Interpretación de una ficha técnica de Geomembrana Alvatech

La ficha técnica de geomembranas ALVATECH contiene una relación de ensayos normalizados que tratan de reproducir, en un laboratorio, las diferentes solicitudes que va a tener la geomembrana en una aplicación real; ya sea en un vertedero o relleno sanitario, en un embalse o en un patio de lixiviación de una mina por mencionar algunas aplicaciones habituales de gran demanda de geomembrana.

 Propiedades de la geomembrana

Las distintas propiedades de la geomembrana están agrupadas en 3 grupos para hacer la información más fácilmente entendible. Aquí puedes consultar la Ficha Técnica ALVATECH 5002.

1. Materia prima usada.
2. Mecánicas: Tracción, rasgado y punzonado.
3. Durabilidad: OIT, HPOIT y STRESS CRACKING nos muestran cómo se comportan los antioxidantes de nuestra geomembrana.

Materia prima

Las geomembranas de polietileno se fabrican con un mínimo del 97% de materia prima virgen de polietileno y un 2-3% de aditivos. Estos aditivos son negro de carbono (2-3%) y antioxidantes (0,50-1,00%). Con el negro de carbono conseguimos estabilizar la geomembrana (evitamos que se descomponga rápidamente), especialmente de la radiación ultravioleta, mientras que con los antioxidantes conseguimos prevenir la creación de radicales libres y aumentar la durabilidad.

Encontramos 2 parámetros clave en la ficha técnica; Densidad e Índice de fluidez

La densidad nos indica si estamos ante una baja densidad (<0,939 g/cc) o una alta densidad (0.940- 0.954 g/cc). Ambos productos tienen diferente resistencia química y diferentes propiedades mecánicas lo que los hace más o menos idóneos para la aplicación deseada.

Por su parte, el Índice de Fluidez nos ayuda a interpretar cómo se comportará la materia prima durante el proceso de fabricación. Mayor índice de fluidez quiere decir que estamos ante un material menos viscoso (> MFI < viscosidad). En SOTRAFA contamos con la mejor tecnología en fabricación de geomembranas por calandra plana; esto nos permite transformar el polietileno con índices de fluidez muy altos (menos viscosidad) y a menor temperatura lo que se traduce en un producto final que ha sufrido menos al transformarse y que se suelda más fácilmente.

PROPIEDADES MECÁNICAS

Se resumen en propiedades de tracción, rasgado y punzonado. Con la voluntad de ser completamente transparentes con la información, en SOTRAFA mostramos entre paréntesis los valores mínimos que exige la norma. En este sentido, las geomembranas ALVATECH superan de forma holgada los valores que exigen las principales normativas a nivel mundial.

Dentro de las tracciones, encontramos los siguientes parámetros:

• Tracción a la rotura
• Alargamiento a la rotura
• Tracción en el punto de fluencia o límite elástico
• Alargamiento en el punto de fluencia.

Para este ensayo se usa una probeta «tipo mancuerna» o «tipo hueso de perro».

La tracción a la rotura es el esfuerzo máximo que el material puede soportar. Por su parte, la tracción en el punto de fluencia es el esfuerzo que el material puede resistir sin deformarse de forma permanente. Mientras que el primero nos da información sobre la calidad en la transformación, el segundo es útil como parámetro de diseño.

En SOTRAFA expresamos los valores en Europa en Mega pascales o N/mm2 tal como indican las distintas normativas europeas. En América los valores se expresan en kN/m.  Los alargamientos se expresan en %.

• Resistencia al punzonado

En este caso, los valores se expresan simplemente en kN. El tamaño del punzón es muy distinto en el caso del ensayo ASTM y el ISO; siendo este último mucho mayor.

• Resistencia al rasgado

Debido a que se hace con una probeta en forma de V, los valores de este ensayo se expresan a N/mm.

DURABILIDAD

Otro factor clave en una geomembrana es tratar de predecir cuánto durará nuestra geomembrana.  La degradación de una geomembrana puede ocurrir por;

• Degradación ultravioleta,
• Degradación térmica (a mayor temperatura la degradación ocurre antes)
• Degradación química
• Por oxidación (creación de radicales libres)

Para poder estimar la cantidad de antioxidantes de nuestra geomembrana, y, por tanto, su comportamiento a largo plazo, usamos los siguientes ensayos normalizados:

• OIT en español Tiempo de Oxidación Inducida. Al hacerse a 200 grados centígrados, nos informa de la cantidad de antioxidantes primarios (los secundarios como los HALS desaparecen a más de 150ºC). Básicamente, éstos protegen nuestra geomembrana durante el proceso de fabricación y de posterior soldadura en obra. Este ensayo se mide en minutos (tiempo en el que comienzan a liberarse radicales libres.
• HP-OIT se hace a menor temperatura, a 150 grados, pero mayor presión y nos muestra los antioxidantes secundarios que le darán la protección a largo plazo frente a la degradación térmica y ultravioleta.

Podríamos preguntarnos que es mejor el OIT o el HP-OIT. La realidad es que las reacciones son mucho más complejas y es la mezcla de antioxidantes primarios y secundarios la que protege de forma eficiente a nuestra geomembrana.

Aunque a priori más es mejor, valores iniciales muy altos de OIT y de HP-OIT no garantizan necesariamente una alta durabilidad de la geomembrana. Hemos comprobado cómo geomembranas con valores muy altos de HPOIT iniciales bajan muy rápidamente y geomembranas con valores iniciales más bajos duran mucho más en el tiempo.

Es importante conocer la compatibilidad de la resina usada con el paquete de antioxidantes. Esta «receta» forma parte del know-how del fabricante. La clave es conocer cómo se va a comportar ese paquete de antioxidantes a lo largo del tiempo; de ahí la necesidad de trabajar con un fabricante de geomembrana de primera calidad y con experiencia.

En nuestro Laboratorio tratamos de simular de forma acelerada la durabilidad de nuestra geomembrana, es decir cuánto tiempo tiene que transcurrir para que nuestra geomembrana empiece a degradarse. Se considera que una geomembrana ha acabado su vida útil cuando sus propiedades mecánicas están por debajo del 50% de las iniciales.

STRESS CRACKING

El polietileno de alta densidad es uno de los polímeros de mayor resistencia química que se conoce. Su debilidad consiste en que, al ser muy cristalino, es susceptible de sufrir Stress cracking o agrietamiento por tensión. Las resinas han evolucionado mucho en los últimos años de modo que para aplicaciones comunes una buena geomembrana de HDPE no debería de tener problemas de stress cracking. El ensayo consiste en sumergir una muestra en una solución tensioactiva a 50°. Para acelerar aún más el ensayo, a la muestra se le hace una entalla o corte proporcional al espesor y se tensiona con un peso.  La normativa americana exige un valor mínimo de 500h en este ensayo. En SOTRAFA contamos con formulaciones para aplicaciones especiales que superan ampliamente esta cifra.

ENVEJECIMIENTO TÉRMICO

Mediante este ensayo llevamos a cabo un envejecimiento acelerado de la geomembrana para ver cómo se comportaría en el tiempo. Como sabemos la temperatura es un gran catalizador de la degradación. Introducimos una muestra de geomembrana en un horno homologado para este ensayo a 85° durante 90 días. Tras estos 90 días llevamos a cabo un ensayo de OIT y HP-OIT. Los valores de estos ensayos tienen que ser:

• St-OIT=> 55%
• HP-OIT=> 80%

La muestra tiene que retener el 55% del OIT standard o el 80% del HP-OIT.

ENVEJECIMIENTO ULTRAVIOLETA

En este caso tratamos de simular el efecto de la radiación solar en nuestra geomembrana de forma acelerada. Introducimos nuestras muestras en una cámara equipada con lámparas fluorescentes UV y las sometemos a un ciclo de 1600horas (aproximadamente 67 días).  Una vez completo el ciclo realizamos un ensayo de HP-OIT, en este caso no se hace el OIT standard, y la muestra debe de retener al menos el 50% del valor inicial.

Las fichas técnicas en su mayoría son fichas standard de mínimos. En SOTRAFA contamos con la mejor tecnología disponible, usamos solo las mejores resinas y aditivos y un amplio conocimiento del comportamiento de distintas formulaciones de polietileno.

FRECUENCIA DE ENSAYOS

En SOTRAFA seguimos la recomendación del GRI en cuanto a la frecuencia mínima de ensayos. Es fundamental contar con un plan adecuado de testeo para evitar alteraciones no deseadas.