El mercado mundial de las geomembranas se enfrenta a grandes desafíos a medida que las alternativas de bajo coste se introducen cada vez más en los mercados de Sudamérica, África, Sudeste Asiático, etc. Aunque estos productos ofrecen una alternativa a los fabricantes conocidos y consolidados por sus precios atractivos, hay costes ocultos subyacentes que pueden presentarse en forma de calidad reducida. Por desgracia, cada vez más fabricantes de todo el mundo se suman a esta tendencia, en Europa, Oriente Medio y Sudamérica.

En la última década, algunos usuarios finales de aplicaciones críticas, como la minería y la gestión de residuos, han priorizado el ahorro a corto plazo sobre el valor a largo plazo, pasando por alto el coste de por vida de las geomembranas de buena calidad en favor de una propuesta más competitiva en costes. Este planteamiento no tiene en cuenta el riesgo de emplear materiales de baja calidad, lo que puede acarrear problemas a largo plazo que superen con creces el ahorro inicial.

Reducir costes a costa de la calidad

Aunque existen diferencias obvias entre los fabricantes en cuanto a métodos de producción, equipamiento, mano de obra local y gastos energéticos, materias primas, etc., éstas suelen equivaler a diferencias de precio limitadas, de hasta el 10%, gracias a un mercado bien interconectado y muy regulado en el que las buenas prácticas son la norma común.

Sin embargo, una diferencia de precio significativa suele indicar que no se están siguiendo las prácticas de fabricación adecuadas. Del mismo modo que se puede construir una casa con paja en lugar de ladrillos, también se puede construir un sistema de barreras utilizando geomembranas que carecen de componentes críticos. Pero una casa hecha de paja no resistirá ni la más leve ráfaga de viento, y una geomembrana barata no mantendrá sus propiedades durante mucho tiempo cuando se exponga a condiciones de obra difíciles. Este precio barato conlleva la pérdida de algunas de las propiedades más importantes de la geomembrana.

Formulación de geomembranas: Prácticas habituales

Las geomembranas de HDPE se componen de resina de polietileno, negro de humo con una granulometría especial y diversos aditivos, como coadyuvantes tecnológicos, estabilizadores UV y antioxidantes de larga duración. Normalmente, las geomembranas de HDPE se fabrican con superficies lisas por ambas caras, con una combinación de superficies lisas y texturizadas, o con superficies texturizadas por ambas caras.

La resina de polietileno utilizada en estas geomembranas se produce mediante la polimerización a baja presión del etileno, el monómero primario. La resina suele entregarse al fabricante en forma de gránulos transparentes e incoloros. A continuación, se mezcla con el lote maestro -que contiene negro carbono y aditivos- y se ajusta para cumplir los requisitos específicos de la formulación.

Hay que señalar explícitamente que los gránulos rectificados o reelaborados -los que han sido procesados por el mismo fabricante pero nunca utilizados en el campo- se incorporan a menudo a la extrusora durante la fabricación en porcentajes bajos (menos del 3%). Esto es distinto de los materiales recuperados, reciclados o postconsumo, que nunca deben incluirse en la formulación en cantidad alguna.

El negro de carbono se utiliza en las formulaciones de geomembranas principalmente para la estabilización, especialmente para mejorar la resistencia a la luz ultravioleta. Normalmente se añade como un concentrado preformulado en forma de gránulos, conocido como «lote maestro», que incluye negro de carbono y posiblemente antioxidantes dentro de una resina portadora. La resina portadora debe coincidir con la resina huésped en términos de densidad y características de flujo de fusión.

Los aditivos se integran en las fórmulas de las geomembranas HDPE para evitar la oxidación, mejorar la durabilidad a largo plazo y ayudar en el proceso de fabricación. Funcionan como una barrera protectora para la geomembrana, protegiendo las estructuras moleculares del polietileno de la degradación oxidativa y/o UV. Con el tiempo, sin embargo, estos aditivos se agotan debido a la exposición prolongada a los elementos ambientales. Una vez que desaparece esta protección, la geomembrana se vuelve susceptible de sufrir daños y empieza a perder sus propiedades originales. La calidad de los aditivos es fundamental, ya que influye directamente en el tiempo que la geomembrana mantiene las características de rendimiento previstas.

Los aditivos se integran en las fórmulas de las geomembranas de HDPE para evitar la oxidación, mejorar la durabilidad a largo plazo y ayudar en el proceso de fabricación. Funcionan como una barrera protectora para la geomembrana, protegiendo las estructuras moleculares del polietileno de la degradación oxidativa y/o UV. Con el tiempo, sin embargo, estos aditivos se agotan debido a la exposición prolongada a los elementos ambientales. Una vez que desaparece esta protección, la geomembrana se vuelve susceptible de sufrir daños y empieza a perder sus propiedades originales. La calidad de los aditivos es fundamental, ya que influye directamente en el tiempo que la geomembrana mantiene las características de rendimiento previstas.

La especificación de geomembranas HDPE basadas en aditivos o grupos de aditivos es un reto porque estas formulaciones suelen estar patentadas. Además, la investigación y el desarrollo continuos conducen a cambios en las composiciones de los aditivos.

Prácticas por debajo de la norma

Para entender los riesgos de utilizar geomembranas de bajo coste, es importante observar algunas de las prácticas que llevan a cabo los fabricantes de bajo coste en contraposición a las normas y prácticas recomendadas para la formulación de geomembranas explicadas en la sección anterior.

Resinas recicladas

Las resinas recicladas no están permitidas en las especificaciones estándar como la GR GM-13, pero a veces se utilizan para abaratar costes. Su inclusión puede dar lugar a un comportamiento impredecible del material bajo tensión, como la separación en el plano (cuando las diferentes capas de geomembrana no se «pegan» entre sí) y puede introducir contaminantes no deseados. En aplicaciones con agua potable, estos contaminantes pueden suponer un grave riesgo para la salud del consumidor final a largo plazo.

Como ya se ha mencionado, un error común es equiparar el uso de resinas reelaboradas con resinas recicladas. Aunque las resinas regeneradas se reprocesan a partir de materiales ya fabricados, sólo se utilizan en bajas concentraciones (menos del 3%) y mantienen todos sus antioxidantes. En cambio, las resinas recicladas suelen haber agotado sus antioxidantes antes de ser reprocesadas, lo que reduce su durabilidad desde el principio.

El uso de resinas recicladas también puede causar problemas en el ciclo de producción de las geomembranas fabricadas por el método de soplado. Debido a que las resinas recicladas han visto comprometida su estructura molecular, causan problemas al fundirse con el resto de la resina virgen, dando lugar a zonas de polímero mal fundido y reticulado que se ha extendido por la superficie al salir la burbuja de la extrusora anular, creando pequeños agujeros o desgarros, que se denominan «unmelts», «gels» o «die build-up».

Resinas barefoot y aditivos de bajo coste

«Resina barefoot» es un término industrial para las resinas poliméricas que carecen de aditivos en su formulación. A diferencia de las resinas totalmente formuladas, como Marlex 306/307, las resinas «barefoot» sólo contienen los componentes químicos más básicos necesarios para ser consideradas resinas. Estas resinas se mezclan posteriormente con aditivos baratos y de origen local, lo que a menudo da lugar a geomembranas con propiedades de durabilidad reducidas y escasa resistencia a las grietas por tensión.

Esto da lugar a fichas técnicas engañosas, en las que los valores de las propiedades parecen equivalentes a los de los fabricantes establecidos. Sin embargo, la duración durante la cual estas propiedades permanecen estables se reduce considerablemente por el uso de aditivos baratos. Esto plantea un grave problema en aplicaciones medioambientales, gestión de residuos mineros o balsas para riego, donde se espera que las geomembranas funcionen eficazmente durante años o incluso décadas.

Los antioxidantes y estabilizantes utilizados pueden mostrar inicialmente resultados prometedores en cuanto al «tiempo de inducción oxidativa estándar» y al «tiempo de inducción oxidativa a alta presión». Sin embargo, estos aditivos menos eficaces y de vida corta tienden a degradarse rápidamente cuando se exponen a temperaturas más altas y a la luz ultravioleta, lo que reduce significativamente la vida útil y el rendimiento de la geomembrana.

Mezcla de diferentes grados:

Otra práctica cuestionable es la mezcla de LLDPE (polietileno lineal de baja densidad) o PB (polibutileno) con resinas de grado no adecuado para mejorar artificialmente la resistencia a las grietas por tensión. Aunque esta práctica puede proporcionar una mejora temporal en las pruebas de laboratorio, puede provocar fallos importantes en las condiciones reales de la obra. Las resinas de grado inadecuado pueden carecer de la durabilidad necesaria a largo plazo y de las características de rendimiento requeridas para aplicaciones exigentes. En consecuencia, las geomembranas que incorporan tales mezclas pueden mostrar una resistencia comprometida a la tensión ambiental y a las exposiciones químicas, por no mencionar una reducción de la calidad de la soldadura.

Deficiencia de negro de carbono y dispersión del negro de carbono:

Un problema frecuente en la fabricación de geomembranas es la práctica de añadir sólo un 2% de negro de carbono a las capas exteriores de una geomembrana de tres capas, dejando la capa central mínimamente pigmentada. Esta práctica socava la resistencia a los rayos UV y las propiedades mecánicas de la geomembrana, ya que el negro de carbono desempeña un papel fundamental como estabilizador y absorbente de la radiación UV.

Una protección UV insuficiente acelera el agotamiento de los antioxidantes, lo que conduce a un deterioro más rápido de las propiedades de la geomembrana.

Manipulación del espesor y la longitud:

Para evitar ser detectados durante las inspecciones de calidad, algunos fabricantes de geomembrana pueden reducir el espesor de la geomembrana en la mitad de los rollos o acortar la longitud de cada rollo. Estas prácticas engañosas pueden dar lugar a graves problemas en proyectos que requieren especificaciones precisas y propiedades consistentes del material. La reducción del grosor en la mitad de los rollos puede comprometer la resistencia general de la geomembrana, mientras que el acortamiento de la longitud de los rollos puede dar lugar a una cobertura insuficiente y a un aumento de los residuos durante la instalación. Estas discrepancias no sólo afectan a la geomembrana, sino que también pueden provocar costosos retrasos en el proyecto y problemas de conformidad, socavando la integridad de toda la instalación.

¿Qué se puede hacer?

Cuando un precio es inusualmente bajo en comparación con la media del sector, suele indicar que la calidad y el rendimiento del material están comprometidos. Los compradores deben tomar medidas proactivas para garantizar la transparencia de la cadena de suministro, confirmar el cumplimiento de las normas internacionales e inspeccionar y probar rigurosamente las geomembranas antes de comprarlas.

Dar prioridad a los materiales certificados y de alta calidad es esencial para salvaguardar el éxito de los proyectos y apoyar la credibilidad a largo plazo del sector de las geomembranas.

Para mantener estas normas, los instaladores y especificadores deben llevar a cabo un control de calidad independiente de los materiales suministrados. Esto debería incluir auditorías de terceros y pruebas de laboratorio de instituciones certificadas y de renombre para verificar que las geomembranas cumplen todas las especificaciones del proyecto.