Geomembranas em Engenharia Civil

Existe um vasto leque de situações onde as geomembranas podem ser aplicadas, nomeadamente em três áreas: uma primeira relacionada com as obras que envolvem a construção das vias de comunicação e, portanto, na área dos transportes, uma segunda área relacionada com a protecção do meio ambiente, e portanto de carácter ambiental e finalmente a terceira relacionada com obras geotécnicas. As geomembranas têm na sua constituição aditivos que lhe conferem determinadas características necessárias tanto ao seu fabrico como ao seu desempenho, enquanto material usado para os diferentes fins.

Os Geossintéticos

Geossintético é o termo genérico usado para designar uma folha de material, fina e flexível, incorporada ou sobre o solo de modo a melhorar o desempenho deste. Embora a esmagadora maioria dos geossintéticos pertença a dois tipos fundamentais: geotêxteis e geomembranas, pode-se ainda incluir nessa designação outros materiais que pelas suas características nela se enquadram. São eles, por exemplo, os geocompósitos, as geogrelhas e as georredes, etc.
Os geossintéticos desde sempre utilizados na engenharia civil, assumem capital importância em obras do domínio da engenharia do ambiente minimizando o impacte ambiental de algumas acções agressivas para o meio ambiente. Uma das vantagens fundamentais, senão a mais importante, associada à aplicação dos geossintéticos face a outras soluções, mantendo os padrões de qualidade e segurança, tem a ver com a redução de custos. Obras, como a execução de aterros sanitários ficam substancialmente melhoradas nas suas redes de drenagem, impermeabilização, estabilidade de taludes, separação de camadas de solo e de camadas de resíduos através da utilização de geossintéticos em substituição dos materiais tradicionais, tanto pela eficácia do funcionamento daqueles, como pela rapidez associada à sua aplicação e ao seu baixo custo.

História e Evolução das Geomembranas

As geomembranas começaram no fim do primeiro terço deste século a serem utilizados à escala industrial. Esta utilização coincide com o desenvolvimento da indústria dos polímeros no qual o aparecimento dos materiais termoendurecidos teve uma importância decisiva . Assim, já nos anos 30 se usavam folhas de cloreto de polivinilo, PVC para impermeabilização de piscinas, barreiras construídas com folhas de polietileno de baixa densidade para evitar infiltrações de água durante os ensaios relacionados com o movimento dos veículos nas auto-estradas.

Nos anos 40 foram executadas impermeabilizações de reservatórios de água potável com membranas fabricadas com borracha sintética ou de canais e reservatórios para a agricultura com painéis betuminosos (asfalto). Uma década mais tarde, o U.S. Bureau of Reclamation fazia pesquisas, com o objectivo de aperfeiçoar a utilização das geomembranas em obras de engenharia hidráulica. Nas décadas que se seguiram, generalizou-se por todo o mundo a utilização destes produtos em diversas regiões do globo, nos diferentes domínios e usando um número crescente de materiais. Entre os anos 60 e 70 no Canadá, na Rússia, em Taiwan e na Europa usou-se o PVC na impermeabilização de canais. O polietileno clorossulfonado (CSPE) desenvolvido na Europa e nos Estados Unidos criou impacto nestas zonas do globo. O polietileno desenvolvido por alemães e Sul­africanos foi exportado e aplicado na Europa, Austrália, e América do Norte onde foi desenvolvido mais tarde.

Aplicação e Constituição

As geomembranas também são muitas vezes aplicadas em situações que requerem grande resistência à degradação provocada por diversos agentes presentes no meio, como é o caso dos aterros sanitários. O grau de agressividade do meio deve ter sido em conta na escolha e dimensionamento do geossintético a utilizar, para o seu funcionamento eficaz.

As geomembranas contam na sua constituição, além da resina básica e principal, em termos de quantidade, com outros produtos cada qual com uma função definida no seu desempenho final.
Distinguem-se três categorias principais de geomembranas: as termoplásticas semi-cristalinas, as termoplásticas amorfas e as elastómeras. Destas, as primeiras são as que, de longe, contêm uma menor percentagem de aditivos. As segundas, no que diz respeito à percentagem de aditivos presentes, ocupam a posição intermédia e, finalmente, os termoendurecidos elastómeros são as que contem maiores quantidades de aditivos.
Alguns polímeros são mais usados no fabrico de geomembranas, enquanto outros são mais usados no fabrico de outros geossintéticos. Este facto está intimamente ligado às propriedades requeridas quer ao polímero em questão, quer ao geossintético para responder capazmente às solicitações que lhe vão ser impostas. Estas propriedades físicas, químicas e mecânicas variam de acordo com o polímero base utilizado no fabrico dos materiais e para um mesmo polímero dependerão da composição precisa deste.

Os plásticos partir da qual são fabricadas as geomembranas têm na sua composição aditivos que misturados em proporções diferentes lhes conferem distintas propriedades. Estes aditivos, tais como: antioxidantes, negro de carbono, óleos, plastifícantes e filtros- inertes, melhoram as características específicas do polímero ou polímeros base. Além disso, no caso de funcionarem como material de enchimento, reduzem o custo do composto.

A maioria das geomembranas são produzidas a partir de termoplásticos, que não tendo ligações cruzadas, poderão ter na sua composição agentes de ligação originando um material termoendurecido de alta resistência química, ao contrário dos compostos de borracha sintética.
As geomembranas têm uma grande diversidade de aplicações e portanto, estão sujeitas a uma grande gama de solicitações às quais deverão responder eficazmente. Daí que a lista de polímeros à disposição dos fabricantes destes materiais seja vasta.

Fabrico das Geomembranas

A produção das geomembranas pode ser é realizada em fábrica ou no próprio local da obra com a aplicação directa do produto. Neste último caso estão os produtos betuminosos, aplicados com spray. No entanto, esta prática é cada vez mais rara devido à possibilidade de ocorrência de contaminações, dos solos, que podem surgir. Os processos de produção e os materiais utilizados no fabrico das geomembranas influenciam decisivamente as características e as propriedades do produto final. Por isso a selecção de uma qualquer geomembrana deve ter em conta estas características, sem perder de vista o fim a que se destina. À semelhança do que se passa nos outros geossintéticos a sua aplicação é apenas um dos aspectos intervenientes no conjunto de tecnologias a considerar com vista à sua utilização.
As geomembranas têm, processos de fabrico diferentes dos geotêxteis e dos produtos com eles relacionados, As geomembranas são fabricadas, normalmente, com o Objectivo principal de como barreira impermeabilizante a qualquer fluído. Os geotêxteis tem um leque de funções muito mais vasto a satisfazer, tais como drenagem separação, reforço, filtragem, protecção. Portanto, é natural, que as características das geomembranas sejam diferentes das dos geotêxteis, de modo a satisfazer as solicitações para as quais são requeridas.

Ao contrário do que acontece com os geotêxteis, que podem apresentar diferentes tipos de estruturas mas o polímero constituinte é em 95% dos casos o polipropileno e o poliéster, as geomembranas tem um leque maior de escolha, no que diz respeito ao polímero de base, mas o seu fabrico baseia-se apenas em três processos básicos: a extrusão, a calandragem e o revestimento.
Cabe à indústria química a produção dos polímeros base através da polimerização. Estes podem ser fabricados sob a forma de pequenas bolas, flocos ou grânulos. A sua embalagem faz-se em sacos onde são transportados até à indústria de transformação, local da sua conversão em diversos produtos. Deste modo, nasce uma quase infindável lista de produtos produzidos quer a partir, somente, dos polímeros base, quer a partir da junção destes com diversos aditivos de acordo com os fins a que se destinam.

Autor: António José Rodrigues Vieira Monteiro
Excerto Adaptado
Imagens: Reichler, Geosynthetics

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