Geosintetika važno i/ili novo

Nakon neplaniranog izleta u ekologiju, vreme je da se vratimo osnovnim i najvažnijim informacijama vezanim za geosintetiku i njenu primenu.

Čemu geosintetika uopšte služi i koje funkcije obavlja u različitim vrstama konstrukcija? 

Separacija, filtracija, drenaža, armiranje, zaptivanje, zaštita (npr. geomembrane od oštećenja) i kontrola erozije neke su od funkcija kojima se najčešće bavimo.

Separacija se kao funkcija najčešće javlja u kombinaciji sa filtracijom i/ili armiranjem. Predstavlja razdvajanje dva raznorodna tla slojem geotekstila, netkanog kada nam je potrebna i filtracija, tkanog ili geokompozita kada nam je potrebno i ojačanje sa ili bez filtracije.

Kod nas su prve primene geotekstila bile 90tih, baš u funkciji separacije i filtracije, a netkani geotekstil za tu namenu proizvodio je Lio iz Osjeka. Iz tog vremena datira popularna primena TIP 300 (300g/m2) geotekstila. 

Od karakteristika nam je važna otpornost na oštećenja pri ugradnji, odnosno otpornost na proboj, tzv. CBR. Ova vrednost nije ni na kakav način povezana sa CBR-om tla. CBR otpornost na oštećenja pri ugradnji je vrednost sile u N pri kojoj dolazi do proboja. Jer nema kvalitetne separacije niti filtracije sa oštećenim geotekstilom. Još jedan način izražavanja otpornosti na proboj, uobičajen kada nam je filtracija značajna, je otpornost na proboj merena testom padajućeg konusa. Izražava se kao prečnik nastalog otvora u mm.

Ukoliko nam je važna i filtracija znači da hoćemo da slojem geotekstila zadržimo tlo, a propustimo vodu. Sloj geotekstila kao filter funkcioniše tako što propusti najfinije čestice tla, dok na svojoj površini u kontaktu sa tlom formira prirodni filter. Iz ovog razloga važni su karakeristična veličina pora geotekstila O₉₀ i Index vodopropustljivosti. O₉₀ odgovara veličini zrna d₉₀ tako da je 90% mase sejanog uzorka zadržano na situ pri mokrom sejanju kroz geotekstil. Index vodopropustljivosti upravno na ravan geotekstila meri se pri pritisku vodenog stuba od 50mm i izražava u m/s (l/m²s). 

Što se tiče debljine netkanog geotekstila savet je da bude što manja jer tako smanjujemo mogućnost zapušavanja materijala i smanjenja njegovih filtracionih sposobnosti. Debljinu geotekstila treba uzeti u obzir tek nakon što su zadovoljene prethodno pomenute karakteristike od suštinske važnosti za uspešno obavljanje funkcije za koju je namenjen.

Sveobuhvatne informacije o kriterijumima izbora netkanih geotekstila za funkciju filtracije mogu se naći u radu: Rethinking geotextile filter design by M. Heibaum.

Izgradnja deponija otpada sama po sebi predstavlja veliki korak u pravcu očuvanja životne sredine. Ovo na sreću već duže vreme nije izbor već obaveza, tako da se možemo posvetiti daljem usavršavnju ovih konstrukcija u pogledu održivosti. 

Slojevi za zaptivanje dna deponija neopasnog otpada sastoje se od:

• sloja dobro zbijene prirodne gline odgovarajućeg kvaliteta debljine 0.5m,
• HDPE geomembrane, 
• netkanog geotekstila za zaštitu geomembrane od probijanja
• drenažnog sloja šljunka (ili geokompozita)
• netkanog geotekstila za separaciju i filtraciju

Ukoliko sloj prirodne gline debljine 0.5m zamenimo bentonitskom membranom zanemarljive debljine očigledan benefit je povećanje zapremine raspoložive za odlaganje otpada. Manje vidljivi ali značajni benefiti su: ravnomerniji kvalitet postignutog sloja za zaptivanje pa time i veća sigurnost od prodiranja procednih voda sa deponije u okolno tlo, manja degradacija okoline i značajno smanjena emisija izduvnih gasova prouzrokovanih transportom gline od pozajmišta do mesta ugradnje. 

Kod deponije površine 40.000m2 koju treba obložiti bentonitskom membranom dobija se 20.000m3 dodatne zapremine za odlaganje otpada, a 1000 transporta damperom zameniće ~10 šlepera. Procenjeno smanjenje emisije ugljenika primenom geosintetike u hi slojevima dna deponija otpada je 30%.

Još veći efekat ima primena geosintetike kod zatvaranja deponija. Tu smanjenje emisije ugljenika ide i do 65%.

Više detalja o uštedama prilikom zatvaranja deponija, datih na osnovu analize 2 konkretna slučaja možete videti na https://geosynthetic-institute.org/papers/paper41.pdf

Ovi podaci su u našim uslovima posebno značajni jer nam radovi na zatvaranju smetlišta i deponija tek predstoje. 

Ipak, prilikom upotrebe podataka iz literature potrebno je uzeti u obzir činjenicu da su transportna rastojanja od proizvodjača bentonitske membrane do mesta ugradnje  kod nas verovatno značajno veća.

Tokom ove prinudne pauze već postoje analize smanjenja različitih jedinjenja koja zagadjuju atmosferu, prvenstveno CO, NO₂ i CO₂ u Kini, Italiji, Njujorku…do kojih je došlo zbog naglog zaustavljanja industrijske proizvodnje i svih vrsta transporta.

Koje mogućnosti geosintetika pruža da naš povratak poslu bude održiviji, odgovorniji i lepši? Kako da naša projektna rešenja budu pouzdana, trajna i u svakom smislu ekonomična? 

Važno je za početak razjasniti terminologiju. 

Održivost u njenom ekološkom smislu predstavlja izbegavanje potrošnje prirodnih resursa u cilju održanja ekološkog balansa.

Ugljenični otisak (Carbon footprint) je ukupan emitovani ekvivalent CO₂ i može se odnositi i na samo jedan proces, funkcionisanje jednog objekta ili ponašanje osobe.

Ukupan sadržani ugljenik (Embodied carbon) je ukupan ugljenični otisak nekog materijala počev od ekstrakcije sirovina, preko proizvodnje, transporta, ugradnje i upotrebe do prestanka emisije. Više o tome možete pogledati na https://www.circularecology.com/carbon-footprint-v-embodied-carbon.html

Relativna održivost odnosi se na poredjenje količine ukupno sadržanog ugljenika dva ili više projektnih rešenja. U cilju poboljšanja relativne održivosti, rešenja sa geosintetikom odlična su alternativa onim od konvencionalnih materijala kao pesak, kamen, beton, čelik…

primeri:

Slabonosivo tlo

Umesto jednostavnog iskopa i zamene terena možemo razmotriti i primenu tkanog geotekstila ili geokompozita koji će smanjiti potrebnu debljinu npr. lomljenog kamena.

Npr. za prašinasto glinovito podtlo CBR=3 i zahtevani E_v2=120 MPa primenom tkanog geotekstila ili geokompozita ostvarujemo uštedu od 15cm lomljenog kamena. Osim smanjenja iskopa na lokaciji, smanjujemo i iskop, obradu i transport kamena a svaka od navedenih operacija ima svoj negativni uticaj na životnu sredinu. Uz to rešenje sa geosintetikom je i finansijski povoljnije.Detaljnije o redukciji ukupno sadržanog ugljenika za 73% na primeru puta bez zastora sa i bez geosintetike možete videte u primeru br. 2 dokumenta https://geosynthetic-institute.org/papers/paper44.pdf

Visoki nasipi

Ukoliko se grade na obradivom zemljištu moguće je razmotriti varijantu armiranih nasipa čije su strane u nagibu od npr. ~ 60 stepeni. Ovo donosi značajno smanjenje površine nasipa u osnovi tj. uštedu obradivog zemljišta, smanjenje količine materijala za telo nasipa, mogućnost upotrebe manje kvalitetnog lokalno raspoloživog tla, čime ostvarujemo uštedu na količini i udaljenosti transportovanog materijala a samim tim i emisiji izduvnih gasova.

Primenom geosintetičkih materijala kao što su bentonitske membrane i geokompoziti sa aktivnim jezgrom moguće je zaštititi obradivo zemljiste od zagadjenja sa autoputa.

Izbor geosintetičkih materijala osim na osnovu potrebnih tehničkih parametara moguć je i prema stepenu negativnog uticaja njihove proizvodnje na okolinu. Ovo se kvantifikuje kroz Deklaraciju o uticaju proizvoda na okolinu koju izdaju nezavisna sertifikaciona tela. 

Odnedavno postoje i geosintetički proizvodi od 100% reciklirane sirovine sa nepromenjenim tehničkim karakteristikama.

Primena geosintetike za armiranje asfalta, rekutivaciju terena i zaptivanje takodje imaju pozitivne efekte na zaštitu okoline, ali o tome u nekim novim postovima.

Krajnje je ozbiljno ovo što nam se dešava. 

I trenutno nije važno kako je do ovoga došlo, jedino važno su ljudski životi. Koji će ostati važni i kada se situacija smiri i poprimi drugi vid ozbiljnosti. Onaj ekonomski koga se, svi koji se trenutno ne borimo sa bolešću, već pribojavamo. Ja se bojim, možda i više od toga, da ćemo propustiti priliku. Priliku da usporimo, pogledamo šta nam se dobro dešavalo tokom ove neočekivane zdravstvene krize svetskih razmera, da nećemo svako na svoj način i svi zajedno nastaviti dalje prema nekim boljim merilima. 

Primetili smo da više brige (i vremena) za sebe, porodicu i prijatelje prija. A znamo i da nagli pad industrijske proizvodnje i skoro potpuna obustava svih vrsta transporta prija našoj zajedničkoj kući. Ono što me raduje je da mnogi razmišljaju na ovaj način. Ali koje konkretne korake možemo da preduzmemo? U svim aspektima života, jer podela života na privatni i poslovni mi je odavno besmislena. Svakodnevno jer svaki je dan neponovljiv. Ne smatram sebe kreativnom pa ipak vidim mnogo mogućnosti. Ali obzirom da se ovde bavimo geosintetikom htela bih da pogledamo na koje sve načine ona može da učini život i svet kvalitetnijim. Sada dok traje 30 dana posvećenih Zemlji.

Na prvi pogled izdvajaju se tri aspekta:

• zaštita životne sredine,
• prijatnost za korisnike,
• zadovoljstvo dobro obavljenim poslom za sve učesnike projekta.

Ne mogu da odolim da pomenem i moguće skraćenje radnog vremena iako nije direktno vezano za geosintetiku (mada i njenog uticaja može biti). Postoje podaci o pozitivnim iskustvima uvodenja kako četvorodnevne radne sedmice tako i šestočasovnog radnog vremena. I nadu da će veliki broj ljudi nastaviti da radi od kuće. Sedmično bi svi dobili bar 15 sati koje bi mogli korisno da upotrebimo. Ako bi još smanjili vreme koje provodimo na društvenim mrežama broj dodatnih sati bi bio jednak jednom celom danu sedmično! Iskoristite ga korisno i slobodno podelite i blog i ideje sa onima oko vas.

A ja sa vama želim da podelim jedan intervju na ovu temu: https://www.youtube.com/watch?v=6plLAi7hEvA

“slightly smiling face” 

Sve više se koristi. Nailazićete na nju hteli ne hteli, pa je neophodno o njoj znati bar osnovno. Nekada se podrazumevalo da je geosintetika nova i našim inženjerima slabo poznata tehnologija, ali to je vreme prošlo. Sada se smatra poznatom temom iako je izvora informacija o njoj kod nas vrlo malo, a onih pouzdanih, onih na koje se možete osloniti ili pozvati još manje. Potreban nivo osnovnog znanja zavisiće od vaše uloge u projektu, ali imajte na umu da će druga strana po pravilu znati manje od vas. 

Tako da ćete morati pažljivo da kontrolišete nečiji izbor ili da nekom argumentovano obrazlažete vaš.

Potrebno je uložiti vreme i trud ali zaista ne veliko. Mnogo toga, nakon uvodnih informacija, možete i sami. 

“smiling face” 

Znate da će vam koristiti, jer vi ste od onih koji na uspeh u poslu gledaju dugoročno pa takve izbore i prave. Znate da će vam ova tehnologija ponekad biti ono dodatno rešenje koje pravi razliku. Da ako se kao projektant usavršavate, vredite više jer baratate sa više varijantnih rešenja. Hoćete da je koristite ispravno, za dobro krajnjeg korisnika. Hoćete da budete sigurni u svoje znanje, da možete slobodno da stanete iza onog što ste predložili. Ali interesovanje ograničavate na oblast u kojoj radite: materijale, pravilnike, softver.

Uložićete dosta vremena i truda, koristiće vam neko da vas uputi, ubrza proces, smanji lutanje i proveri vaše prve projekte. 

“heart eyes face”

Ako geosintetici date pravu šansu, ako joj  posvetite vreme i pažnju, otkrićete da je živa, inspirativna, pouzdana i lepa. Želećete da saznate sve o njoj, da upoznate sve što nudi i to u svim oblastima u kojim se primenjuje. Videćete kako se menja i napreduje pred vašim očima. Saznaćete da nije uvek dobro rešenje, ali kada jeste često je i najbolje. Povezaćete se sa ljudima koji na umu uvek imaju i dobrobit geosintetike i dobrobit krajnjeg korisnika. Zato neće da je kompromituju upotrebljavajući je tamo gde joj nije mesto. Sa ljudima koji brinu o tome šta ostaje iza njih, od okoline do kulture. Kulture rada, ophodjenja i brige i o drugima. Steći  ćete saradnike i prijatelje tako da će veliki uloženi trud zaista imati smisla.

Predlog kako da počnete/dopunite znanje o geosintetici:

• osnovne informacije o geosintetici, podele, praktično prepoznavanje materijala i čemu služe u konstrukcijama kojima se najčešće bavite ili koje vas interesuju,
• detaljnije o primeni geosintetike u konstrukcijama kojima se bavite, projektovanje, softver, standardi, primeri iz prakse,
• primena na vašem probnom projektu. Uz rok do kog treba da ga “predate” na “reviziju”. Navodnici jer bi predaja trebalo da bude nekom ko već ima dovoljno iskustva, kome verujete i čije savete ste spremni da razmotrite i eventualno uvažite. 
• Teren i obilazak konstrukcija od geosintetike u fazi gradnje kad god je moguće.
• Učešće na konferencijama poput EuroGeo koja je svake 4 godine. Ovogodišnja je u Varšavi od 6.-9. septembra,  https://eurogeo7.org, datum je za sada i dalje važeći.
• Projekti, projekti, projekti…u početku uz podršku i kontrolu “revidenta” od poverenja. 

Nije isto i mislim da je napraviti razliku vrlo važno. Naš školski sistem, kao i većina ostalih nudi edukaciju, pasivno slušanje i memorisanje brojnih podataka. Iste je potrebno na kratko zapamtiti i reprodukovati uz poželjnu dozu samopouzdanja. U tome sam bila baš dobra, kasetofon (jeste tada su se koristili kasetofoni) mi je bio jedina konkurencija.

Učenje je ono što dolazi kasnije, usvajanje znanja kroz rešavanje stvarnih problema, normalno praćeno nesigurnošću, dilemama, brigama, uspesima i neuspesima. Ovde, bojim se, jedno vreme nisam bila ni blizu tako dobra. Srećom čovek se svemu nauči pa i spremnosti da pogreši. Oni koje sputava strah od neuspeha manje uče, iz prostog razloga što imaju manje prilika za to. 

O geosintetici sam učila, teorija i praksa su se sve vreme preticale. Odatle sigurno dolazi moje iskreno zanimanje za nju i želja, a i obaveza, da to podelim sa zainteresovanima. Želja jer može da ulepša i neke vaše projekte, da ponekad unapredi ono što radite i kako ga radite.  Obaveza jer sam i sama imala i imam veliku podršku iskusnih kolega.

Koliko često smo svi pročitali: “netkani geotekstil 300 g/m2” kao jedini zahtev kvaliteta?

Teško da je moguće postaviti besmisleniji. Ipak ima jedan, ne tako redak, koji ga je nadmašio: “tkani geotekstil tip 300”. Varijacije su brojne, ali sigurna sam da znate na šta mislim.

I nakon skoro dve decenije relativno česte upotrebe geosintetike, nemali broj naših kolega još uvek ima maglovitu sliku čemu geotekstili služe i koji parametri su merodavni.  

Potpuno nebitna osobina geotekstila i svih drugih tipova geosintetike je njihova masa. Kraće i jasnije od ovoga ne može. Da izbegnemo bilo kakvu zabunu, masa geotekstila potpuno je irelevantna za sve  funkcije osim eventualno  armiranja asfalta*.

Pod funkcijama podrazumevam: separaciju, filtraciju, ojačanje (armiranje), drenažu, zaštitu od probijanja, zaštitu od erozije i izolaciju. 

Netkane geotekstile primenjujemo uglavnom za separaciju i filtraciju, kao i za zaštitu geomembrane od probijanja. Osnovni parametri merodavni za ove funkcije, uz trajnost koja se podrazumeva, su:

• otpornost na probijanje
• vodoproustljivost
• veličina pora
• zatezna čvrstoća, izduženje i debljina (kao manje bitni od prethodna tri parametra)

Bilo kakav eventualni uticaj mase već je uzet u obzir kroz specificiranje ovih karakteristika.

U produžetku su, poredjenja radi, date osobine dva tipa netkanih geotekstila različite mase:

masa 150g/m2                                                

CBR > 1800 N                                                              

Zatezna čvrstoća 12/12 kN/m                                    

O90 =0.08mm                                                                                            

Vodopropustljivost (Index)=0.08m/s  

                       

masa 500g/m2

CBR > 1500 N

Zatezna čvrstoća 5/10 kN/m

O90 = 0.12mm

Vodopropustljivost (Index)=0.07m/s

*Kod geokompozita za armiranje asfalta ima smisla zahtevati što manju masu netkanog geotekstila u sastavu geokompozita kako bi utrošak bitumenske emulzije bio manji a ugradnja jednostavnija.

Geosintetiku upoznajem i volim već preko 17 godina. 

Raznovrsna je ali nije komplikovana. Istina raznovrsnost lako dovodi do konfuzije na početku upoznavanja. A konfuzija nam troši vreme kog nikada nije previše. (Kad vam je poslednji put bilo dosadno? ) Potraga za literaturom i kursevima na internetu je obimna, a rezultati opširni i nepouzdani. Ja sam imala iskrenu podršku nekih koji su geosintetiku zavoleli i ozbiljno joj se posvetili dosta pre mene. Ovaj blog je nastao iz želje da ja takvu podršku prenesem dalje. Onima koje tema bar malo zanima. A posebno onima koje zanima mnogo.

Kratkim postovima pokušaću da vam prenesem najvažnije informacije o različitim  oblastima koje geosintetika i njena primena pokrivaju. I da  istovremeno dam smernice onima koji žele da se o nekoj temi obaveste detaljnije.

Ja volim beton, zapravo armirani beton. Imam poverenja u konstrukcije od armiranog betona, a mnoge svojom elegancijom izazivaju divljenje. Uostalom betonske konstrukcije su na fakultetu bile moj izbor konstrukcija kojima cu se profesionalno baviti. Takav je bio plan.

A onda sam ja nova, na novom poslu, morala da se pozabavim nekim čudnim materijalima – geosintetikom, o kojima nisam imala baš nikakvo predznanje. Baveći se njima ispred mene je počeo da se otvara ceo novi svet materijala, primena i mogućnosti. Mogućnosti su ono što me je stvarno privuklo, što me je držalo i još uvek me drži zainteresovanom i oduševljenom.

Mogućnost da umesto betonskih potpornih zidova imamo npr. zelene armirane kosine, mogućnost da zaustavimo klizista jedva primetnim konstrukcijama savršeno uklopljenim u okruženje. Ili mogućnost da bez betonskih šipova ili duboke zamene terena prevedemo autoputni nasip preko močvarnog terena. Mogućnost da obnovimo stare puteve jednom intervencijom na duži period. Ili mogućnost da potpuno izolujemo velike kontaminirane terene, suve ili močvarne, a da ih zatim potpuno bezbedno ponovo koristimo. Da ne bude zabune, ja još uvek volim armirani beton. Ni mostove ni zgrade ne možemo graditi od geomreža, a istini za volju ni sanirati vrlo velika i duboka klizišta bez delimične upotrebe armiranog betona. 

Lepota je u izboru. Kada izaberemo pravilno, uštedećemo bar 1/3 vrednosti konstrukcije, često i znatno više. A onda ako smo (ili kada budemo) pametni, uštedu možemo upotrebiti za uredjenje bolnica ili škola, obnovu starih puteva, nabavku medicinske opreme i lekova, za nešto što nam treba a toga je baš mnogo. Osim novca konstrukcijama od geosintetike štedimo i prirodne resurse, smanjujemo uticaj na klimatske promene i na prirodno okruženje uopšte. Nije nama to najvažnije, imamo gomile drugih gorućih problema, ali ako u tom cilju svi zajedno nešto ne preduzmemo ljudi posle nas uopšte neće imati sreću da se bave običnim životnim poteškoćama.

Na svakom od nas je da se informiše i pravilno izabere.