“Uno de los procesos para la obtención de metales y minerales desde partículas pétreas, es a través de la confirmación de depósitos de minerales (pilas de lixiviación). Para esto las partículas son apiladas y posteriormente regadas con una solución ácida, la cual disuelve los minerales por percolación a través del material apilado. Bajo las partículas a lixiviar se coloca un estrato de material drenante con tuberías de drenaje inmersas en éste, de esta forma se genera el flujo de la solución ácida enriquecida desde el material apilado hasta las tuberías de drenaje, para luego conducir la solución hacia piscinas para su posterior procesamiento. Sobre el suelo de fundación y bajo el material drenante se instalan geomembranas, las cuales generan una barrera impermeable entre el depósito y el suelo de fundación. Éstas tienen como objetivo evitar que la solución ácida infiltre en el subsuelo, logrando no contaminar las napas subterráneas, no disolver las sales presentes en los suelos salinos (existentes en la zona en la cual se emplazan principalmente estos depósitos en Chile), y no perder solución ácida enriquecida con minerales. El presente trabajo tiene como objetivo actualizar las expresiones de diseño, mediante las cuales se estima el espesor de la geomembrana requerida para así evitar el efecto del punzonamiento de ésta y perder la estanqueidad en la base del depósito. Las geomembranas estudiadas son de polietileno lineal de alta densidad (HDPE). Para determinar su resistencia, se realizaron ensayes de punzonamiento hidrostáticos, mediante los cuales se correlaciona la presión hidrostática que produjo su rotura con el tamaño máximo y geometría de las partículas del material drenante. Las expresiones de diseño utilizadas en la actualidad fueron desarrolladas en los 90’, mediante ensayes hidrostáticos, pero éstas son conservadoras si se comparan con los resultados obtenidos en la presente investigación. La diferencia se produce principalmente por las mejoras que han sido realizadas en las materias primas utilizadas. A partir de lo anterior, se proponen modificaciones para dichas expresiones en función de las características de los materiales actuales y los criterios de diseño utilizados en Chile en la actualidad.

Made available in DSpace on 2016-06-02T19:12:33Z (GMT). No. of bitstreams: 1 5641.pdf: 2776779 bytes, checksum: 0687c034eb34b8332566e5b8b2ea0517 (MD5) Previous issue date: 2013-12-10 / Geomembranes are polymeric sheets widely used in vinasse ponds to prevent contamination of soil. Long-term durability is expected, since failure can result in environmental impact. Smooth black commercial geomembranes and injected molded plaques manufactured using different polyethylene resins were exposed to hot and fresh vinasse at an ethanol plant. Mechanical, thermal and structural changes were evaluated along 245 days of exposure to the effluent. Results showed that geomembranes are in the first step of degradation process, when it is observed depletion of antioxidants with no modification of mechanical properties. First stage of service life in hot and fresh vinasse was estimated in 4,3 years for the geomembrane 1 mm thick and 5 years for geomembrane of 2 mm. For the injected molded plaques, service life was estimated in 4,4 up to 6 years for the resins compounded with 2,5% of carbon black. The longer durability was observed for the bimodal metallocene/octene-1 comonomer from Dow Solution polymerization process. Incipient degradation was observed after 153 days, which occurred preferentially in the lower molecular weight by branching. The proposed methodology, based on injected molded plaques and their exposure in the field conditions, was validated to assess the stage of antioxidants depletion of service life of different polyethylene resins. / Geomembranas são mantas poliméricas com importante aplicação no revestimento de lagoas de vinhaça, e que exigem durabilidade de longo prazo. Geomembranas comerciais pretas, lisas e fabricadas pelo processo de extrusão, bem como placas moldadas por injeção, preparadas com diferentes resinas de polietileno, foram expostas à vinhaça quente e fresca em usina de etanol durante 245 dias. Ao longo do processo de exposição ao efluente foram monitoradas propriedades mecânicas, térmicas e estruturais. Considerando-se o modelo teórico que prevê que a vida útil desses materiais compreende três estágios, os resultados mostraram que as geomembranas estão na primeira fase de sua vida útil, período durante o qual ocorre o esgotamento dos antioxidantes, sem modificação das propriedades mecânicas. Essa primeira fase da vida útil da geomembrana de 1 mm de espessura foi estimada em 4,3 anos, enquanto que para a geomembrana de 2 mm foi avaliada em 5 anos. Para as placas moldadas por injeção com diferentes resinas de polietileno e que continham 2,5% de negro de fumo, a primeira etapa da vida útil foi avaliada em 4,4 até 6 anos. Entre as resinas de polietileno avaliadas, observou-se maior durabilidade para a resina bimodal polimerizada em processo de Solução da Dow, que utiliza catalizador metalocênico e comonômero octeno-1. Após 153 dias de exposição à vinhaça quente e fresca observou-se princípio de degradação termo-oxidativa preferencialmente por ramificação nas frações de baixa massa molar. A metodologia proposta, com base no uso de placas moldadas por injeção e a exposição nas condições de campo, foi validada para a estimativa do estágio I da vida útil de geomembranas.

Dissertação apresentada para obtenção do grau de Mestre em Mecânica dos Solos e Engenharia Geotécnica, na Faculdade de Engenharia da Universidade do Porto

El documento digital no refiere un asesor / Publicación a texto completo no autorizada por el autor / Muestra el diseño de un canal trapezoidal y poza de almacenamiento con geomembrana para un sistema de riego tecnificado. La ubicación del proyecto corresponde al distrito de Surco, dentro de la Base Aérea Las Palmas. La Escuela de Suboficiales de la FAP viene realizando, como parte de una política de racionalización, las acciones pertinentes con el fin de disminuir el consumo de agua potable dentro de las instalaciones de la escuela, de tal modo que una de las primeras acciones a tomar es minimizar los altos consumos por el uso de esta agua para el regadío de las áreas verdes dentro de las instalaciones. Teniendo en consideración esta necesidad de tomar las medidas para tratar de solucionar este exceso en consumos ocasionados por el uso del agua potable suministrada por la empresa prestadora de servicios SEDAPAL, es que la Escuela de Suboficiales de la FAP dispuso efectuar un estudio que contemple la evaluación de una fuente alterna que provea de agua la cual sea destinada al regadío de las áreas verdes, sobre todo del área destinada al Estadio de la escuela. Se ha contemplado la utilización, como fuente de abastecimiento, de las aguas provenientes del río Surco. La Comisión de Regantes del Sub Sector de Riego Surco provee a la Base Aérea Las Palmas de un volumen de agua proveniente de un canal de regadío ubicado dentro de las instalaciones de la escuela. / Trabajo de suficiencia profesional

Señala que actualmente dentro del terreno de la escuela de suboficiales de la FAP pasa un canal de concreto derivador de las aguas del rio Surco, que abastece a una zona de la escuela, a través de una compuerta metálica se deja salir el agua que es recorrida por una acequia rustica que tiene un recorrido de 520 metros. Por ello la decisión tomada fue aprovechar la excavación ya existente para realizar un canal trapezoidal de concreto por donde recorrerá el agua que será almacenada en una poza, el cual será excavada y recubierta con una geomembrana. De ahí saldrá el agua impulsada por una tubería de succión a través de una electrobomba y será expulsada por una tubería de distribución, donde se realizará un sistema de regadío para todas las áreas verdes de La escuela de suboficiales de la FAP. / Trabajo de suficiencia profesional

O presente trabalho investiga o desempenho de geotêxteis e de solos como elementos de proteção para geomembranas de polivinil clorado (PVC) e de polietileno de alta densidade (PEAD). Foram utilizadas geomembranas de PVC com espessuras de 1,0 e 2,0 mm e de PEAD com espessuras de 1,5 e 2,0 mm. Como camadas de proteção utilizaram-se geotêxteis não tecidos de poliéster (PET), com gramaturas de 130, 300, 400 e 600 g/\'M POT.2\', e de polipropileno (PP), com gramatura de 400 e 600 g/\'M POT.2\', além de uma areia de granulometria fina a média e uma areia argilosa típica da região Centro-Oeste do Estado de São Paulo. O estudo foi conduzido através da construção de um aterro experimental para simulação dos danos de instalação em campo e da realização de ensaios índice e de desempenho em laboratório. A eficiência dos materiais de proteção foi avaliada através da análise qualitativa e quantitativa das amostras de geomembranas danificadas. Os resultados dos ensaios de laboratório índice mostraram que a introdução do geotêxtil aumenta a resistência à punção da geomembrana, e que o acréscimo de resistência é função das características de resistência à tração do geotêxtil e da geomembrana. O maior incremento de resistência à punção foi observado na geomembrana com menor resistência à tração. Os resultados dos ensaios de campo mostraram que a introdução do elemento de proteção reduz os danos mecânicos apesar da alteração de algumas das propriedades físicas e de desempenho nas geomembranas. Da análise dos resultados, verificou-se que a eficiência dos geotêxteis no campo não é função de suas características de tração, conforme constatado nos ensaios índices. A análise também sugere que os danos mecânicos no campo foram mais intensos do que nos ensaios de desempenho em laboratório. / The performance of non-woven geotextiles and soils as protection elements of polyvinyl chloride (PVC) and high density polyethylene (HDPE) geomembranes is studied. The materials used comprised PVC geomembranes of 1,0 and 2,0 mm thickness and HDPE geomembranes of 1,5 and 2,0 mm thickness while the protective layers were of non-woven polyester (PET) geotextiles with mass per unit area of 130, 300, 400 e 600 g/\'M POT.2\' and polypropylene (PP) with mass per unit area of 400 e 600 g/\'M POT.2\'. It was also used protective layers made of a fine to medium sand and a typical clayey sand of central area of the State of São Paulo. The study was based on an experimental landfill built to simulate the damage associated to construction procedures and on index and performance laboratory tests. Through qualitative and quantitative analysis of damaged geomembranes, the behavior of each protective element was evaluated. Index laboratory test results have shown that the geotextile is able to increase the geomembrane puncture strength and that the strength increase is related to the tensile strength of geotextile and geomembrane. For similar geotextiles, the larger increase in puncture strength was observed for the geomembrane that presented the lower tensile strength. Visual observation of field tests has shown that the introduction of protective layers reduces the mechanical damage; however some physical and performance properties of geomembrane have changed. It was also observed that the performance of geotextiles in the experimental landfill does not depend on the tensile strength, as observed in laboratory index tests. Test results also suggest that field damage associated to the landfill construction are more intense than that observed in laboratory tests such as the dynamic puncture test.

O presente trabalho investiga o desempenho de geotêxteis e de solos como elementos de proteção para geomembranas de polivinil clorado (PVC) e de polietileno de alta densidade (PEAD). Foram utilizadas geomembranas de PVC com espessuras de 1,0 e 2,0 mm e de PEAD com espessuras de 1,5 e 2,0 mm. Como camadas de proteção utilizaram-se geotêxteis não tecidos de poliéster (PET), com gramaturas de 130, 300, 400 e 600 g/\'M POT.2\', e de polipropileno (PP), com gramatura de 400 e 600 g/\'M POT.2\', além de uma areia de granulometria fina a média e uma areia argilosa típica da região Centro-Oeste do Estado de São Paulo. O estudo foi conduzido através da construção de um aterro experimental para simulação dos danos de instalação em campo e da realização de ensaios índice e de desempenho em laboratório. A eficiência dos materiais de proteção foi avaliada através da análise qualitativa e quantitativa das amostras de geomembranas danificadas. Os resultados dos ensaios de laboratório índice mostraram que a introdução do geotêxtil aumenta a resistência à punção da geomembrana, e que o acréscimo de resistência é função das características de resistência à tração do geotêxtil e da geomembrana. O maior incremento de resistência à punção foi observado na geomembrana com menor resistência à tração. Os resultados dos ensaios de campo mostraram que a introdução do elemento de proteção reduz os danos mecânicos apesar da alteração de algumas das propriedades físicas e de desempenho nas geomembranas. Da análise dos resultados, verificou-se que a eficiência dos geotêxteis no campo não é função de suas características de tração, conforme constatado nos ensaios índices. A análise também sugere que os danos mecânicos no campo foram mais intensos do que nos ensaios de desempenho em laboratório. / The performance of non-woven geotextiles and soils as protection elements of polyvinyl chloride (PVC) and high density polyethylene (HDPE) geomembranes is studied. The materials used comprised PVC geomembranes of 1,0 and 2,0 mm thickness and HDPE geomembranes of 1,5 and 2,0 mm thickness while the protective layers were of non-woven polyester (PET) geotextiles with mass per unit area of 130, 300, 400 e 600 g/\'M POT.2\' and polypropylene (PP) with mass per unit area of 400 e 600 g/\'M POT.2\'. It was also used protective layers made of a fine to medium sand and a typical clayey sand of central area of the State of São Paulo. The study was based on an experimental landfill built to simulate the damage associated to construction procedures and on index and performance laboratory tests. Through qualitative and quantitative analysis of damaged geomembranes, the behavior of each protective element was evaluated. Index laboratory test results have shown that the geotextile is able to increase the geomembrane puncture strength and that the strength increase is related to the tensile strength of geotextile and geomembrane. For similar geotextiles, the larger increase in puncture strength was observed for the geomembrane that presented the lower tensile strength. Visual observation of field tests has shown that the introduction of protective layers reduces the mechanical damage; however some physical and performance properties of geomembrane have changed. It was also observed that the performance of geotextiles in the experimental landfill does not depend on the tensile strength, as observed in laboratory index tests. Test results also suggest that field damage associated to the landfill construction are more intense than that observed in laboratory tests such as the dynamic puncture test.

Este trabalho apresenta resultados de ensaios de fissuramento sob tensão (FST) realizados em geomembranas de polietileno (PE) virgens e degradadas em laboratório. As geomembranas foram degradadas pela exposição à radiação ultravioleta, por envelhecimento térmico em estufa com circulação de ar, e pela compatibilidade química com soda cáustica e com vinhaça. Os resultados destes ensaios demonstram que os processos de degradação a que as geomembranas foram submetidas podem ser considerados catalisadores do fenômeno de FST, pois ocorreram reduções de resistência ao FST da ordem de 50 a 60%, com exceção para a amostra em compatibilidade química com vinhaça, que obteve aumento de 17% na resistência ao FST / This work presents results of stress cracking tests (SC) accomplished in virgin and degraded polyethylene (PE) geomembranes at laboratory. Geomembranes were degraded by exposition to ultraviolet radiation, by thermal aging in oven with circulation of air, and by chemical compatibility with sodium hydroxide and with leachate of alcohol production. The results of these tests demonstrate that the degradation processes of the geomembranes were submitted can be considered catalysts of the phenomenon of SC, because they happened resistance reductions to stress crack resistance of the order from 50 to 60%, with exception for the sample in chemical compatibility with leachate of alcohol production, that had an increase of 17% in the stress crack resistance

Este trabalho apresenta resultados de ensaios de fissuramento sob tensão (FST) realizados em geomembranas de polietileno (PE) virgens e degradadas em laboratório. As geomembranas foram degradadas pela exposição à radiação ultravioleta, por envelhecimento térmico em estufa com circulação de ar, e pela compatibilidade química com soda cáustica e com vinhaça. Os resultados destes ensaios demonstram que os processos de degradação a que as geomembranas foram submetidas podem ser considerados catalisadores do fenômeno de FST, pois ocorreram reduções de resistência ao FST da ordem de 50 a 60%, com exceção para a amostra em compatibilidade química com vinhaça, que obteve aumento de 17% na resistência ao FST / This work presents results of stress cracking tests (SC) accomplished in virgin and degraded polyethylene (PE) geomembranes at laboratory. Geomembranes were degraded by exposition to ultraviolet radiation, by thermal aging in oven with circulation of air, and by chemical compatibility with sodium hydroxide and with leachate of alcohol production. The results of these tests demonstrate that the degradation processes of the geomembranes were submitted can be considered catalysts of the phenomenon of SC, because they happened resistance reductions to stress crack resistance of the order from 50 to 60%, with exception for the sample in chemical compatibility with leachate of alcohol production, that had an increase of 17% in the stress crack resistance