Porquê escolher um revestimento de polietileno de alta densidade?
Dentro do complexo campo da engenharia civil, das indústrias de proteção ambiental e do confinamento industrial, poucos materiais se comparam à geomembrana de polietileno de alta densidade (PEAD) em termos de importância fundamental e versatilidade. Esta geomembrana, concebida e resultado da ciência avançada dos polímeros, é reconhecida mundialmente por estabelecer o padrão na criação de barreiras impermeáveis. As geomembranas de PEAD, silenciosas e robustas, têm as suas origens na proteção das águas subterrâneas contra lixiviados de aterros sanitários, na cobertura de grandes reservatórios de água e noutros usos semelhantes. Neste artigo, o leitor não terá dúvidas sobre os componentes, as qualidades, a produção e o amplo espectro de aplicações das geomembranas de PEAD, e descobrirá porque é que este produto é a escolha preferida para os problemas de confinamento mais desafiantes do planeta.
1. Química do material: Polietileno de alta densidade
O polietileno de alta densidade (PEAD) é um polímero termoplástico derivado do petróleo. A sua "elevada densidade" (geralmente entre 0,941 e 0,965 g/cm³) deve-se ao número muito reduzido de ramificações nas suas cadeias moleculares. Esta estrutura molecular de cadeia quase linear permite que as moléculas se alinhem de forma muito compacta durante a cristalização, resultando num material com uma resistência, rigidez e resistência química muito superiores às de outros polímeros de baixa e média densidade.
A resina utilizada pelos fabricantes para o revestimento de polietileno de alta densidade não é um PEAD comum; trata-se de uma resina de qualidade especialmente desenvolvida, composta por cerca de 97-98% de polietileno, 2-3% de negro de fumo (para conferir resistência aos raios UV) e quantidades mínimas de antioxidantes e estabilizadores térmicos. O negro de fumo é o responsável pela proteção das cadeias poliméricas da degradação pela radiação UV, prolongando assim a vida útil do revestimento durante anos, em vez de apenas décadas. Estes aditivos são misturados com tanta precisão que a homogeneidade é garantida, o que é fundamental para o desempenho consistente de toda a manta tensionada do revestimento de geomembranas.
2. Características e benefícios do revestimento de polietileno de alta densidade
A utilização massiva de geomembranas de PEAD pode ser explicada pelo facto de possuírem um elevado nível de características técnicas de engenharia, que incluem:
2.1 Permeabilidade muito baixa
A elevada densidade do PEAD resulta na produção de filmes com taxas de evaporação de água extremamente baixas e, consequentemente, na capacidade efetiva de atuar como barreira hidráulica. O coeficiente de permeabilidade hidráulica é extremamente baixo (normalmente < 1 x 10⁻¹³ cm/s), o que confere ao material da geomembrana o estatuto de impermeável a líquidos e gases para efeitos de ensaios de engenharia.
2.2 Excelente resistência química
Através de experimentação, descobriu-se que o PEAD possui resistência química intrínseca a uma variedade de produtos químicos, como ácidos fortes, álcalis e sais. Assim, se pretende revestir um aterro sanitário (que conterá lixiviados agressivos), instalar uma lagoa de evaporação industrial ou configurar um sistema de contenção secundária para armazenar combustível e produtos químicos, o PEAD será o ideal. No entanto, este material de polietileno de alta densidade para revestimento de lagoas não é resistente a ácidos oxidantes concentrados e a alguns solventes clorados, o que significa que será necessária uma verificação de compatibilidade química no caso de serem utilizados determinados produtos químicos específicos no projeto.
2.3 Resistência mecânica e longevidade do revestimento de polietileno de alta densidade
Para além da resistência ao escoamento e à tracção à rotura que se pode esperar de uma geomembrana de polietileno de alta densidade nas direcções longitudinal e transversal, a resistência mecânica global do material é muito robusta. As tensões de instalação, os recalques do subleito e a pressão hidrostática dos líquidos na contenção não serão problemas que este material não consiga suportar, principalmente devido às suas excelentes propriedades mecânicas.
2.4 Suscetibilidade significativamente reduzida à fissuração por tensão (SCR) do revestimento de polietileno de alta densidade
Além disso, os ensaios de resistência à fissuração por tensão são geralmente realizados no material de revestimento da geomembrana de PEAD pelo método ASTM D5397, dado que este deve passar por um limite mínimo de 500 horas de ensaio antes de o fabricante poder garantir totalmente os seus produtos numa especificação. A razão pela qual a composição de resina moderna e os métodos de fabrico visam atingir o nível máximo possível de resistência à fissuração por tensão é que esta se deve ao fenómeno de fissuração do material sob tensão de tração na presença de um agente, como um tensioativo.
2.5 Resistência aos raios UV e às intempéries
Neste caso, o negro de fumo, já distribuído no material de revestimento de PEAD, atua essencialmente como um protetor solar para o mesmo e, assim, evita uma redução das propriedades mecânicas, como a fragilização e a perda.
2.6 Flexibilidade a baixas temperaturas
Mesmo a temperaturas muito baixas, o PEAD mantém a sua flexibilidade e não perde as suas características, podendo ser utilizado em segurança em diferentes condições climatéricas.
2.7 Relação custo-benefício
Inicialmente, o PEAD não é o material mais barato para o revestimento de geomembranas, mas a sua resistência, longa vida útil (geralmente concebida para mais de 50 anos) e necessidades mínimas de manutenção proporcionam uma grande poupança no custo total do ciclo de vida.
3. Fabrico e Forma: Da Resina ao Revestimento de Polietileno de Alta Densidade
Os revestimentos em PEAD são fabricados principalmente por extrusão. Os dois métodos mais comuns são:
3.1 Extrusão de filme soprado
Os pellets de resina são aquecidos e extrudidos através de uma matriz redonda que forma um tubo contínuo. O tubo é insuflado com ar para o esticar numa bolha fina e larga, que é depois arrefecida e achatada numa folha. Esta técnica pode produzir folhas de membrana HDPE muito largas (até 9 m ou mais), reduzindo assim o número de costuras de campo.
3.2 Extrusão em matriz plana (fundida)
O polímero fundido é empurrado através de uma matriz estreita e reta, caindo sobre um grande rolo de arrefecimento. Este método permite um controlo preciso da espessura e é tipicamente utilizado para revestimentos texturados. Estes revestimentos de geomembrana de PEAD para lagoas podem ter superfícies lisas ou texturadas. Os revestimentos de geomembrana texturizados (geralmente fabricados por coextrusão ou impacto) oferecem melhor atrito na interface com o solo e geossintéticos, resultando numa maior estabilidade de taludes em coberturas de aterros sanitários e paredes íngremes de reservatórios. A geomembrana de polietileno de alta densidade (PEAD) é um material de revestimento muito comum, com uma espessura que varia entre 0,75 mm (30 mil) e 3,0 mm (120 mil). A escolha depende dos requisitos estruturais do projeto, das condições do subleito e do material a conter.
4. Revestimento de polietileno de alta densidade - Principais aplicações: Proteção para o ambiente e infraestruturas
O revestimento de polietileno de alta densidade pode ser utilizado para uma vasta gama de fins importantes:
4.1 Contenção Ambiental:
4.1.1 Aterros sanitários (resíduos sólidos e perigosos)
Uma das aplicações mais importantes está aqui. Os revestimentos de polietileno de alta densidade (PEAD) são utilizados tanto no sistema de revestimento de base compósito como nas coberturas finais, que ajudam a isolar o lixiviado das águas subterrâneas e a controlar o gás do aterro. Por conseguinte, o revestimento de alta densidade para lagoas é um elemento fundamental da moderna tecnologia de aterro sanitário do tipo "túmulo seco".
4.1.2 Revestimentos para Esgotos e Lagoas
Para evitar que a água de infiltração entre nas terras agrícolas, estes revestimentos são utilizados em lagoas de tratamento, digestores anaeróbicos e lagoas de resíduos agrícolas.
4.1.3 Pilhas de Lixiviação
Nas operações de mineração, a geomembrana de PEAD serve para conter os produtos químicos utilizados na extração de metais dos minérios, protegendo assim o ambiente envolvente.
4.2 Aplicações hidráulicas e de água:
4.2.1 Reservatórios de Água Potável
Os reservatórios de água potável podem ser revestidos para impedir a perda de água pelo solo e, ao mesmo tempo, proteger a água da contaminação pelo solo próximo.
4.2.2 Canais e lagoas de rega
A água levada às plantações não será desperdiçada se os canais e reservatórios de irrigação forem revestidos com este material.
4.2.3 Lagoas decorativas e de proteção contra incêndios.
4.3 Aplicações Industriais e Civis:
4.3.1 Contenção Secundária
Para as áreas de contenção adjacentes a tanques de armazenamento de combustível, fábricas de produtos químicos e instalações de processamento, é necessário que exista essa contenção para que, em caso de derrames, o líquido não se propague.
4.3.2 Túnel e Obras Civis
Esta geomembrana serve de barreira contra a água numa vasta gama de infraestruturas civis, como túneis, viadutos e até mesmo em lajes de praças.
4.3.3 Aquicultura
Este método consiste em colocar o revestimento em tanques de criação de peixes e camarões; tal sistema permite controlar o ambiente, bem como prevenir a propagação de doenças do solo para os animais.
5. Instalação, junção e garantia de qualidade do revestimento de polietileno de alta densidade
A eficácia de um revestimento em PEAD depende em grande parte da forma como é instalado. Algumas das etapas necessárias são:
5.1 Preparação do Subleito
É necessário ter uma base limpa e nivelada, sem objetos pontiagudos ou detritos que possam danificar o revestimento durante a instalação.
5.2 Implantação do painel
A geomembrana em rolos de grandes dimensões é desenrolada e instalada de acordo com os projetos de engenharia, normalmente com a direção do rolo a acompanhar a inclinação do terreno para minimizar o número de emendas transversais.
5.3 Costura (Operação mais crítica)
É muito importante que as costuras sejam resistentes e intactas para
o maior comprimento possível. Existem principalmente duas formas de o fazer:
5.4 Soldadura por Fusão (Cunha Quente Dupla)
Uma cunha aquecida separa duas folhas sobrepostas antes de serem prensadas entre si por rolos. Como resultado, formam-se duas costuras paralelas com um canal de ar para ensaios não destrutivos.
5.5 Soldadura por Extrusão
Um filamento de PEAD fundido é forçado sobre a borda de duas folhas sobrepostas, ou numa configuração de sobreposição, unindo-as. Geralmente é o
Método utilizado para remendos, pormenores e reparações.
5.6 Controlo de Qualidade
As juntas são testadas individualmente. Os Ensaios Não Destrutivos (END) para o canal de soldadura dupla incluem o ensaio de pressão de ar e, para as soldaduras por extrusão, o ensaio em caixa de vácuo. Os Ensaios Destrutivos incluem ensaios de cisalhamento e de descascamento.que são realizados em amostras de costura retiradas de campoo site.
6. Desafios e Considerações sobre o Revestimento de Polietileno de Alta Densidade
Apesar das vantagens do PEAD, este ainda apresenta algumas desvantagens. As suas dimensões variam com as mudanças de temperatura; assim, o projeto deve ter em conta as tensões causadas por estas variações. O material pode sofrer fissuras por tensão quando a resina...
A qualidade não é boa quando o substrato não está nivelado, criando cargas pontuais. Além disso, é necessário verificar a compatibilidade com os produtos químicos, uma vez que, ao contrário de alguns outros materiais, é altamente resistente aos mesmos. Ademais, o sucesso do revestimento depende totalmente do rigoroso controlo de qualidade, não apenas no fabrico.
nível, mas ainda mais na instalação e na junção em camponíveis.
Escolha um fornecedor de confiança para lhe enviar um orçamento:
Shandong Geosino New Material Co., Ltd. (Geossintéticos GEOSINCEREA empresa tem investido continuamente em inovação tecnológica, melhoria das instalações de produção e soluções de engenharia chave na mão. Investimos dez milhões de dólares na nossa fábrica, equipada com linhas de produção automatizadas de última geração para fabricar geomembranas de PEAD de alta qualidade e outros geossintéticos com processos otimizados. A nossa vastaA gama de produtos geossintéticos é muito famosa pela sua garantia de desempenho.Qualidade, alto desempenho, grande durabilidade e o melhor.relação custo-benefício.
Geomembrana de PEAD da marca GEOSINCERE Geosynthetics e outrosOs produtos e soluções geossintéticos são capazes de satisfazer as necessidades deas suas necessidades através das suas tecnologias sólidas e inovadoras.Soluções de engenharia e excelente serviço ao cliente. ComOs nossos produtos geossintéticos inovadores e de alto desempenho,A marca GEOSINCERE Geosynthetics está preparada para enfrentar os seus desafios mais complexos nas áreas da mineração, ambiente e engenharia civil. Qualidade.Garantia, preço de fábrica e entrega rápida são as nossas vantagens competitivas.
