Panel Geocompuesto AdvanEdge^®

El único panel geocompuesto que es en realidad un tubo La tubería de panel es uno de los mas recientes desarrollos en drenaje su superficial, usada por primera vez a mitad de los años 80. El producto (también conocido como tubería de drenaje geocompuesta) consiste en un núcleo plástico perforado en forma e panel, envuelto con un geotextil que filtra el suelo.

Características

La característica de desempeño que distingue a las tuberías de panel es su capacidad de captar y evacuar agua rápidamente. Comparada con una tubería circular de 4", una tubería de panel de 12", de igual longitud tiene dos veces el área de contacto de suelo y drena una cantidad igual de agua en aproximadamente el 60% del tiempo. Además, su perfil esbelto de 1.5" permite su colocación en una zanja angosta y una instalación mas rápida.

Desempeño comprobado en estudios estatales

La tubería de panel es la más usada en drenes longitudinales en carreteras y ha sido objeto de varios estudios de comportamiento y funcionamiento por agencias estatales de transporte. Un proyecto de investigación de cuatro años del centro de Kentucky concluyó que los drenes longitudinales con tubería de panel adecuadamente diseñados e instalados pueden:

• Reducir la humedad de la subrasante hasta un 28%.
• Aumentar el módulo de la subrasante hasta un 64% en los ensayos de deflectómetro con caída de pesas.
• Aumentar la vida del pavimento en un promedio de siete años.
• Ahorrar mas de US$25,000 por milla de pavimento en los costos durante la vida útil.

Lo barato sale caro

Drenes de Paneles Geocompuestos de Núcleo Abierto de
Páneles y red (izquierda) y de cónicas (derecha)

Los geocompuestos comunes son relativamente baratos y emplean una carpeta perforada con parales rectos o cónicos, envuelta con geotextil filtrante adherido al reverso de la carpeta y a los extremos de los parales (Ver figura 2). Este diseño de núcleo abierto se basa en el geotextil para convertirse en la “pared” opuesta de la tubería, una función estructural para la cual los geotextiles no son diseñados.

Varios estudios de campo en 18 estados de los Estados Unidos han revelado serias deficiencias con estos geocompuestos incluyendo:

• Colapso del geotextil y obstrucción del flujo de agua.
• Separación del geotextil, causando colmatación con los sedimentos.
• Escape de agua a través del geotextil en la cavidad inferior de la tubería.
• Deformación estructural (en forma de “C” o de “J”) durante la instalación y la compactación.
• Aplastamiento y agrietamiento del núcleo.

La diferencia AdvanEdge^®

ADS comenzó en el mercado de drenes longitudinales de panel en 1988 con un producto de núcleo cerrado diseñado para eliminar los problemas asociados con los primeros geocompuestos. A diferencia de las otras, nuestra solución es verdaderamente una tubería: no circular, claro, pero con un núcleo en forma de panel que encierra completamente el conducto. Los pilares laterales mantienen la abertura del núcleo, resultando en una serie de canales ovalados con resistencia en todas las direcciones y relativamente poco salientes dentro del conducto. El diseño de la cavidad permite una velocidad de flujo significativamente mayor aún cuando la carga hidráulica sea pequeña. AdvanEdge^® no depende del geotextil para soporte estructural. De hecho, la envoltura de geotextil puede ser reemplazada completamente con un relleno granular con un adecuado drenaje, con un tamaño adecuado para que el material filtrante no obstruya las perforaciones.

Resistencia estructural comprobada in situ

Como se afirmó anteriormente, AdvanEdge^® está diseñada para ser una verdadera tubería, con estabilidad dimensional en todas las direcciones, El núcleo cerrado reforzado tiene una rigidez vertical excepcional, resistencia a la compresión y resistencia a la deformación, que se presenta durante el proceso de instalación. La superioridad estructural de AdvanEdge^® se ha comprobado claramente con ensayos estatales de desempeño in situ de drenes longitudinales. En todos los casos, de geocompuestos de núcleo abierto se encontraron problemas severos de deformación y restricción de flujo bajo carga, mientras que AdvanEdge^® ¡no mostró ninguna de estas deficiencias-cero! De hecho, varios estados están descontinuando el uso de drenes longitudinales de núcleo abierto “hasta que produzcan mejoramientos substanciales en el diseño y los materiales.”

Doble capacidad de flujo

Los ensayos tradicionales de laboratorio, sobre la capacidad de flujo para tuberías de panel han mostrado poca similitud con las condiciones reales en campo y han presentado poca diferencia con los datos de laboratorio de capacidad de flujo para cualquier marca de geocompuestos.

Un material más fuerte hace una tubería más fuerte

AdvanEdge^® está fabricado con resina de polietileno de alta densidad que cumple los requerimientos de calidad estructural y resistencia química de la norma ASTM D 3350. La mayoría de núcleos geocompuestos están fabricados con materiales de menor durabilidad, tales como el polietileno de baja densidad o el estireno.

Instalación rápida y económica

AdvanEdge^® (solo 1.5" de espesor) permite la instalación en una zanja angosta, que fácilmente se puede abrir con equipos zanjadores de alta velocidad y con una mínima rotura de la superficie. La tubería es lo suficientemente fuerte para resistir cualquier deformación al pasar por la caja de la máquina zanjadora o cuando la zanja es rellenada, compactada y recubierta.

AdvanEdge^® se entrega en rollos de 10 y 328 pies y en rollos de mayor longitud cuando las condiciones del proyecto lo requieran. Por lo tanto, el número de juntas no es muy grande, se hacen con un innovativo acople que es lo suficientemente seguro para resistir los esfuerzos de instalación.

AdvanEdge^® está diseñado para ser una verdadera tubería de mayor caudal y mayor resistencia estructural

1. El geotextil actúa como filtro del suelo solamente, no como un miembro estructural
2. El núcleo de HDPE envuelve completamente el conducto
3. Los pilares laterales mantienen la rigidez de la tubería.
4. Toda cavidad interna retiene agua y promueve una alta capacidad de flujo

Drenes longitudinales para autopistas

Dren longitudinal de carreteras

Esta fue la aplicación inicial para la tubería geocompuesta y hoy en día permanece como principal mercado. Las autoridades estatales de transporte han realizado numerosos estudios de campo, los cuales indican que los drenajes longitudinales adecuadamente diseñados e instalados son un factor importante en el aumento de la vida del pavimento y en la reducción de los costos de mantenimiento.

AdvanEdge^® permanece hoy en día como la única tubería de panel que ha cumplido con la promesa de desempeño con drenaje de respuesta rápida, durabilidad a largo plazo y costo de instalación accesible.

La rápida recolección y remoción de agua de la tuberí AdvanEdge^®, es igualmente adecuada para aeropuertos, estacionamientos y para cualquier área pavimentada.

Drenaje para canchas deportivas

Ciudades, escuelas e incluso equipos deportivos profesionales están descubriendo que AdvanEdge^® es altamente efectiva para mantener los campos de practica en buenas condiciones de uso.

Otras aplicaciones

Cimentaciones de edificios y muros de contención. Instaladas vertical y directamente contra la estructura, AdvanEdge^® capta y evacúa rápidamente el agua que se puede acumular cerca de las superficies no permeables.

Manejo de residuos. AdvanEdge^® es comúnmente especificada para drenajes perimetrales alrededor de rellenos y campos sépticos para mantener el agua externa alejada de veldas de residuos o embalses superficiales.

Existen en la actualidad dos métodos de ensayo que simulan no solo las fuerzas reales impuestas sobre la tubería de panel instalada sino que también correlacionan los resultados muy cercanamente con los problemas y fallas observadas en varios productos (o geocompuestos) de la competencia:

1. 
   Ensayo de plano inclinado

   Diseñado originalmente por Ronald Frobel en 1991, este aparato permite colocar la muestra de tubería de panel entre dos bloques, con ángulo de aproximadamente 30 grados, que equivale a la fuerza de corte excéntrica sobre un panel instalado verticalmente debida a una carga impuesta en la superficie.

2. 
   Ensayo de la caja de suelo

   Aun mas cercana a la realidad esta la caja de suelo desarrollada por John Fleckenstein del Centro de Transporte de Kentucky. La caja de ensayo simula la condición de zanja en ancho, profundidad, colocación de la tubería de panel y material de relleno.

   Los ensayos fueron realizados por el Sr. Fleckenstein en las seis principales marcas de drenes de panel geocompuestos, tanto en rellenos de arena suelta como densa y con cargas verticales variando desde 5.7 a 22.7 ^lb/_pgd². Como se muestra en la tabla siguiente, AdvanEdge^® se desempeña mejor tanto en compresión vertical como en pérdida de la capacidad del núcleo. Estos hallazgos se correlacionan con los reportes de falla de mas de 190 inspecciones en excavaciones y perforaciones en 18 estados y una provincia Canadiense.

   Centro de Transporte de Kentucky
   Ensayo de la caja de suelo

   Producto	Compresión vertical a 156.5 kPA(Reducción porcentual de la altura)	Pérdida de la capacidad del núcleo(reducción porcentual en el área abierta del núcleo)
   AdvanEdge®	1.4a 1.9	-1.1 a -2.1*
   Hydraway	3.5 a 16.8	12.1 a 57.6
   Stripdrain	5.0 a 10.2	15.0 a 35.0
   Prodrain	3.3 a 10.0	15.2 a 52.0
   Akwadrain	1.6 a 5.3	5.3 a 27.4

   ^* ¡La capacidad del núcleo de AdvanEdge^® realmente aumentó!;

Capacidad de flujo

La ASTM D 4716 ha sido el medio tradicional para la medición de las tasas de flujo de varios geocompuestos y los productos ensayados han registrado entre 15 y 20 ^gpm/_pie usando este método. Pero el método tiene tres serios defectos:

Capacidad de flujo de AdvanEdge^® vs dos geocompuestos de núcleo abierto.
(Fuente: Centro de Transporte de Kentucky,1997)

1. Las muestras son ensayadas horizontalmente mientras que la mayoría de las aplicaciones instalan la tubería verticalmente.
2. No hay carga externa aplicada para simular las presiones reales del suelo, pavimento o tráfico.
3. Las muestras de ensayo son muy pequeñas.

En 1997, el Centro de Transporte de Kentucky desarrolló un ensayo de flujo que es mucho más representativo de las condiciones de servicio. Las muestras son colocadas verticalmente en una c&aacutúcleo. Las condiciones del sitio incluyen la graduación del relleno, la graduación y estabilidad de la base del pavimento, el material de los hombros de la base y cualquier agrietamiento, taponamiento o colocación de agregados realizados al pavimento. El Tamaño de Abertura Aparente (AOS).-(095) y la permitividad del geotextil se pueden establecer con estas condiciones del proyecto. Los criterios de tamaño para el geotextil de filtro son los siguientes:

La selección del geotextil adecuado depende de las condiciones del sitio y del diseño del núcleo. Las condiciones del sitio incluyen:

• La graduación del relleno
• La graduación y estabilidad de la base del pavimento
• El material de los hombros de la base y cualquier agrietamiento
• Taponamiento o colocación de agregados realizados al pavimento

El tamaño de Abertura Aparente (AOS).-(095) y la permitividad del geotextil se pueden establecer con estas condiciones del proyecto. Los criterios de tamaño para el geotextil de filtro son los siguientes:

Geotextiles para AdvanEDGE^®

La selección del geotextil para la tubería de núcleo cerrado AdvanEDGE^® está gobernada por los requerimientos de drenaje subsuperficial mostrados en la tabla AASHTO M-288. Los requerimientos de la Clase B se aplican típicamente a la mayoría de las instalaciones. Si se usa un relleno granular, es posible remover el geotextil de la tubería AdvanEDGE^® (siempre que se especifique un ancho pequeño de ranura).

Juntas y accesorios

Junta

Descarga Lateral

Tapón

Descarga en Líneas

45 Wye (horizontal)

Tee Horizontal

Tubería panel y accesorios AdvanEDGE^®/Rolodren

Instalación

Las siguientes pautas se usan en la instalación de AdvanEDGE^® en todas sus aplicaciones. Las instrucciones específicas para carreteras, calles, áreas de estacionamiento y otras superficies pavimentadas se dan en la “Práctica Normalizada para la Instalación de Drenes Geocompuestos para pavimentos” ASTM D 6088-97.

1. La tubería AdvanEDGE^® puede ser instalada en una zanja angosta ya sea con al cara del panel contra la estructura o contra el suelo a ser drenado.
2. Se debe suministrar los medios para mantener la limpieza del panel contra la pared de la zanja o estructura durante la colocación del relleno.
3. Dependiendo de la permeabilidad del suelo y de los requerimientos de drenaje, la zanja puede ser rellenada con el material excavado, agregado grueso, grava o arena natural.
4. Cuando se usa material excavado, la zanja debe ser rellenada hasta el límite deseado (excluyendo el material bituminoso o rocoso mayor de una pulgada) colocado en dos capas y compactado.
5. Cuando se usa agregado grueso, grava o arena natural, la zanja debe ser rellenada en dos etapas, cada una compactada a satisfacción del ingeniero.
6. Las juntas se deben hacer usando acoples AdvanEDGE^® antes de colocar la tubería AdvanEDGE^® en la trinchera. Use dos grapas de acoplamiento en cada acople AdvanEDGE^®. Los acoples deben ser colocados por dentro del geotextil en la junta para prevenir la infiltración del suelo. Para llevar a cabo esto, separe la costura del geotextil y retire el geotextil aproximadamente 8”. Instale el acople en dos grapas. Coloque de nuevo el geotextil sobre el acople y asegure el geotextil con cinta adecuada.
7. Las salidas de descarga deben ser colocadas a medida que se requieran. Las salidas de descarga para transición de tubería AdvanEDGE^® a tubo circular de 4” o 6” deben ser accesorios o descargas laterales según se requiera.
8. Se deben usar tapas en los extremos en todos los puntos finales para prevenir la infiltración de suelo dentro del sistema.