Geofoam

La geofoam es poliestireno expandido (EPS) o poliestireno extruido (XPS) fabricado en grandes bloques ligeros. Los bloques varían en tamaño, pero suelen tener 2 m × 0,75 m × 0,75 m (6,6 pies × 2,5 pies × 2,5 pies). La función principal de la geofoam es proporcionar un relleno ligero para espacios vacíos debajo de una carretera, acceso a un puente, terraplén o estacionamiento. La geofoam de EPS minimiza el asentamiento en las instalaciones subterráneas. La geofoam también se utiliza en aplicaciones mucho más amplias, como relleno ligero , relleno para techos verdes , inclusiones compresibles, aislamiento térmico y (cuando se forma adecuadamente) drenaje .

Geofoam comparte principios con los geocombs (anteriormente llamados estructuras celulares ultraligeras), que se han definido como "cualquier material fabricado mediante un proceso de extrusión que da como resultado un producto final que consiste en numerosos tubos abiertos que se pegan, unen, fusionan o agrupan de alguna otra manera". ^{[ 1 ]} La geometría de la sección transversal de un tubo individual suele tener una forma geométrica simple (círculo, elipse, hexágono, octágono, etc.) y es del orden de 25 mm (0,98 pulg.) de ancho. La sección transversal general del conjunto de tubos agrupados se asemeja a un panal de abejas, de ahí su nombre. Actualmente, solo se han utilizado polímeros rígidos ( polipropileno y PVC ) como material para geocombs.

El primer uso de EPS Geofoam se realizó en Oslo , Noruega, en 1972. Geofoam se utilizó en los terraplenes alrededor del puente Flom con el fin de reducir los asentamientos . Antes de la instalación de geofoam, esta zona experimentaba un asentamiento anual de 20 a 30 centímetros, lo que causaba graves daños a la calzada. ^{[ 2 ]}

Debido al éxito del proyecto de geofoam de Oslo, en 1985 se celebró en Oslo, Noruega, la primera Conferencia Internacional sobre Geofoam, donde los ingenieros intercambiaron conocimientos, resultados de investigación, compartieron nuevas aplicaciones y analizaron casos prácticos. Posteriormente, se celebraron dos conferencias más en Tokio , Japón, y Salt Lake City , EE. UU., en 1996 y 2001, respectivamente. La conferencia más reciente tuvo lugar en junio de 2011 en Lillestrom, Noruega. ^{[ 3 ]}

Between 1985 and 1987, Japan used over 1,300,000 m³ (46,000,000 ft³) of geofoam in 2,000 projects. Testing and use of geofoam in these projects demonstrated the potential advantages of geofoam as a lightweight fill. For example, Geofoam was placed beneath runways in Japanese airports, proving the material can sustain heavy and repeated pressure.^[2]

Geofoam was first used in the United States in 1989 on Highway 160 between Durango and Mancos, Colorado. An increase in rainfall caused a landslide, destroying part of the highway. Geofoam was used to create highway side slope stabilization to prevent any similar issues. The use of geofoam versus conventional restoration resulted in an 84% reduction to the total cost of the project.^[4]

The largest geofoam project in the United States took place from 1997 to 2001 on Interstate 15 in Salt Lake City, Utah.^[5] Geofoam was chosen to minimize that amount of utilities that would need to be relocated or remodeled for the project. A total of 3,530,000 ft³ (100,000 m³) of geofoam was used, and approximately $450,000 was saved by eliminating the need to relocate utility poles.^[6] Geofoam was also used in embankments and bridge abutments for base stability.^[4] Subsequently, because of the success of usage of geofoam for the I-15 Reconstruction Project, the Utah Transit Authority has used geofoam embankment for its light rail (i.e., TRAX) and commuter rail lines (i.e., FrontRunner).^[7]

From 2009 to 2012, a Vaudreuil-based expanded polymer manufacturing company provided over 625,000 m³ (22,100,000 ft³) of geofoam for a new segment of highway 30 in the province of Quebec, in the Montreal area, making it the largest geofoam project in North America to date.

Since 2016, Geofoam is extensively used in the construction of the new elevated highway 15 and Turcot interchange in Montreal.

A brief summary of applications can be found at:^[8]

La estabilización de taludes consiste en el uso de geofoam para reducir la masa y la fuerza gravitacional en una zona susceptible a fallas, como deslizamientos de tierra . El geofoam es hasta 50 veces más ligero que otros rellenos tradicionales con resistencias a la compresión similares. Esto permite maximizar el espacio disponible en un terraplén. Su ligereza y facilidad de instalación reducen el tiempo de construcción y los costos laborales.

Los terraplenes construidos con geofoam permiten una gran reducción de las pendientes laterales necesarias en comparación con los rellenos tradicionales. La reducción de la pendiente lateral del terraplén aumenta el espacio útil a ambos lados. Estos terraplenes también pueden construirse sobre suelos afectados por asentamientos diferenciales sin verse afectados. Los costes de mantenimiento asociados a los terraplenes de geofoam son significativamente inferiores a los de los terraplenes construidos con suelo natural.

Algunos suelos débiles y blandos no pueden soportar el peso de la estructura deseada; un puente elevado en la imagen adjunta. Si se hubiera construido con relleno de tierra tradicional, habría sido demasiado pesado y deformaría el suelo débil subyacente, dañando el puente. Para reducir costos al no excavar en la roca madre, se utiliza geofoam para el relleno interior del puente.

El uso de geofoam en estructuras de contención reduce la presión lateral, previene asentamientos y mejora la impermeabilización. Su ligereza disminuye la fuerza lateral sobre muros o estribos de contención . Es importante instalar un sistema de drenaje debajo del geofoam para evitar problemas de acumulación de presión hidrostática o flotabilidad .

La protección de las infraestructuras es posible mediante el uso de geofoam para reducir las tensiones verticales en tuberías y otras infraestructuras sensibles. Al reducir el peso sobre estas infraestructuras utilizando geofoam en lugar de tierra convencional, se evitan posibles problemas, como derrumbes.

El aislamiento del pavimento consiste en el uso de geofoam bajo el pavimento, donde el espesor de este puede controlarse mediante la acción de las heladas . El uso de geofoam como elemento aislante en la subrasante reduce esta diferencia de espesor. El geofoam está compuesto en un 98 % de aire, lo que lo convierte en un aislante térmico eficaz. La correcta instalación del geofoam es fundamental, ya que los huecos entre los bloques contrarrestan sus efectos aislantes.

Entre las ventajas de utilizar geofoam se incluyen:

• Baja densidad / alta resistencia : La espuma geotérmica tiene entre un 1 % y un 2 % de la densidad del suelo con igual resistencia. ^{[ 2 ]}
• Comportamiento predecible: La espuma geotérmica permite a los ingenieros ser mucho más precisos en los criterios de diseño. Esto la diferencia notablemente de otros materiales de relleno ligeros, como la tierra, cuya composición puede variar considerablemente.
• Inerte: La geofoam no se descompone, por lo que no se dispersa en los suelos circundantes. Esto significa que no contamina el suelo. Además, la geofoam se puede desenterrar y reutilizar.
• Reduce el tiempo de construcción: La espuma geotérmica es rápida de instalar y se puede instalar en cualquier tipo de clima, lo que resulta en un tiempo de instalación más rápido.

Las desventajas del uso de geofoam incluyen:

• Riesgos de incendio: La espuma geotérmica sin tratar supone un riesgo de incendio.
• Vulnerable a los disolventes derivados del petróleo: Si la espuma geotérmica entra en contacto con un disolvente derivado del petróleo , se convertirá inmediatamente en una sustancia pegajosa, lo que le impedirá soportar cualquier carga.
• Flotabilidad: Las fuerzas generadas por la flotabilidad pueden producir una peligrosa fuerza de elevación. Varios coches quedaron aplastados contra el techo después de que las inundaciones elevaran el poliestireno por debajo del suelo de un aparcamiento en Crayford el 9 de octubre de 2016. ^{[ 9 ]}
• Susceptible al daño por insectos: La espuma geotérmica puede tratarse para resistir la infestación de insectos. Cuando se utiliza para aislar edificios con presencia de madera, el daño a la espuma geotérmica puede limitarse mediante el tratamiento contra insectos. Por otro lado, en el relleno ligero tradicional para la construcción de carreteras, no se ha documentado ninguna evidencia conocida de daño por insectos. ^{[ 10 ]}

^{[ 11 ] [ 12 ]}

• Geosintéticos
• Ingeniería civil

• Horvath, John S. (1995). Geofoam Geosintético: una monografía . Scarsdale, NY: Horvath Engineering.
• Horvath, JS (1994). "Geoespuma de poliestireno expandido (EPS): Introducción al comportamiento del material". Geotextiles y geomembranas . 13 (4): 263– 280. Bibcode : 1994GtGm...13..263H . doi : 10.1016/0266-1144(94)90048-5 .
• Geofoam para transporte. Archivado el 4 de julio de 2017 en Wayback Machine Achfoam.com. ACH Foam Technologies. Web. 18 de noviembre de 2010.
• Stark, Bartlett y Arellano, Aplicaciones y datos técnicos de la espuma geofílica de EPS. Archivado el 4 de marzo de 2016 en la Wayback Machine de la Alianza de la Industria de EPS.