ES2243417T3 - Estructura deposito. - Google Patents

Abstract

Estructura depósito destinada al almacenado y a la retención de los flujos pluviales, caracterizada porque comprende un conjunto (26, 46) de elementos huecos de hormigón (60, 62) dispuestos a granel, de forma aleatoria, de manera que presenten una porosidad, llamada también índice de vacío, superior a 50%.

Description

Estructura depósito.

Campo de la técnica

La presente invención se refiere al campo del urbanismo y del saneamiento pluvial y se refiere más particularmente a una estructura depósito destinada en particular a la realización de calzadas depósito en medio urbano.

Técnica anterior

Como es conocido, la urbanización creciente desde los años 1950 ha tenido graves consecuencias en materia de saneamiento pluvial, en particular debido a la impermeabilización de las superficies de suelo. En efecto, estas superficies, estancas en la mayor parte (por ejemplo los parques de estacionamiento, las aceras, las calzadas, los aeropuertos, etc.), no permiten una infiltración de las aguas de lluvia que son por tanto obligadas a discurrir hacia las redes de evacuación de las aguas negras. Ahora bien, la mayor parte de las redes actuales no están dimensionadas en estas condiciones para asegurar una evacuación correcta en caso de grandes lluvias de tormentas y aún menos en caso de tempestad o de huracán, de lo que resulta la frecuencia y la amplitud de las inundaciones urbanas recientes.

Una solución a este problema consistiría en una extensión de la capacidad de las redes pluviales en el centro de las ciudades, en particular por la creación de cuencas de retención de tamaño consecuente. Sin embargo, la urbanización actual impide en la práctica recurrir a dicha solución debido a la ausencia de espacio disponible para colocar estas "cuencas de tormenta" así como al coste de los trabajos a emprender.

También, se ha propuesto por ejemplo en la solicitud de patente francesa nº 2 682 410 un depósito de retención de agua constituido por un conjunto de bloques paralelepipédicos de material plástico (por ejemplo de polipropileno o cualquier otro material termoplástico equivalente) que forman una estructura alveolar en nido de abeja y que puede ser dispuesta bajo unos espacios verdes o unas zonas sometidas a pequeñas cargas permanentes (campos de recreo o complejos deportivos por ejemplo) incluso bajo unas calzadas urbanas sometidas a un tráfico muy reducido. En efecto, debido a las propiedades mecánicas limitadas de estos materiales termoplásticos, esta estructura se ha revelado mal adaptada a una utilización bajo las calzadas con mucho tráfico sometidas a cargas importantes y para las cuales el empleo de dicha estructura sólo podría realizarse bajo una capa de fundación importante. Además, la misma presenta unos costes de fabricación y de aplicación relativamente elevados.

Para este tipo de calzada, se recurre más bien a la estructura depósito de la figura 5 constituida por una capa gruesa de materiales porosos 10 y que asegura a la vez una función de recogida de las aguas de lluvia por su superficie superior 12 constituida por un revestimiento drenante, una función de retención de las aguas por una capa de grava gruesa 14 que descansa sobre un geotextil 16, y una función de evacuación de estas aguas o bien por una infiltración natural a través de un suelo 18 relativamente permeable pero de resistencia suficiente con respecto al tráfico previsible, o bien por una red existente de caudal controlado (no representada).

Desgraciadamente, este tipo de estructura depósito que presenta el interés de ser menos costosa, adolece del inconveniente de presentar propiedades hidráulicas relativamente limitadas en materia de retención de agua (como mediana 1 m^{3} de grava gruesa permite un almacenado de 350 litros de agua, o sea un índice de vacío útil de 35%).

Definición y objeto de la invención

La presente invención tiene por objeto evitar estos inconvenientes proponiendo una estructura depósito particularmente adaptada a las calzadas urbanas y que permite un volumen más importante de almacenado y de retención de agua. Otro objeto de la invención es proponer dicha estructura a un coste de fabricación razonable.

Estos objetos son alcanzados por una estructura depósito destinada al almacenado y a la retención de los flujos pluviales y que comprende un conjunto de elementos huecos de hormigón dispuestos a granel, de forma aleatoria, de manera que presenten un índice de vacío superior a 50%.

Preferentemente, estos elementos huecos de hormigón son unos elementos que tienen cada uno un volumen que no excede de 1 dm^{3}. Puede presentar una forma prismática o cilíndrica, y una resistencia a la compresión comprendida entre 30 y 65 MPa. Ventajosamente, el hormigón que constituye estos elementos huecos es a base de cemento, provisto o no de fibras (por ejemplo de polipropileno), o a base de resina.

Según un modo de realización ventajoso, dicho conjunto de elementos huecos de hormigón está recubierto por una capa de igualación formada por una grava gruesa de dimensión de granulados comprendida entre 20 y 50 mm. Esta capa de igualación y el conjunto de elementos huecos de hormigón están rodeados por un geotextil para protegerlos en particular de las intrusiones de elementos finos.

La presente invención se refiere también a una calzada urbana o cualquier otra obra enterrada o a cielo abierto que comprenda dicha estructura depósito, ya se trate de parques de estacionamiento, de pozos de filtración, o de también de fosas de almacenado.

Breve descripción de los dibujos

Otras características y ventajas de la presente invención resaltarán mejor de la descripción siguiente, dada a título indicativo y no limitativo, con respecto a los planos anexos, en los cuales:

- la figura 1 muestra, en sección transversal, un primer ejemplo de realización de una calzada provista de una estructura depósito según la invención,

- la figura 2 muestra, en sección transversal, un segundo ejemplo de realización de una calzada provista de una estructura depósito según la invención,

- las figuras 3 y 4 muestran dos ejemplos de los múltiples elementos que constituyen la estructura depósito de las figuras 1 y 2, y

- la figura 5 representa una calzada provista de una estructura depósito con capa de grava gruesa de tipo conocido.

Descripción de un modo de realización preferido de la invención

La figura 1 ilustra de forma esquemática una estructura depósito según la invención utilizada a nivel de una calzada urbana.

Esta calzada 20 comprende, desde su superficie superior hasta el nivel inferior del suelo, una capa 22 de revestimiento poroso, como un recubrimiento drenante o un conjunto de pavimentados de hormigón permeables, que constituyen la vía de rodadura para los vehículos, una capa superficial de forma 23 (llamada también lecho de colocación) de algunos centímetros de espesor (típicamente de 3 a 5 cm) constituida por ejemplo por una capa de arena o de gravas de muy pequeñas dimensiones, una capa de igualación 24 formada por grava gruesa (es decir expurgada de sus constituyentes más finos) de aproximadamente algunos centímetros de espesor y que tiene una dimensión de granulados comprendida entre 20 y 50 mm, y una zona de almacenado (capa de retención 26) que constituye la propia estructura depósito y que comprende un tipo particular de productos alveolados formados por elementos de hormigón. Un geotextil 28 rodea el material poroso 26 y la capa de igualación 24 para impedir cualesquiera intrusiones de elementos finos del suelo 30, de la capa de forma o de los terraplenes laterales y reforzar la cohesión del conjunto.

Un segundo ejemplo de realización de una calzada urbana provista de una estructura depósito según la invención está ilustrado en la figura 2.

Esta calzada 40 comprende, como anteriormente, una capa 42 de revestimiento que constituye la vía de rodadura para los vehículos, una capa de igualación 44 y una capa de retención 46 que constituye la estructura depósito. Sin embargo, en esta segunda realización, la capa de revestimiento 42 es una capa impermeable constituida por un revestimiento compacto. Entonces, los flujos pluviales no pueden ya fluir hacia el suelo 30 a través del revestimiento 42, y están previstas a cada lado de la vía unas cunetas y unos sumideros 52 que permiten una infiltración del agua hasta la capa de retención 46. Esta infiltración será efectuada preferentemente en múltiples puntos de inyección, eventualmente prolongados por una red de drenajes que asegura la repartición del agua en la estructura. Además, en este campo de realización, el suelo 30 así como los terraplenes laterales 50 están recubiertos por una geomembrana impermeable 54 que constituye un depósito estanco que impide cualquier infiltración natural en el suelo, siendo la evacuación del agua entonces efectuada por medio de drenajes de evacuación 56 dispuestos en el suelo, en la parte baja de la estructura (en el fondo del depósito), y por ejemplo a uno y otro lado de la capa de retención 46. Estos drenajes pueden estar conectados corriente abajo a un canal colector (no representado) equipado con un regulador de caudal. Unos dispositivos de depuración no representados (cesto, boca de decantación, dispositivo sifoide, decantador laminar) estarán también evidentemente previstos en la vertical de los sumideros para limitar las entradas de cualesquiera poluciones en la estructura.

Desde luego, los dos ejemplos citados no son en modo alguno limitativos y son también previsibles unas calzadas o cualesquiera otras obras urbanas (parques de estacionamiento, terrenos de deportes, recintos de las escuelas y de las universidades, etc. comprendidas unas obras a cielo abierto tales como unos pozos de infiltración o unas fosas de almacenado), que integran la estructura depósito de la invención y que combinan las soluciones de traída y de evacuación de agua adoptadas en estas dos realizaciones. De hecho, la elección de estas diferentes soluciones dependerá en particular de la naturaleza del suelo, es decir de su permeabilidad natural y de su resistencia en presencia de agua. Los riesgos de polución de capas freáticas deberán también ser tomados en cuenta cuando tiene lugar esta elección. Asimismo, unos dispositivos complementarios como unos sistemas de conexión al aire y unas válvulas antirretorno, deberán, en ciertos casos y como es conocido, ser colocados a nivel de la calzada.

La capa de retención 26, 46 que forma la estructura depósito propiamente dicha está constituida, en un espesor de por lo menos 20 cm (el espesor dependerá del volumen de agua a almacenar), por múltiples elementos de hormigón, idénticos o no, repartidos de forma aleatoria de manera que formen un conjunto compacto con una porosidad elevada superior a 50%, típicamente de 50% a 60% o sea una retención de 500 a 600 litros de agua por m^{3}, muy superior a la obtenida por una simple capa de grava gruesa ordinaria para la cual esta porosidad, llamada también índice de vacío, es próxima a 35%.

Cada elemento se presenta en forma de un elemento hueco prismático o cilíndrico de pequeña dimensión de hormigón a base de cemento o de resina que presenta una resistencia media a la compresión comprendida entre 30 y 65 MPa. Según su utilización, el hormigón constitutivo puede ser cavernoso o no y provisto o no de fibras (por ejemplo de polipropileno). Ventajosamente, este elemento presenta un volumen \leq1 dm^{3} con unas dimensiones comprendidas entre 40 y 100 mm, para su altura y su dimensión exterior, y entre 20 y 60 mm para su dimensión interior. La figura 3 muestra un primer ejemplo de elemento de hormigón 60 que presenta una estructura hueca de sección circular (estructura cilíndrica) y la figura 4 muestra un segundo ejemplo de elemento de hormigón 62 que presenta una estructura hueca de sección poligonal, en particular hexagonal (estructura prismática recta).

El funcionamiento de la estructura depósito es el siguiente: cuando tienen lugar violentas precipitaciones, las aguas pluviales serán drenadas hacia la estructura depósito 26, 46 a través del revestimiento 22 o por medio de las cunetas o sumideros 52. Esta aguas llenarán provisionalmente esta estructura llenando el vacío existente (expulsando el aire que se encontraba en el mismo) entre los múltiples elementos de hormigón y en estos elementos mismos, almacenando así el agua acumulada. Cuando se para la lluvia y el flujo ha cesado, la estructura se vaciará progresivamente hasta el completo vaciado. El caudal de fuga estará condicionado o bien por la capacidad de infiltración del suelo natural 30 o bien por un dispositivo de regulación corriente abajo (no representado).

Así, con la presente invención, es ahora posible liberarse de las crecidas en zonas urbanas particularmente destructoras con un coste razonable para la colectividad. En efecto, los elementos de hormigón pueden ser fabricados industrialmente a bajo coste, al contrario de las estructuras alveolares de material termoplástico, y sus propiedades mecánicas son mucho más importantes que las posibles con estas estructuras en nido de abeja, permitiendo así unas cargas repetidas que pueden ir hasta 100 kN (superior a la carga límite por eje de 65 kN autorizada en los ejes de carreteras franceses por ejemplo).

Claims (8)

1. Estructura depósito destinada al almacenado y a la retención de los flujos pluviales, caracterizada porque comprende un conjunto (26, 46) de elementos huecos de hormigón (60, 62) dispuestos a granel, de forma aleatoria, de manera que presenten una porosidad, llamada también índice de vacío, superior a 50%.

2. Estructura depósito según la reivindicación 1, caracterizada porque dichos elementos huecos de hormigón son unos elementos que tienen cada uno un volumen que no excede de 1 dm^{3}.

3. Estructura depósito según la reivindicación 1, caracterizada porque dichos elementos huecos de hormigón presentan cada uno una forma prismática (62) o cilíndrica (60).

4. Estructura depósito según la reivindicación 1, caracterizada porque dichos elementos de hormigón presentan cada uno una resistencia a la compresión comprendida entre 30 y 65 MPa.

5. Estructura depósito según la reivindicación 4, caracterizada porque el hormigón que constituye dichos elementos huecos es a base de cemento, provisto o no de fibras (por ejemplo de polipropileno), o a base de resina.

6. Estructura depósito según la reivindicación 1, caracterizada porque dicho conjunto de elementos huecos de hormigón está recubierto por una capa de igualación (24, 44) formada por una grava gruesa de dimensión de granulados comprendida entre 20 y 50 mm.

7. Estructura depósito según la reivindicación 6, caracterizada porque dicha capa de igualación y dicho conjunto de elementos huecos de hormigón están rodeados por un geotextil (28) para protegerlos en particular de las intrusiones de elementos finos.

8. Obra urbana, en particular una calzada urbana, que comprende una estructura depósito según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7.