Le geomembrane sono il gruppo di geosintetici con la maggiore varietà di prodotti in commercio e rappresentano il più importante sistema di barriera. Sono costituite da sottili fogli di materiali polimerici flessibili e scarsamente permeabili, di spessore variabile tipicamente da 0,75 mm a 2,5 mm, larghezza da 4 m a 15 m e lunghezza di diverse decine di metri, avvolti in grandi rotoli. I valori tipici di permeabilità di una geomembrana sono compresi nell’intervallo 1×10^-12 ÷ 1×10^-15 m/s. I teli possono avere le superfici lisce o scabre, da una o da entrambe le facce; le superfici scabre sono spesso anche chiamate “ad aderenza migliorata”. I più comuni tipi di geomembrane sono realizzati con materiali quali HDPE (High Density Polyethylene – polietilene ad alta densità), LDPE (Low Density Polyethylene – polietilene a bassa densità), VFPE (Very Flexible Polyethylene – polietilene molto flessibile), PVC (Polyvinyl Chloride – cloruro di polivinile), CSPE-R (Reinforced Chlorosulfonated Polyethylene – polietilene clorosolfonato rinforzato) e recentemente PP (Polypropylene – polipropilene). Sono usate principalmente per la realizzazione di coperture e di barriere poco permeabili con scopi di contenimento di fluidi, vapori e gas. Possono anche essere usate efficacemente per la separazione di due fasi solide. Sono particolarmente vulnerabili agli urti e ad azioni di punzonamento. Inoltre, nella realizzazione di manti impermeabilizzanti, estrema cura va riposta nella realizzazione delle saldature tra teli contigui o attorno ad opere, quali, ad esempio, tubi di raccolta, che debbano attraversare, perforandola, la geomembrana. Studi condotti su diversi siti impermeabilizzati con geomembrane hanno evidenziato come, rispetto al totale delle perdite di tenuta rilevate, il 18% fosse dovuto a discontinuità nel materiale, causate da urti o punzonature, e il rimanente 82% alle discontinuità nelle giunzioni [Darilek et al., 1989]. Per quanto riguarda le giunzioni fra teli contigui, inoltre, un ulteriore studio ha portato a concludere che in assenza di un appropriato programma di controllo di qualità è da aspettarsi una perdita ogni 10 m di giunzione, mentre predisponendo adeguati controlli sulla realizzazione delle saldature diviene ragionevole attendersi una perdita ogni 300 m [Giroud e Bonaparte, 1989].

Le geomembrane sintetiche possono essere di tipo plastomerico o elastomerico.

Le geomembrane rinforzate trovano applicazione nell’impermeabilizzazione di discariche, nelle coperture provvisorie e permanenti. La possibilità di creare pannelli preconfezionati di grandi dimensioni favorisce una posa rapida e semplice delle geomembrane. Un corretto sistema di impermeabilizzazione che eviti il passaggio di fluidi da un mezzo ad un altro mediante l’impiego di geomembrane è un elemento fondamentale per la garanzia della sicurezza e la salvaguardia dell’ambiente nella gestione del territorio. Gli impieghi di questi materiali in discariche di rifiuti, in aree di bonifica, in vasche di sicurezza e trattamento, in bacini di fitodepurazione, sono alcuni degli esempi in cui questo aspetto è particolarmente importante. La realizzazione di bacini artificiali come laghetti ornamentali o bacini di riserva idrica è un altro tipo di impiego delle geomembrane di grande interesse nel settore residenziale, ricreativo, sportivo, agricolo, industriale.