ES2208013B1 - Muro de salvaguarda y control de reservas de agua subterranea. - Google Patents

Abstract

Muro de salvaguarda y control de reservas de agua subterránea, que impide el vaciado de la masa de agua y que permite seguir continuamente la evolución del nivel freático y la calidad del agua de acuerdo al sistema conjunto desarrollado y basado en cualquiera de los elementos constructivos de un muro recto, o curvo para alturas y presiones grandes, y manómetros inexcusablemente incorporados, permitiendo la esencial regulación activa de estos.

Description

Muro de salvaguarda y control de reservas de agua subterránea.

Se refiere el invento conforme el enunciado indica a un muro al que se le da una configuración o estructura que le hace servir a un fin contrapuesto a lo que se realiza en la actualidad, es decir, conservar el agua subterránea, y controlar el nivel y presión sobre los elementos constructivos, aguas subálveas o nivel freático de estas, frente a la actual tendencia a eliminarlas.

Objeto de la invención

Es objeto de la invención según lo expuesto inicialmente la construcción de un muro de tal forma que su configuración o estructura permita garantizar que no se pierdan reservas de agua subterránea y de las que se conoce el nivel de las mismas y sus posibles oscilaciones temporales de nivel y calidad.

Es asimismo un fin del objeto del invento según lo expuesto salvaguardar el agua que existe en las proximidades de una obra de desmonte de tierras, en cimentaciones de edificios, en taludes de desmontes de obras de ingeniería civil, como carreteras, ferrocarriles, túneles o pasos subterráneos.

Es otra característica del objeto del invento la incorporación de medidores del nivel del agua y acceso para toma de muestras mediante llaves o sondeos que garantizan el control del mismo y sobre todo de la presión que el agua puede ejercer sobre las obras de infraestructura o constructivas, además de permitir la supervisión de alteraciones o riesgos subterráneos, por oscilaciones extrañas de dicha presión, o de su calidad analítica.

Otro detalle del invento es también la regulación activa mediante la construcción de un depósito justo detrás del muro o retirado unos metros siempre que se garantice la conexión hidráulica tras el muro original. Este puede hacerse tipo pozo de anillos hasta varios metros que facilita la regulación y control del nivel.

Estado de la técnica

Entre los conocidos antecedentes de la invención suelen verse en la obra civil muros de protección que llevan, indefectiblemente, los correspondientes agujeros de drenaje para salida del agua y evacuarla por un cauce próximo o conveniente.

Igualmente es también forma habitual la de establecer, tras los cimientos de los edificios construidos en laguna o humedal, una tubería de drenaje que saca el agua subterránea que llega hasta el edificio por los laterales del mismo. Si el edificio está en zona urbana el drenaje se saca directamente a los colectores pluviales.

Otra construcción típica que desmonta taludes y crea estos vaciados de agua son las gasolineras y en general cualquier edificación construida al borde las carreteras en zonas montañosas, para cuya instalación se requiere vaciar una loma al lado de la carretera.

Y también suelen construirse pistas y carreteras que rompen el flujo natural subterráneo y secan manantiales próximos.

En ingeniería civil se aprecia una constante ejecución de muros de contención de tierras, obras de drenaje, sujeción y protección que se refiere a la obra constructiva, al edificio, la carretera, el muro u otros, es decir, parece que la obra de cemento y forjado es la que necesita protección y ésta se hace a costa de instalar pantallas o mallas protectoras de materiales impermeables para evitar que el agua entre en contacto con el hormigón y especialmente, y sobre todo, drenajes que eliminen el agua de las proximidades de la obra de ingeniería. Extraída el agua disminuyen los problemas para la construcción y entre tanto se hace.

Los referidos drenajes, en la inmensa mayoría de los casos, produce una depresión constante e irreversible del nivel freático, que puede ser bueno para los fines de la obra y no serlo para el entorno medioambiental en el que está hecha. Así se ve que, con frecuencia, se secan fuentes, pozos de agua, sondeos; se altera el equilibrio dinámico subterráneo, cambiando la circulación subterránea del agua y provocando incluso arrastres de finos y taponado de grietas con desastrosas consecuencias para los afectados y veces para la propia obra como es el típico caso de los socavones en calzadas y carreteras provocados por el corrimiento de tierras o lavado de materiales por las aguas subterráneas fuera de control; hundimiento de cimentaciones o inundaciones asimismo fuera de control en sótanos de edificios.

Son por ejemplo típicas las obras de realización de nuevos pozos para subsanar la pérdida de otros, cuando están próximos a la traza de una carretera, sin preocuparse de recuperar el acuífero roto por la traza.

Actividad inventiva

Se trata de dar la solución desarrollada en el objeto de la invención, centrándola sustancialmente en el hecho de construir un muro y sus accesorios de seguimiento y control del nivel del agua y toma de muestras para la analítica de calidad, con una configuración y estructura que haga servir para el fin contrapuesto que propone el invento, tal que es la de conservar el agua subterránea y su calidad frente a la actual tendencia a eliminarla.

Descripción del invento

Es pretensión principal del invento la construcción de un muro de salvaguarda y control para reservas de aguas subterráneas que se ha concebido y diseñado para proteger el recurso medioambiental básico y fundamental como es el agua y en concreto las reservas subterráneas que se vean afectadas por cualquier obra de ingeniería civil o de la construcción, su cantidad y su calidad.

Es una de las características del invento la construcción de un muro sobre el talud de hormigón armado u otros materiales resistentes e impermeables así como estructuras prefabricadas en estos o materiales apropiados, desmontado sin tubos o salidas de drenaje abiertos, por el contrario cerrándolos y acoplando a ellos manómetros para medir la presión que ejerce el agua recogida contra el muro, que irán conectados a rosca u otro sistema rápido o bien construidos en base al principio de "Torriceli" o al de "Arquímedes", con tubo transparente y un regla o escala graduada de nivel que permita medir el nivel freático a modo de una cala o una sonda transparente.

Otro detalle del invento es que el método de medida de presión será múltiple cuando el nivel freático puede tener una diferencia superior a los 10 metros, por dar presiones que puedan afectar a los coeficientes de diseño del mismo, especialmente si el muro construido, según el invento, se aplica a grandes terraplenes.

El muro según otra característica del invento se construye desde la base alcanzada por la obra hasta la máxima altura del agua habida en el terreno en el que se trabaja y lateralmente hasta los límites de sugerencia o de la propia obra cuando lo anterior no sea posible.

El referido nivel freático estático se puede determinar, según sugiere el invento, bien por sondeos previos a la obra, o bien por el nivel en el que aparece por primera vez en el momento de ejecución o algo superior si las obras se realizan tras de un periodo de estiaje suficientemente prolongado.

Una idea más amplia de las características del invento la realizaremos a continuación, al hacer referencia a las láminas de los dibujos que en esta memoria se acompaña, donde de manera un tanto esquemática y tan solo a vía de ejemplo se representan los detalles preferidos del invento

En los dibujos

La figura 1, es una vista en alzado frontal de la geometría del muro y de las posiciones posibles de los elementos de control.

La figura 2 es una vista en planta superior del mismo conjunto de la figura anterior.

La figura 3 es una vista en alzado lateral en función de la referida figura 1

La figura 4 es una vista esquemática del emplazamiento de humedales y nivel freático de estos.

La figura 5 es una vista análoga a la anterior donde el nivel freático ha sido desviado y ha descendido.

Descripción de los dibujos

Según la representación esquemática de dichas ilustraciones en versión de sistema europeo, el muro (1) del invento en hormigón armado o gunitado o materiales apropiados o cualquier otro que permita la impermeabilización total y almacenamiento del agua dentro de él, que estará sellado lateralmente por correspondientes elementos de empotramiento (2) y (3), con un altura (h) variable en función del nivel de agua a proteger, sobre una profundidad (p) a impermeabilizar, variable asimismo, según necesidades.

En la vista en planta desde arriba, figura 2, se posicionan las tomas o conexiones (4) para manómetros (5), así como un tubo calado (6) de toma de presión con respectivas cajas de toma drenantes (7) y (8) que serán construidas en malla metálica y en ambos casos protegidas con un geotextil y filtro de piedras con objeto de que impida el paso de finos que atoren los conductos de presión (4) y (6) y los manómetros (5) tal y como se ve preferentemente en la vista lateral de la figura 3.

Preferente realización del invento

Preferiblemente debe conocerse previamente por sondeos, el nivel del agua, siendo válidos los ejecutados con fines geotécnicos. En este caso únicamente debe tenerse cuidado de anotar la fecha y la altura del mismo y procurar que no se destruya, entubándolo, para comprobar con mediciones en época de lluvia.

El sondeo así realizado y conservado pasa o puede pasar a formar parte del sistema de control del muro (1).

El muro de salvaguarda y control (1) está formado por hormigón enconfrado o cualquier otro material apropiado, impermeable al agua y sellado lateralmente (2) y (3) en los casos que el acuífero afectado se extienda más allá del largo o ancho que se pueda alcanzar por la obra que se ejecuta y lleva, intrínsecamente a él, la dotación de medidores de presión bien con tomas roscadas (4) para acoplar un presostato o manómetro (5) típico o bien un sencillo sistema de tuberías (6) acoplados a la mismas tomas y llevadas en elevación (9) hasta la altura del nivel freático, disponiéndose, bien abiertas para que se vea fluir al nivel que alcanza el agua, o encapsuladas, hasta la altura que se marque como límite de presión (12) de agua tras el muro (1) en los casos que sea de gran altura cuya instalación, estará dotada a dicho nivel de recodo (10) para protección de entrada de objetos extraños y recipiente (11) situado en desnivel con éste para sedimentación de posibles finos no eliminados.

Optativamente se dispondrá de uno o más sondeos de control próximos, piezómetros de control de niveles, sondeos o pozos adosados o construidos a distancia en correspondiente comunicación hidráulica con él.

Cuando las características portantes del propio terreno lo permitan, el muro (1) puede ser construido directamente sobre el terreno desmontado, mediante el procedimiento de gunitado, al que se le incorpora un mallazo (M) fig. 1 o red metálica que hace las veces de encofrado. Los manómetros (5) se incrustan previa o posteriormente en el terreno, mediante sondeos horizontales en materiales adecuados y convenientes a la función de estos.

Si los materiales del terreno no delimitan claramente la zona permeable será necesario inyectar, tanto en la base como lateralmente, mortero de impermeabilización con inyección de cemento/bentonita, en general selladores de obra civil para asegurar la estanqueidad lateral o inferior, cuando sea necesario.

Descripción funcional

Un ejemplo de cómo se resuelve el general problema medioambiental con este procedimiento o modelo constructivo, se da continuación en función de las figuras 4 y 5.

Desde que se desmonta el terreno (T) para la construcción, por ejemplo (C) Fig. 5, los manantiales (A) están dando agua, vaciando el agua que estaba almacenada entre la cota actual de la solera del edificio y el nivel (N) más alto al que se halla el manantial.

En la situación antes del desmonte, el nivel freático (N) se mantiene alto porque la impermeabilidad del recubrimiento del suelo con arcilla impide que se vacíe rápidamente, va descargando poco a poco (un pequeño manantial, una hidromorfía, zona muy húmeda que da pastos en pleno verano y en general un nivel alto del agua) Figura 4.

La situación después del desmonte produce un manantial temporal de mayor caudal que el natural, que drena reservas de agua, es decir vacía el agua que está almacenada y que se puede estar aprovechando en el momento o en el futuro, extrayéndola por pozos y sondeos.

Posteriormente puede quedar un manantial a la altura de la cimentación, que inevitablemente tendrá menos reservas, la diferencia con el nivel inicial. La estructura subterránea puede hacerlo perder totalmente o no según cada caso.

El nivel freático (N') desciende a la cota (N'') (fig. 5), pudiendo afectar a manantiales en otras laderas, además del efecto inmediato de vaciar rápidamente los metros de profundidad excavados en el talud o en la roca, vaciando todo el volumen de masa de agua intercomunicada subterráneamente.

El efecto de la disminución de las reservas, se notaría en que no queda agua almacenada temporalmente a cotas altas. Esta agua se está filtrando por las grietas hacia niveles inferiores, alimentando fuentes o masas de agua interiores.

La consecuencia de éste vaciado es que se secará alguna fuente o descenderá la presión hidrostática bajo áreas construidas. Parte de esta agua es previsible que pueda estar alimentando manantiales más lejanos o masas de agua más profundas. Es decir en términos de impacto ambiental las obras actuales producen un efecto que es irreversible, con este invento se transforma en un impacto negativo como el dicho, no ya en un impacto nulo, sino no en una ganancia ambiental puesto que permite mantener: primero, la masa/reservas de agua; segundo, regular y controlar la extracción cuando sea necesaria como en casos de emergencia, sequía, exceso de lluvias u otros.

El efecto sobre la masa de agua subterránea es el mismo que si a un embalse convencional se le destruyen varios metros en la coronación de la presa de cierre, ya no tiene la misma capacidad.

Una vez descrita convenientemente la naturaleza del invento se hace constar a los efectos oportunos, que el mismo no queda limitado a los detalles exactos de esta exposición, sino que por contrario, en él se introducirán las modificaciones que se consideran oportunas, siempre que no se alteren las características esenciales del mismo, que se reivindican a continuación.

Claims (3)

1. Muro de salvaguarda y control de reservas de agua subterránea, consiste en la construcción de un muro de hormigón armado u otros materiales apropiados sobre el talud desmontado sin tubos o salidas de drenaje abiertos que se caracteriza porque es un muro (1) de hormigón armado o gunitado paralelo al desmonte o talud sobre el terreno, convenientemente impermeabilizado y cegado; sellado lateralmente por correspondiente elementos de empotramiento (2) y (3) con una altura (h) variable en función del agua a proteger y sobre una profundidad (p) a impermeabilizar, variable asimismo, según necesidades.

2. Muro de salvaguarda y control de reservas de agua subterránea, según la reivindicación 1, en el referido muro (1), sondeados a través del mismo se caracteriza porque dispone de tomas o conexiones (4) para manómetros o presostatos (5), así como tubo calado y tuberías de salida controlada de agua (6) de toma de presión, cada uno, con respectivas cajas de toma drenantes (7) y (8) que están construidas en malla metálica, protegidas con geotextil y filtros de piedra que impidan el paso de finos que puedan atorar dichas conexiones (4) y (6) y manómetros de presión (5), con sus elementos de control y de regulación activa, bien adosados o separados de éste.

3. Muro de salvaguarda y control de reservas de agua subterránea, según la reivindicación 2 que comprende un sencillo sistema de conexiones o tuberías (6) que se caracteriza porque comportan tomas en elevación (9) hasta la altura del nivel freático, disponiéndose abiertas o encapsuladas hasta la altura que se marque límite de presión (12) del agua tras el muro (1); y cuya instalación estará dotada, a dicho nivel, de recodo (10) para protección de entrada de objetos extraños, e intercalado un recipiente (11) situado en desnivel para sedimentación de posibles finos no eliminados, preferentemente realizando pozos y sondeos separados.