PAUTAS PARA LA INSTALACION Y PROCEDIMIENTOS DE CONTROL DE CALIDAD DE GEOMEMBRANAS DE POLIETILENO DE ALTA DENSIDAD
Pautas para la Instalación de PE y Procedimientos de CC
TABLA DE CONTENIDOS
1.
INTRODUCCION ............................................................................................................................3
1.1.FINALIDAD .......................................................................................................................... 3 2.
EMBARQUE & MANIPULEO.......................................................................................................3
2.1.I NSPECCIÓN DE LOS MATERIALES....................................................................................... 3 3.
INSTALACION DE GEOMEMBRANAS .....................................................................................3
3.1.PREPARACIÓN DEL TERRENO COMPACTADO ...................................................................... 3 3.2.COLOCACIÓN DE LA GEOMEMBRANA ................................................................................. 4 3.2.1. 3.2.2. 3.2.3. 3.2.4.
Trazado del Panel .................................................................................................................4 Identificación del Panel ........................................................................................................4 Colocación del Panel............................................................................................................5 Condiciones del Clima..........................................................................................................5
3.3.COSTURA EN CAMPO ........................................................................................................... 5 3.3.1. 3.3.2. 3.3.3.
Procedimientos de Costura ...................................................................................................6 Costuras de Prueba ...............................................................................................................7 Documentación.....................................................................................................................8
3.4.E NSAYOS NO DESTRUCTIVOS ............................................................................................. 8 3.4.1. 3.4.2.
Ensayo de Presión de Aire....................................................................................................9 Ensayo de Caja de Vacío .................................................................................................... 11
3.5.E NSAYO DESTRUCTIVO ..................................................................................................... 12 3.5.1.
Falla del Ensayo Destructivo..............................................................................................14
3.6.PROCEDIMIENTOS DE R EPARACIÓN .................................................................................. 15 4. APENDICE
FORMATOS PARA CONTROL Y ASEGURAMIENTO DE LA CALIDAD
Este documento fue actualizado en Enero de 1999
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1. INTRODUCCION 1.1. Finalidad AMANCO DEL PERU ha desarrollado el presente documento con la finalidad de trazar las líneas generales del Programa de Control de Calidad utilizado por sus Instaladores. En este documento se t ratará toda instalación así como los procedimientos de control de calidad relacionados con geomembranas con la finalidad de asegurar una fabricación de calidad así como la integridad de la instalación por parte del Instalador.
2. EMBARQUE y MANIPULEO 2.1. Inspección de los Materiales A la llegada a obra, el Inspector de Control de Calidad deberá documentar y registrar toda la información necesaria
relacionada con los materiales
enviados a la obra. El Inspector de CC tomará un inventario completo de todos los materiales geosintéticos y tomará nota de cualquier material que aparentemente esté dañado. Todos los rollos dañados serán separados de este stock. Luego, se documentará el inventario usando el formulario Inventario de Material (A1), tal como se muestra en el Apéndice.
Tanto el Inspector de CC como el Encargado de la Obra son los responsables de verificar que los rollos hayan sido almacenados y protegidos en forma adecuada.
3. INSTALACION DE GEOMEMBRANAS 3.1. Preparación del Terreno Compactado En general, el Instalador de geomembranas no es responsable de los movimientos de tierra en una obra. El contratista general es el responsable de toda la preparación y mantenimiento de la superficie que va a ser cubierta por una capa de geosintético así como de que ésta se encuentre seca antes de ser cubierta por dicha capa de geosintético.
Cuando un proyecto no tiene pautas específicas como la preparación de un terreno compactado se debe seguir un “Control de Calidad y Aseguramiento de la Calidad para Instalaciones que Contienen Desechos” según el US-
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EPA. La superficie deberá estar lo más suave posible y no deberá contener charcos de agua, desechos u otros objetos que puedan dañar la capa de geosintético.
A solicitud del Dueño y/o Representante del Contratista, el Instalador les proporcionará una aprobación por escrito del terreno compactado. Dicha aprobación se limitará a la cantidad de terreno compactado que haya sido cubierto durante un trabajo específico. Las reparaciones que se hagan posteriormente al terreno compactado y superficie seguirán siendo responsabilidad del Contratista General.
En el Apéndice se incluye un
ejemplo
de
de
formulario
de
Certificado
Aceptación
del
Terreno
Compactado (A2).
3.2. Colocación de la Geomembrana 3.2.1. Trazado del Panel
Antes de empezar un proyecto, se debe realizar un trazado del panel mostrando la ubicación de cada panel de la geomembrana. Este trazado debe presentarse sólo con fines informativos y normalmente se basa en los planes y especificaciones del proyecto. Durante la instalación de la geomembrana, la colocación del panel puede diferir del trazado propuesto. En el plano a escala del proyecto se mostrará la colocación real del panel en campo. Durante la instalación, el Inspector de CC del Instalador recolecta toda la información que se muestra en el plano a escala. Dicho plano a escala debe mostrar la ubicación del panel, identificación del panel, penetración de la tubería, reparaciones y ubicaciones de los ensayos destructivos. 3.2.2. Identificación del Panel
Se debe dar un número distintivo a cada panel instalado. El sistema de numeración del panel debe reflejar el número real del rollo del fabricante seguido de una letra que muestre el orden cronológico de despliegue (ejemplo: 1-8522-A, 2-8522-B). Cada panel se identifica por su número tanto en el plano a escala como físicamente en el panel usando plumón indeleble (o spray cuando sea permitido).
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3.2.3. Colocación del Panel
Durante la colocación del panel se debe tener cuidado de no dañar la geomembrana y/o terreno compactado. Tanto el caminar sobre cualquier material geosintético así como el tráfico debe ser el mínimo posible. No se debe permitir que alguien que use zapatos que pueden perforar, arañar u ocasionar algún daño a la geomembrana camine sobre ella.
Durante la colocación del panel, se deberá usar un anclaje y lastre para impedir un levantamiento de viento de la geomembrana (bolsas de arena u otros). Se debe instalar el material que recubre (cuando aplica) tan pronto como se completen la instalación, ensayos y reparaciones en la geomembrana. Esto reducirá ampliamente los riesgos de elevación de vientos de un área grande de la geomembrana instalada.
3.2.4. Condiciones del Clima
Los paneles de geomembrana no deben ser desplegados ni dejados sin costura por la noche. No se debe desplegar la geomembrana cuando las condiciones del clima son inciertas o no adecuadas para una costura en campo. Las temperaturas extremas, alta humedad, lluvia, etc. son todas condiciones desfavorables para la costura en campo. El Encargado de la obra y el Inspector de CC deben determinar si la costura puede realizarse adecuadamente de modo que se obtengan costuras de calidad.
3.3. Costura en Campo En general, todas las costuras deben orientarse en forma paralela al declive, no atravesadas. Las costuras relacionadas (perpendicular al declive) no deben localizarse dentro de los 5 pies (1.5 metros) de la punta del declive. El Inspector de Control de Calidad documentará todos los procedimientos de costura mediante el formulario Procedimientos de Costura (A3) que se muestra en el Apéndice. La documentación en campo de los procedimientos de costura incluyen el número de costura, fecha y
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hora de cosido, técnico soldador, longitud de la costura y una referencia respecto a la costura de ensayo correspondiente (calibración).
El técnico soldador debe asegurarse de que el área de la costura no tenga polvo, humedad ni cualquier otro objeto que pudiera afectar la calidad de la costura. Todas las intersecciones en el Panel (costuras “T”) deberán ser soldadas por extrusión para garantizar un sello adecuado. Con la frecuencia que sea posible, el Inspector de CC deberá cortar una muestra de 1 pulgada de ancho (25 mm) al final de las costuras y luego realizar un ensayo de despegue. Si la muestra falla, se debe detener la soldadura con el equipo designado inmediatamente. El Inspector de CC delimitará el área defectuosa y la reparará adecuadamente. Se requerirá una nueva costura de prueba para que el técnico soldador retome la soldadura.
3.3.1. Procedimientos de Costura
El principal método usado debe ser la soldadora de cuña caliente. Este equipo automático permite una mayor velocidad de soldadura así como un método de soldado más consistente. Los paneles de geomembrana están traslapados de cinco (125 mm) a seis pulgadas (150 mm) lo cual permite una soldadura por doble fusión y deja suficiente material para realizar ensayos de corte y despegue en muestras con costuras tomadas en el lugar. Estas soldaduras incluyen un canal de aire que permite realizar un ensayo de presión de aire de la costura (ver figura 1).
Figura 1 – Costura por Fusión de Doble Vía
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En áreas restringidas como las esquinas y conexiones cerradas donde no puede emplearse adecuadamente la soldadora de cuña se usa una soldadora manual con filete por extrusión (ver figura 2). Antes de cualquier soldadura por extrusión con filete, se debe poner a tierra la geomembrana para garantizar una adhesión
adecuada del material
estirado por presión o extrujado.
Figura 2 – Costura por Extrusión
3.3.2. Costuras de Prueba
Se realizan costuras de prueba antes de cada desplazamiento y a intervalos no mayores a cuatro o cinco horas. Las costuras de prueba deben reproducir las mismas condiciones que las encontradas cuando se sueldan los paneles de las geomembranas: tipo de material, temperatura ambiente, etc. El Inspector de CC también puede solicitar costuras
de
prueba
cuando
las
condiciones
climáticas
varían
considerablemente.
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Para cada costura de prueba, el Inspector de CC corta cuatro muestras de 1 pulgada de ancho (25 mm) con un cortador a troquel. Luego, estas muestras son sometidas a ensayos de despegue y resistencia al corte mediante un tensiómetro
de campo. Las cuatro muestras deben
satisfacer o sobrepasar los requerimientos del proyecto con relación a los ensayos de corte y despegue y presentar un tipo de falla FTB (Film Tear Bond). Favor remitirse a NSF-54 para consultar los tipos de falla.
Las costuras de prueba son ensayadas y aprobadas por el Inspector de CC quien documentará cada costura de prueba con la siguiente información: número de costura de prueba, parámetros para la soldadura (velocidad y temperatura), nombre del técnico soldador, número de equipo, fecha y hora, resultados de los ensayos de corte y despegue, etc. tal como aparece en el formulario Ensayo de Prueba por Fusión (A4) y formulario Ensayo de Prueba por Extrusión (A5) del Apéndice.
3.3.3. Documentación
En cada costura, el técnico soldador deberá marcar sobre el revestimiento sus iniciales, número de equipo y hora en que inició la soldadura. El Inspector de CC registrará esta información en el formulario Procedimientos de Costura (A3) que se incluye en el Apéndice.
3.4. Ensayos No Destructivos Se deberá inspeccionar la continuidad de todas las costuras (el 100%) con un método de ensayo no destructivo. Estos métodos incluyen el ensayo de presión de aire y el ensayo de Caja de Vacío (métodos más comunes para las geomembranas de polietileno). Cualquier costura que falle en alguno de estos ensayos es reconstruida o reparada hasta que se obtenga un resultado satisfactorio. Se deberá registrar en el formulario adecuado (A3) todos los resultados de los ensayos no destructivos.
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3.4.1. Ensayo de Presión de Aire
Se usa el ensayo de presión de aire tanto como sea posible ya que depende menos de la observación y representa un ensayo mecánico suplementario para la costura (ver figura 3). Este ensayo consiste en inyectar aire en el canal central de las costuras por fusión de doble vía a una presión determinada de aproximadamente 30 psi (208 kPa). Después de un tiempo de monitoreo de tres a cinco minutos, el Inspector de CC registrará la caída de presión y se asegurará de que esté entre los límites de los requerimientos del proyecto (ver la figura 4 para la presión de aire inicial y la figura 5 para la caída de presión máxima permisible).
Figura 3 – Ensayo de Presión de Aire
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TABLA DE PRESION DE AIRE INICIAL Grosor del Material Presión Mínima Presión Máxima mil (mm) Psi (kPa) psi (kPa) 40 (1.0) 24 (165) 30 (207) 60 (1.5) 27 (186) 35 (241) 80 (2.0) 30 (207) 35 (241) Figura 4 – Tabla de Presión Inicial Fuente: Norma GRI-GM6 del Instituto de Investigación de Geosintéticos
DIFERENCIAL MAXIMO PERMISIBLE DE PRESION DESPUES DE 3 MINUTOS Grosor del Material Caída de Presión mil (mm) Psi (kPa) 40 (1.0) 4 (27,5) 60 (1.5) 3 (20,7) 80 (2.0) 2 (13,8) Figura 5 – Diferencial Máximo Permisible de Presión Fuente: Norma GRI-GM6 del Instituto de Investigación de Geosintéticos
Una vez que el ensayo de presión de una costura ha sido completado, el borde de una costura que esté opuesta al medidor de presión deberá ser cortado para garantizar que la presión de aire fluya libremente a lo largo de toda la costura. Si no se sacara la presión de aire del borde opuesto de la costura, se debe localizar el bloqueo del canal de aire. Si dicho bloqueo no puede ser localizado visualmente, se deberá cortar la costura por la mitad y se someterá a ensayo nuevamente ambos lados del corte. La misma operación debe repetirse hasta que se ubique el bloqueo del canal.
Si la costura no mantiene la presión de aire, verifique que ambos bordes estén bien sellados y vuelva a realizar el ensayo. Si el sello aún no mantiene la presión y no se puede localizar visualmente la fuga, se deberá cortar el traslape de la costura y se realizará un ensayo a la costura usando el método de la Caja de Vacío. Se puede considerar
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como satisfactoria la costura únicamente cuando uno de los métodos de ensayo no destructivos arroja un resultado satisfactorio.
3.4.2. Ensayo de Caja de Vacío
Si se tiene que localizar una fuga y no se puede usar el método de ensayo de presión de aire, se empleará el método de ensayo de caja de vacío. Este ensayo consiste en rociar agua jabonosa sobre el área a la que se realizará el ensayo y aplicar una presión negativa sobre la misma área de modo que si hubiese alguna perforación o agujero en dicha área, aparecerían burbujas, las cuales serían detectadas por el operador (ver figura 4).
Figura 4 – Ensayo de Caja de Vacío Para aplicar presión negativa sobre el área donde se practicará el ensayo (ver figura 5) se utiliza una caja provista de una tapa superior y
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una
empaquetadura
de
neopreno.
La
presión
negativa
de
aproximadamente –5 psi (-34 kPa) es obtenida dentro de la caja al usar un compresor o una aspiradora industrial multipropósito. Con la finalidad de lograr un buen sello alrededor de la empaquetadura de neopreno y de localizar la fuga, se debe debastar el traslape de la costura antes del ensayo con caja de vacío. Por lo tanto, si se necesitara un ensayo destructivo, éste se realizará antes de retirar el traslape del sello y de realizar el ensayo de caja de vacío.
Figura 5 – Ensayo de Caja de Vacío 3.5. Ensayo Destructivo Con la finalidad de evaluar la costura en campo, se deberá realizar ensayos en muestras destructivas tanto en lo que respecta al despegue (ver figura 6) como a resistencia al corte (ver figura 7). En la mayoría de los casos el Representante de Aseguramiento de la Calidad también enviará muestras a un laboratorio independiente. Las muestras destructivas usualmente se marcan a una frecuencia de una cada 500 pies (150 metros) de longitud de costura, a menos que se especifique lo contrario. Esta frecuencia representa una frecuencia promedio para todo el proyecto.
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Estos
ensayos
son
realizados
en
un
equipo
portátil
denominado
tensiómetro.
Figura 6 – Ensayo de Despegue Ya sea el representante de Aseguramiento de la Calidad o el Inspector de Control de Calidad indicarán la ubicación de las muestras. Cuando sea posible, se deberán tomar muestras destructivas de modo tal que los procedimientos de reparación sean los mínimos posibles o innecesarios (ejemplo: en el canal del anclaje). Se debe tener cuidado de que todas las muestras destructivas cortadas de la geomembrana sean parchadas o cubiertas el mismo día para evitar posibles daños al terreno compactado debido a lluvias nocturnas o fuertes vientos. El Inspector de Control de Calidad debe verificar los ensayos destructivos con el encargado de la obra e informarle respecto a las ubicaciones de todos los ensayos de modo que sean parchados posteriormente el mismo día.
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Figura 7 – Ensayos de Resistencia al Corte El Inspector de CC debe realizar ensayos a cuatro muestras de una pulgada de ancho (25 mm) en lo que respecta a resistencia al corte y al despegue. En el caso de costuras por fusión de doble vía, se realizarán ensayos a ambos lados de la costura en lo que respecta al despegue. Si las cuatro muestras cumplen con las especificaciones del proyecto, se considera que la costura ha pasado el ensayo en campo y se puede enviar el resto de la muestra a laboratorio con la finalidad de realizar mayores ensayos. En lo que respecta a ensayos de laboratorio, se considera como aceptable que pasen cuatro de cinco muestras. Al final del proyecto, cada costura en campo debe estar vinculada a dos ensayos destructivos que hayan pasado la prueba, tal como se muestra en el formulario Ensayos Destructivos (A6) del Apéndice.
El Inspector de Control de Calidad documentará los ensayos destructivos con la siguiente información: fecha y hora, número de ensayo destructivo, número de costura, ubicación, resultados de los ensayos de resistencia al corte y despegue y tipo de falla de cada muestra. 3.5.1.
Falla del Ensayo Destructivo
Si un ensayo destructivo no cumple con los requerimientos del proyecto, se debe tomar muestras adicionales a ambos lados de la muestra inicial a fin de determinar la longitud de la costura defectuosa. Cuando se ubican las muestras que han pasado (a ambos lados) se deberá reparar la longitud de la costura de acuerdo a los procedimientos establecidos. Cuando se localice una costura defectuosa, se debe tener cuidado de evaluar las
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costuras que fueron producidas por la misma soldadora de cuña (si se usa más de una).
3.6. Procedimientos de Reparación Se
debe
inspeccionar
visualmente
que
los
materiales
no
tengan
imperfecciones, perforaciones u otros defectos o daños que puedan haber ocurrido durante el transporte o colocación del panel. Se deberá marcar cualquier defecto usando plumones de tinta indeleble y asignando un número de reparación. El Inspector de CC documentará todos los procedimientos de reparación y verificará (realizará ensayos) mediante un método de ensayo no destructivo. La documentación de todos los procedimientos de reparación se harán usando el formulario Reporte de Reparaciones (A7) incluido en el Apéndice.
El Encargado de la Obra es el responsable de determinar el método adecuado de reparación para un defecto específico. En general, se deberá usar la tabla que se muestra en el Apéndice, Formulario Procedimientos Estándar de Reparación (A8) a fin de determinar el procedimiento de reparación adecuado de acuerdo al alcance del defecto. Esta tabla se basa en los procedimientos de reparación sugeridos en la Guía Técnica US-EPA, Facilidades de Aseguramiento de Calidad y Control de Calidad sobre Contención de Desechos (#EPA/600/R-93/182).
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