El polietileno es el polímero más simple y gracias a esta característica es uno de los más usados en el mundo. Con este material se producen desde bolsas y envases hasta productos de uso industrial. Sin embrago, su resistencia física y química no lo hacen invulnerable. Por esa razón, se agregan algunos aditivos en las geomembranas de HDPE y de LDPE.
Hay muchas sustancias que se usan para reforzar geomembranas, pero no todos ellos se emplean con el polietileno de alta densidad. Además, los aditivos solo pueden ser agregados en una pequeña proporción para no alterar las propiedades físicas y químicas de los polímeros.
Gracias a esas sustancias, las fábricas y empresas de venta de geomembranas tienen productos con variadas aplicaciones. Por ejemplo, las láminas de HDPE se usan intensamente en trabajos de impermeabilización. Asimismo, es un material muy usado en la industria minera por su resistencia.
En cambio, las geomembranas de polietileno de baja densidad son adquiridas para usos agrícolas. Por ejemplo, se usan para cubrir la tierra entre las plantas y evitar el crecimiento de mala hierba. Además, disminuyen la velocidad de evaporación del agua y la frecuencia de riego.
¿Qué sustancias se usan como aditivos en las geomembranas de HDPE?
Este tipo de láminas deben tener entre 95% a 98% de polietileno de alta densidad en su formulación. El polímero usado en estas geomembranas debe contar con una densidad superior a los 0.940 g/ cm3 para ser considerado bajo ese nombre.
Ese material tiene una excelente característica mecánica, pero su uso puro implica desafíos muy grandes para su instalación en las obras. Además, la unión entre los paños sería aún más complicada. Por esa razón, se opta por combinarlo con otras sustancias para obtener un producto de gran utilidad en obras de ingeniería. Los aditivos usados en la fabricación de geomembranas de PEAD son los siguientes:
Negro de carbono
Esta es la sustancia más usada como uno de los aditivos en las geomembranas de HDPE. El negro de carbono actúa absorbiendo la radiación UV y disipando el calor absorbido. Esta sustancia es considerada un estabilizante ultravioleta que debe mezclarse con la resina polimérica. Su proporción en la geomembrana no es de más de 2% o 3% de su composición.
Si se agrega el aditivo en menores proporciones la protección de la degradación por rayos solares sería insuficiente. Aunque, proporciones mayores derivan en pérdidas importantes de las propiedades mecánicas. Ese sería el resultado de sustituir materiales poco nobles como las cargas por el producto noble de la resina.
El efecto óptimo de este aditivo está condicionado por el tamaño de las partículas usadas. Adicionalmente, la dispersión que se logre dentro de la matriz polimérica también es otro factor importante. Si el negro de carbono no se combina en forma uniforme, entonces, se puede dar lugar a fallos mecánicos. Eso se debe a que algunas partes de las geomembranas se degradarían más rápido que otras zonas.
Antioxidantes
Estas son los aditivos en las geomembranas de HDPE que previenen la oxidación durante el proceso de extrusión. Además, estas sustancias aseguran la estabilidad del producto durante toda su vida útil. Existen muchos tipos de antioxidantes, pero los vamos a agrupar de la siguiente manera, de acuerdo a su función química.
– Antioxidantes primarios
Los compuestos que pertenecen a este grupo suelen ser fenoles y aminas impedidas estéricamente, aunque hay algunos más. Estas sustancias actúan atrapando o desactivando los radicales libres para lograr estabilizar al polímero. Los antioxidantes primarios pueden donar electrones a los radicales libres para lograr compuestos neutros. Aunque, también pueden actuar aceptando los electrones que reaccionan con los radicales libres.
– Antioxidantes secundarios
Estos compuestos están diseñados para prevenir la formación de radicales libres. Para cumplir esta función se descomponen los hidroperóxidos en alcoholes. Los fosfitos orgánicos, compuestos de azufre y aminas impedidas estéricamente son algunos de los aditivos en las geomembranas de HDPE que se consideran dentro del grupo de los antioxidantes secundarios.
Una de las características de los antioxidantes secundarios y primarios es que se activan en diferentes temperaturas. Eso quiere decir que la geomembrana de polietileno está protegida desde su fabricación o procesado que ocurre a altas temperaturas. Asimismo, puede tener un óptimo desempeño durante su puesta en servicio que suele realizarse a temperatura ambiente.
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(Fuente: Tesis doctoral: Efectos de la cubierta en la durabilidad de las geomembranas poliméricas empleadas en la impermeabilización de embalses)
Notas relacionadas:
https://www.igc.com.pe/que-aditivos-usan-fabricacion-de-geomembranas/
https://www.igc.com.pe/resistencia-quimica-de-las-geomembranas/
