El control del agua es determinante en la durabilidad de la infraestructura lineal. En ese sentido, los geosintéticos y sistemas de drenaje se consolidan como soluciones clave para estabilizar suelos, optimizar el drenaje y mejorar el desempeño estructural.
La construcción de infraestructura lineal —carreteras, ferrocarriles, ductos y canales— enfrenta permanentemente el desafío de controlar el comportamiento del agua dentro del sistema estructural del terreno. La presencia de humedad, filtraciones o presiones hidráulicas mal gestionadas puede generar deformaciones, pérdida de capacidad portante, erosión y deterioro prematuro de las obras.
En este contexto, los geosintéticos y los sistemas de drenaje especializados se han convertido en herramientas fundamentales para mejorar el desempeño geotécnico de las infraestructuras. Su aplicación permite gestionar de manera eficiente los flujos de agua, estabilizar suelos problemáticos y prolongar la vida útil de las estructuras lineales.
Actualmente, el desarrollo de nuevos materiales poliméricos, técnicas constructivas optimizadas y sistemas de monitoreo ha ampliado significativamente el alcance de estas soluciones. Los geotextiles, geodrenes, geomembranas y geocompuestos forman parte de un conjunto tecnológico que permite diseñar infraestructuras más seguras, sostenibles y eficientes desde el punto de vista económico.
IMPORTANCIA DEL CONTROL HIDRÁULICO EN INFRAESTRUCTURA LINEAL
En los proyectos de infraestructura lineal, el agua es uno de los factores que más influye en el comportamiento del terreno y en la estabilidad de las estructuras. Cuando el drenaje no es adecuado, el agua puede acumularse en capas estructurales del pavimento, en taludes o en zonas de relleno, provocando pérdida de resistencia, deformaciones y fallas progresivas.
Las carreteras y ferrocarriles, por ejemplo, dependen en gran medida de la capacidad de sus capas estructurales para mantener condiciones de humedad controladas. Si el agua penetra en la subrasante o en las capas granulares, se reduce la capacidad portante del suelo y aumentan las deformaciones permanentes generadas por las cargas del tráfico.
En los sistemas de conducción, como oleoductos, gasoductos o acueductos, la infiltración de agua también puede afectar la estabilidad de las zanjas y los rellenos que rodean las tuberías. Además, la presión hidrostática puede generar movimientos diferenciales que comprometen la integridad de las estructuras.
Por esta razón, el diseño de drenaje en infraestructura lineal no se limita únicamente a canales superficiales o alcantarillas. También incluye soluciones subterráneas que permiten evacuar el agua infiltrada dentro del suelo o dentro de las capas estructurales. En este contexto, la integración de diferentes geosintéticos cobra especial relevancia. Como explica el ingeniero Jorge Chávez, jefe de Geosintéticos de la empresa EMIN Geoestructuras, «en proyectos de drenaje subterráneo basados en los Sistemas Urbanos de Drenaje Sostenible (SUDS) como el Sistema de Módulos Prometeo de EMIN Geoestructuras, las geomembranas se combinan estratégicamente con otros geosintéticos para conformar una solución integral de control hidráulico», destacando que «las geomembranas —por su naturaleza impermeable— no permiten la infiltración directa, sino que se utilizan para confinar el sistema, proteger estructuras cercanas y direccionar el flujo del agua hacia zonas específicamente diseñadas para la infiltración o evacuación».
GEOSINTÉTICOS: TIPOS, FUNCIONES Y CRITERIOS DE SELECCIÓN
Los geosintéticos son materiales poliméricos fabricados para interactuar con el suelo y mejorar su comportamiento geotécnico. Dependiendo de su diseño y estructura, estos materiales pueden cumplir diferentes funciones dentro de una obra de infraestructura.
Uno de los tipos más utilizados es el geotextil, que puede ser tejido o no tejido. Estos materiales se emplean principalmente para funciones de separación, filtración y drenaje. En carreteras, por ejemplo, los geotextiles se colocan entre la subrasante y las capas granulares para evitar la mezcla de materiales y mantener la capacidad estructural del pavimento.
Los geotextiles también cumplen una función importante como filtros en sistemas de drenaje. Su estructura permite el paso del agua mientras retiene las partículas finas del suelo, evitando la colmatación de los sistemas drenantes. En línea con ello, el Ing. Chávez complementa que «los geotextiles cumplen funciones de filtración y separación, evitando la migración de finos hacia los módulos drenantes del Sistema Prometeo, asegurando la capacidad hidráulica a largo plazo», lo que refuerza su papel dentro de sistemas integrados.
Otro grupo relevante son las geomallas, que se utilizan principalmente para reforzar suelos. Estas estructuras permiten distribuir mejor las cargas y mejorar la capacidad portante del terreno, lo que resulta especialmente útil en suelos blandos o con baja resistencia.
En este punto, la definición de criterios técnicos resulta clave para determinar el uso de las geomallas. En ese sentido, el ingeniero Lyndon Olórtegui, responsable del área manager nororiente de la empresa Maccaferri Perú, señala que los criterios se definen por 5 condiciones:
1.- Se considerarán como materiales aptos para las capas de la subrasante suelos con CBR ≥ 6 %. En caso de ser menor (subrasante insuficiente o subrasante inadecuada y/o suelos blandos).
2.- Influencia de la napa freática, con respecto a la subrasante.
3.- Cuando la capa de subrasante sea arcillosa o limosa y saturación e infiltración.
4.- Evaluación de la acción de las heladas en el suelo (susceptibilidad del suelo al congelamiento).
5.- La necesidad de dotar condiciones de resistencia mecánica y que estos permanezcan en el tiempo.
De acuerdo con Olórtegui, estos criterios están sustentados en los manuales del Ministerio de Transportes y Comunicaciones, como el Manual de carreteras: suelos, geología, geotecnia y pavimentos.
Por otro lado, las geomembranas se emplean principalmente como barreras impermeables. Aunque su uso es más frecuente en obras hidráulicas, también pueden formar parte de sistemas de drenaje controlado en proyectos de infraestructura lineal.
El vocero de EMIN Geoestructuras indica que las geomembranas deben cumplir con exigentes características técnicas para garantizar su durabilidad y desempeño a largo plazo. Explica que deben presentar alta resistencia mecánica, capaz de soportar cargas estáticas y dinámicas provenientes de rellenos, tránsito vehicular o ferroviario, así como eventuales deformaciones del terreno. “Esta resistencia debe ir acompañada de una adecuada flexibilidad, que permita adaptarse a asentamientos diferenciales sin fisurarse ni perder continuidad”, añade.
Igualmente, asegura que es fundamental que las geomembranas cuenten con alta resistencia química, ya que pueden estar en contacto con suelos que contienen sales, sulfatos, hidrocarburos u otros compuestos agresivos, además del agua pluvial infiltrada. “La estabilidad frente a agentes ambientales, como variaciones térmicas, ciclos de humedad sequedad y exposición temporal a radiación UV, resulta clave para mantener su integridad durante la construcción y en servicio”, resalta.
Además, existen los geocompuestos que combinan diferentes materiales geosintéticos para cumplir múltiples funciones simultáneamente. Por ejemplo, algunos sistemas integran un núcleo drenante con geotextiles filtrantes en ambas caras, lo que permite evacuar agua con alta eficiencia.
ERRORES COMUNES EN LA INSTALACIÓN DE GEOSINTÉTICOS
La selección del geosintético adecuado es un proceso que requiere evaluar múltiples variables técnicas de manera integrada. Entre los factores más relevantes se encuentran las características del suelo, las condiciones hidráulicas del entorno, las cargas que deberá soportar la estructura y la vida útil prevista de la infraestructura. Ignorar alguno de estos elementos puede comprometer no solo el desempeño del material, sino también la eficiencia global del sistema de drenaje o refuerzo del suelo.
El vocero de Maccaferri señala que en la práctica uno de los errores más comunes en la instalación de geosintéticos está relacionado con un inadecuado proceso de traslapes. Comenta que, en algunos casos, se insiste en el uso de costuras basadas en interpretaciones de manuales, como las Especificaciones Generales de Geosintéticos del MTC para geotextiles no tejidos según su clase, lo que puede generar problemas como la migración de finos o la colmatación del material filtrante. Actualmente, la tendencia técnica ha dejado de lado la costura, priorizando el traslape simple, tal como lo recomiendan incluso los manuales de fabricantes especializados.
Indica, además, que aunque en suelos granulares el efecto de trabazón en una geomalla es efectivamente notable, no podemos subestimar a esta condición de trabazón con agregados finos como la arena (partícula de roca). “El concepto del zapato de nieve es una muestra de la efectividad de los agregados finos y la trabazón efectiva en estabilización de suelos blandos”, refiere.
Asimismo, resalta que un error recurrente en obra es no comprender que la estabilización de suelos depende de la combinación adecuada de funciones. El uso conjunto de geotextiles no tejidos, que actúan como elementos de separación y control de migración de finos, y geomallas, que aportan resistencia mecánica, constituye un binomio técnico fundamental. Sin embargo, en muchos proyectos se opta por emplear solo uno de estos elementos, reduciendo significativamente la efectividad del sistema.
También anota que existen fallas operativas que afectan el desempeño de los geosintéticos, como una incorrecta optimización del metrado —al no considerar el ancho de los rollos y los traslapes en el cálculo del área efectiva—, el tránsito directo de equipos pesados sobre los materiales instalados y un inadecuado almacenamiento. Este último incluye la exposición innecesaria a radiación UV más allá de los límites permitidos, lo que puede deteriorar las propiedades del material antes de su instalación.
SISTEMAS DE DRENAJE CON GEOSINTÉTICOS EN CARRETERAS Y FERROCARRILES
En proyectos viales y ferroviarios, el drenaje interno del pavimento es fundamental para garantizar la durabilidad de la estructura. El agua que se infiltra a través de la superficie o desde los laterales puede quedar atrapada dentro de las capas granulares si no existe un sistema adecuado para evacuarla.
Los sistemas de drenaje basados en geosintéticos permiten captar y conducir esta agua hacia puntos de descarga sin comprometer la estabilidad de las capas estructurales. En muchos casos, estos sistemas sustituyen soluciones tradicionales basadas en capas gruesas de materiales granulares, lo que permite reducir espesores constructivos y costos de transporte.
De acuerdo con el Ing. Olórtegui, a pesar de que es muy común el uso de material filtrante granular, hay lugares como Loreto donde predomina la ausencia de este, siendo el uso común de arena blanca de cantera o de cantera de playa de río. “Este último presenta alta capacidad de absorción y fluencia. Este comportamiento influye en el uso de los geocompuestos con mayor efectividad en peso y volumen en procesos constructivos, costo-efectividad, anchos efectivos de sección de los subdrenajes sintéticos se reducen en 50 %, y mejor performance en índice de productividad y financiera», explica.
Precisamente, uno de los sistemas más utilizados es el drenaje longitudinal mediante geocompuestos drenantes. Estos materiales se instalan en los bordes de la estructura del pavimento y permiten recoger el agua que se infiltra en las capas granulares, conduciéndola hacia sistemas de evacuación.
En ferrocarriles, los geosintéticos también se utilizan para mejorar el comportamiento del balasto. Los geotextiles de separación evitan que los finos del suelo subyacente contaminen el balasto, lo que ayuda a mantener su capacidad de drenaje y su estabilidad bajo cargas dinámicas generadas por el paso de los trenes.
Asimismo, los geodrenes verticales prefabricados se emplean en algunos proyectos para acelerar la consolidación de suelos blandos. Estos elementos permiten evacuar el agua intersticial del suelo, reduciendo los tiempos de asentamiento antes de la construcción de la infraestructura.
INNOVACIONES TECNOLÓGICAS Y TENDENCIAS EN EL USO DE GEOSINTÉTICOS
El desarrollo tecnológico en el campo de los geosintéticos ha avanzado de manera significativa en los últimos años. Los nuevos materiales presentan mejores propiedades mecánicas, mayor resistencia química y una mayor durabilidad frente a condiciones ambientales adversas.
En términos de sostenibilidad, el uso de geosintéticos también representa una evolución frente a soluciones tradicionales. El Ing. Chávez sostiene que el uso de geosintéticos en sistemas urbanos de drenaje sostenible como el Sistema Prometeo aporta importantes beneficios ambientales frente a soluciones basadas en grandes volúmenes de agregados granulares, destacando la reducción significativa en la extracción, transporte y disposición de materiales pétreos», lo que implica una menor huella de carbono.
Asimismo, añade que este sistema incorpora materiales de origen reciclado en sus elementos modulares, contribuyendo a la economía circular y a la reducción de residuos plásticos, lo que refuerza su valor ambiental. Desde el punto de vista hidráulico, también resalta que «estos sistemas permiten una gestión eficiente del agua pluvial, favoreciendo la infiltración controlada, la recarga del acuífero y la reducción de escorrentías superficiales».
