Aplicaciones y ventajas clave del revestimiento de arcilla geosintética (GCL) para minería

En la gestión ambiental minera, evitar que materiales tóxicos y peligrosos contaminen las aguas subterráneas y los ecosistemas circundantes es una misión fundamental para los estanques de relaves y los vertederos de escoria. Los revestimientos de arcilla geosintética bentonítica (GCL), principalmente los basados en bentonita sódica, se han convertido en estructuras de barrera esenciales para estas instalaciones debido a su baja permeabilidad y sus propiedades autocurativas.

Aplicaciones principales

1. Sistema de barrera y revestimiento de cimentación:

• Los GCL pueden instalarse inmediatamente como la principal capa antifiltración en la parte trasera y los taludes de la presa, o combinarse con geomembranas de HDPE para formar sistemas de revestimiento compuesto. Su núcleo, bentonita sódica de alta expansión, se expande rápidamente al contacto con el agua, formando un gel denso. Esto proporciona un sellador de muy baja permeabilidad, que previene eficazmente la migración de lixiviados.

• La bentonita GCL (GCL) autoreparadora sella rutinariamente pequeñas grietas causadas por contracción de cimientos o daños en la construcción. Esta función es principalmente necesaria en vertederos de escoria con tendencia a asentamientos irregulares.

2. Sistema de tapa de cierre:

• Una vez finalizada su vida útil, el GCL, una manta/estera impermeabilizante clave (estera de bentonita para impermeabilización) dentro de la capa de cubierta, se coloca debajo de la capa de drenaje o suelo de cobertura para evitar que la precipitación se filtre y genere nuevo lixiviado contaminado, lo que garantiza el cierre y la seguridad del sitio a largo plazo. 3. Revestimiento de pendiente:

• El GCL es altamente flexible y puede adaptarse perfectamente a formas de pendientes complejas, brindando protección continua con una capa de bentonita de baja permeabilidad.

Método y proceso de instalación del revestimiento GCL

I. Preinstalación

1. Aceptación de subrasante

• Llanura:La subrasante debe ser plana, sólida y libre de protuberancias puntiagudas (rocas, raíces de árboles, metal, etc.). El requisito de planitud suele ser que la diferencia de altura no supere los ±25 mm en una regla de 3 m.

• Compacidad:La subrasante debe cumplir con los requisitos de compactación de diseño (normalmente ≥90 % del índice de compacidad de Proctor) para evitar asentamientos desiguales.

• Pendiente:La pendiente debe cumplir con los requisitos del gráfico, con transiciones limpias y sin depresiones ni caídas pronunciadas.

• Limpieza:Se deben eliminar por completo todas las partículas (escombros, basura, agua estancada) que puedan perforar o dañar el GCL. Drenaje: Asegúrese de que la base tenga un drenaje adecuado para evitar que la acumulación de agua empape el GCL descubierto.

2. Manipulación y almacenamiento de materiales

• Inspección del producto:Verifique las especificaciones del producto, los documentos de certificación y los informes de inspección de las instalaciones de fabricación. Inspeccione los rollos para comprobar su integridad (sin daños, sin acumulación de humedad y con sellos herméticos).

• Almacenamiento: ¡Crítico!

• Almacenar en un lugar seco y nivelado, protegido de la luz solar y de la lluvia, lejos de fuentes de ignición.

• El almacenamiento expuesto está estrictamente prohibido para evitar la hidratación prematura y la ineficacia de la bentonita.

• Las capas de apilamiento no deben exceder las recomendaciones del fabricante (generalmente ≤ 4 rollos) para evitar la deformación de la capa base.

• Mantenga el embalaje de fábrica intacto hasta su uso.

3. Equipo y personal

• Equipo:Prepare la maquinaria de colocación (por ejemplo, carretilla elevadora de tipo eslinga, máquina de colocación de rollos), equipo de soldadura/costura (si es necesario), polvo de bentonita/tiras de sellado, balasto (sacos de arena, sacos de tierra), herramientas de corte, etc.

• Personal:El personal de construcción debe recibir capacitación profesional y estar familiarizado con las características y el proceso de instalación de GCL.

II. Proceso de instalación

1. Dirección y secuencia

• Dirección:Generalmente, los rollos se colocan de arriba a abajo a lo largo de la pendiente (para reducir el riesgo de erosión en las juntas superpuestas), con el lado largo paralelo a la dirección de la pendiente máxima tanto como sea posible.

• Secuencia:Coloque primero el fondo del depósito y luego las pendientes laterales. Los rollos adyacentes deben colocarse en la misma dirección. Evite cortar y empalmar piezas pequeñas en zonas estructurales complejas (como esquinas y puntos de entrada de tuberías).

2. Desenrollado y posicionamiento

• Utilice herramientas especializadas (como un esparcidor o una eslinga) para desenrollar con cuidado los rollos. No los arrastre por el suelo para evitar la abrasión del geotextil subyacente.

• Asista manualmente en la colocación para asegurar un geotextil liso, sin arrugas y que se mantenga firme. Las arrugas pequeñas pueden alisarse durante el recubrimiento posterior; las arrugas más pronunciadas requieren corte y eliminación.

• Deje suficiente longitud de anclaje (normalmente dentro de la zanja de anclaje en la parte superior de la pendiente).

3. Superposición: ¡clave para evitar filtraciones!

• Ancho de superposición:Debe cumplir estrictamente con los requisitos de formato (generalmente ≥150 mm, aunque también pueden requerirse anchos mayores en áreas necesarias o bajo condiciones especiales).

• Limpieza del área de superposición:Asegúrese de que el lugar de superposición sea limpio y seco, libre de suciedad, residuos o agua acumulada.

• Adición de bentonita:

• Extienda uniformemente una cantidad suficiente de polvo de bentonita especializado (proporcionado por el proveedor de GCL, normalmente ≥0,4 kg/m²) sobre el área de solape. Esto es crucial para asegurar un sellado hermético.

• O bien, utilice una tira de sellado cargada previamente con bentonita (tira de bentonita) colocada en el centro de la superposición.

• Método de superposición:Normalmente, se utiliza un solape natural (sin costuras ni soldaduras del geotextil). La capa superior cubre naturalmente la inferior, y la dirección del solape debe garantizar el flujo de agua de la capa superior a la inferior (es decir, presión ascendente hacia abajo). Áreas especiales: Se requieren paneles o sellador de bentonita para un mejor sellado en puntos de entrada de tuberías, esquinas y pendientes pronunciadas.

4. Anclaje

• El GCL en la parte superior de la pendiente debe estar anclado de forma segura en una zanja de anclaje excavada previamente.

• Rellene la zanja de anclaje y compactéla en capas para garantizar que el GCL no se deslice durante la instalación o la operación.

5. Reparación de daños

• Cualquier perforación, desgarro o desgaste excesivo que se encuentre durante la instalación debe repararse inmediatamente.

• Método de reparación:

• Limpie el área dañada.

• Corte un parche de GCL de tamaño suficiente (≥300 mm más allá del borde dañado) del mismo material y colóquelo sobre el área dañada.

• Espolvoree una cantidad generosa de polvo de bentonita alrededor del borde del parche y el área de superposición entre el GCL original.

• Asegure el parche con pesos temporales, como bolsas de arena, hasta que quede cubierto.

III. Pasos clave posteriores a la instalación

1. Cobertura inmediata

El GCL no debe exponerse a la intemperie durante períodos prolongados. Las secciones de GCL terminadas deben cubrirse inmediatamente (generalmente el mismo día) con una capa protectora o materiales de sobrecarga (como geotextiles, capas protectoras de arena/tierra, geomembranas, capas de drenaje, relaves/tierra de cobertura).

Objetivo:

• Previene la hidratación prematura de la bentonita (por ejemplo, por lluvias repentinas).

• Previene la degradación de los geotextiles causada por la exposición a los rayos UV.

• Previene daños causados por daños humanos o mecánicos.

• Proporciona peso para ayudar al GCL a adherirse estrechamente a la base y facilita la hidratación y la expansión.

2. Capa de protección

• Se debe colocar una capa protectora geotextil no tejida calificada (normalmente ≥ 300 g/m²) entre el GCL y los materiales de sobrecarga de grano grueso (por ejemplo, piedra triturada, relaves) o cargas pesadas.

• La capa protectora debe colocarse de manera plana, con una superposición suficiente (normalmente ≥ 300 mm) para evitar la perforación del GCL.

3. Activación de la hidratación

• Hidratación ideal: confiar en la humedad del material suprayacente (o precipitación natural) para permitir que la bentonita se hidrate y se expanda lenta y uniformemente bajo presión, formando un coloide denso.

• Prehidratación artificial (utilizar con precaución):

• Sólo se considera cuando la base está extremadamente seca, el material superpuesto carece de humedad o el cronograma de construcción es ajustado.

• Este método debe implementarse estrictamente de acuerdo con los requisitos de diseño y las instrucciones del fabricante, generalmente utilizando un rociador de niebla.

• ¡No enjuague con grandes cantidades de agua! Esto puede causar pérdida de bentonita o bolsas de agua.

• Después de la hidratación, asegúrese de aplicar suficiente peso a la cubierta para evitar una expansión o contracción desigual debido a la pérdida de agua.

4. Control de calidad y documentación

Monitoreo de todo el proceso: Personal dedicado supervisará el proceso de colocación, enfocándose en verificar la capa base, superposiciones, anclajes, reparaciones y cubrimiento oportuno.

Registros: Se mantendrán registros detallados de la fecha de colocación, las condiciones climáticas, el número de rollo, la ubicación del solape, la ubicación de la reparación, el tiempo de recubrimiento y fotos/videos para crear un registro completo de la construcción. Aceptación: Una vez finalizada la pavimentación, se realizará una inspección de aceptación conjunta para confirmar el cumplimiento de los requisitos de diseño y especificaciones.

Consideraciones especiales para vertederos de relaves/escoria

1. Entorno químico

Es importante reiterar la aplicación de los resultados de las pruebas de compatibilidad química antes de pavimentar. Si se utiliza GCL modificado con polímeros, asegúrese de que sea adecuado para el lixiviado de la obra.

2. Estabilidad de taludes

• Al pavimentar en pendientes, los operadores deben usar medidas de seguridad (cinturones de seguridad y zapatos antideslizantes).

• Asegúrese de que el pavimento sea liso y cercano a la superficie de la pendiente, minimizando las cargas aéreas.

• Al aplicar la capa protectora y la sobrecarga, proceda desde la parte inferior de la pendiente hacia la parte superior para reducir la fuerza hacia abajo.

• Aplique peso (por ejemplo, cadenas para bolsas de arena) a la superficie de la pendiente según sea necesario.

3. Maquinaria de gran tamaño

Se prohíbe estrictamente operar maquinaria pesada directamente sobre el GCL expuesto antes de aplicar la capa protectora. Se debe colocar una capa protectora temporal de espesor suficiente (por ejemplo, paneles de madera y geotextil engrosado) en los puntos de acceso necesarios.

4. Clima

Evite pavimentar en días lluviosos, con nieve o viento. En caso de lluvia repentina, detenga inmediatamente la instalación y cubra completamente cualquier lámina de hormigón celular (GCL) que quede expuesta con una lona impermeable. Compacte los bordes para evitar la filtración de agua de lluvia. Después de la lluvia, inspeccione si hay humedad; las membranas muy húmedas pueden desecharse.

5. Tratamiento de la interfaz:

Las conexiones a estructuras tales como zanjas de desviación, tuberías y pozos de observación son puntos vulnerables y requieren detalles especializados aprobados por ingenieros (como sellos de bota y topes de agua de caucho bentonita) y una construcción rigurosa.

Ventajas clave para afrontar los desafíos de la minería

1. Excelente resistencia química:

Para combatir los lixiviados ácidos o excesivamente salinos característicos de las minas, se pueden utilizar membranas de bentonita químicamente resistentes o GCL modificados con polímeros. Estos productos mejoran considerablemente el equilibrio y la impermeabilidad a largo plazo de la bentonita en entornos químicos agresivos mediante la adición de polímeros. (Es necesario realizar rigurosas pruebas de compatibilidad química para su aplicación).

2. Construcción eficiente

El GCL se suministra en rollo, lo que permite una rápida instalación y reduce considerablemente el tiempo de construcción. Es especialmente adecuado para fondos de estanques de relaves de gran escala. Su revestimiento de capa fina (revestimiento de bentonita sódica) reduce considerablemente la extensión del yacimiento y el movimiento de tierras, en comparación con los revestimientos de arcilla convencionales.

3. Capacidad confiable de autocuración

Las residencias hinchables por agua de bentonita proporcionan a GCL capacidades especiales de autocuración, compensando correctamente los posibles defectos y mejorando la confiabilidad general de la máquina.

4. Componente ecológico

La bentonita es un mineral que se encuentra en la naturaleza, y el propio GCL, como elemento clave del concepto de barrera de membrana ecológica, se alinea con los estándares del desarrollo minero sustentable.

Selección de proveedores

Elegir el proveedor adecuado de GCL (proveedores de bentonita GCL/revestimiento de arcilla geotextil (GCL)) es crucial. Los proveedores deben poder ofrecer:

• 1. Productos que han sido sometidos a rigurosas pruebas (incluidas pruebas de compatibilidad química).

• 2. Revestimientos de bentonita geosintética (GCL) optimizados para la composición específica de lixiviados de relaves/escoria, como los tipos modificados con polímeros.

• 3. Soporte técnico integral y orientación en la construcción.

Acerca de Haoyang Environmental Technology

En estanques de relaves y vertederos de escoria, los revestimientos de bentonita (GCL) o de arcilla geosintética (GCL) son materiales esenciales para construir barreras ambientales seguras y respetuosas con el medio ambiente gracias a su baja permeabilidad, propiedades autoreparadoras, resistencia química y facilidad de instalación. La elección y el uso óptimos de los revestimientos de bentonita sódica o sus productos modificados, junto con una instalación impecable, desempeñan un papel fundamental en la protección de las zonas mineras y el entorno circundante.

Haoyang Environmental Technology (Shandong) Co., Ltd., fundada en 2008 y con sede en la provincia de Shandong, China, es un proveedor internacional de servicios integrados de tecnología ambiental que integra I+D y fabricación de materiales de ingeniería ambiental, consultoría y diseño de ingeniería, construcción, remediación ecológica y gestión de residuos peligrosos. La empresa cuenta con más de 20 modernas líneas de producción y sus principales productos incluyen:

• Geomembrana de polietileno (incluida geomembrana rugosa de 10 metros);

• Geomembrana compuesta tejida/no tejida;

• Geotextiles no tejidos punzonados con filamentos hilados;

• Geotextiles no tejidos punzonados con fibras cortas;

• Malla de drenaje compuesta tridimensional;

• Manta impermeabilizante de bentonita sódica (GCL);

Nuestros productos se utilizan ampliamente en proyectos de protección ambiental como la conservación de agua, el transporte, los vertederos municipales, los estanques de relaves industriales y el tratamiento de residuos peligrosos, y se exportan a mercados globales como el Sudeste Asiático, Sudamérica y África. Invitamos cordialmente a nuestros socios internacionales a colaborar y verificar conjuntamente el excelente rendimiento de Haoyang GCL en proyectos antifiltración para estanques de relaves y vertederos de escoria, y a explorar conjuntamente un mercado más amplio para las aplicaciones de tecnología de protección ambiental.