ES2276208T3 - Barrera inhibidora de movimiento. - Google Patents
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Abstract
Barrera inhibidora de movimiento con al menos un elemento individual (12) que puede ser levantado elásticamente desde un estado de almacenamiento de pequeño volumen hasta un estado activo de gran volumen, estando formado el/cada elemento individual (12) por elementos de borde (14) unidos uno con otro, caracterizada porque el al menos un elemento individual (12) presenta, para su levantamiento elástico desde el estado de almacenamiento de pequeño volumen hasta el estado activo de gran volumen, unos elementos de muelle (18) que están unidos con los elementos de borde (14).
Description
Barrera inhibidora de movimiento.
La invención concierne a una barrera inhibidora
de movimiento según el preámbulo de la reivindicación 1.
Una barrera inhibidora de movimiento de esta
clase es conocida por el documento DE 101 57 572 A1. Esta barrera
inhibidora de movimiento conocida, que puede estar prevista, por
ejemplo, para la protección de objetos o para fines de marcación,
está constituida por un microalambre elástico de pequeña resistencia
a la rotura. A partir del microalambre se forma un cuerpo de
alambre compactado que almacena energía mecánica de variación de
forma. El cuerpo de alambre compactado puede expandirse aprovechando
la energía almacenada de variación de forma, teniendo el volumen
delimitado por el cuerpo de alambre expandido la configuración de un
cuerpo geométrico tridimensional.
Esta barrera inhibidora de movimiento conocida
presenta la deficiencia de que las uniones espaciales, es decir,
tridimensionales, necesarias de los tramos de microalambre que
forman los elementos de borde encierran entre ellos unos ángulos
fijos definidos, lo que conduce a una compresibilidad, es decir,
compactación, reducida de la respectiva barrera inhibidora o a un
acodamiento de los microalambres, especialmente en la zona de las
uniones.
En conocimiento de estas circunstancias, la
invención se basa en el problema de crear una barrera inhibidora de
movimiento de la clase citada al principio que sea de capacidad
incrementada, es decir que pueda empaquetarse en un volumen muy
pequeño, siendo, además, las uniones de los elementos de borde más
resistentes a la rotura que los propios elementos de borde.
Este problema se resuelve según la invención en
una barrera inhibidora de movimiento de la clase citada al
principio por medio de las particularidades de la parte
caracterizadora de la reivindicación 1. Ejecuciones o
perfeccionamientos preferidos de la barrera inhibidora de movimiento
según la invención están caracterizados en las reivindicaciones
subordinadas.
La barrera inhibidora de movimiento según la
invención presenta elementos de borde que pueden estar formados por
microalambres, fibras o mazos de fibras, las llamadas mechas. Los
microalambres, fibras o mazos de fibras pueden consistir en
metales, aleaciones metálicas, vidrios, cerámicas, materiales
polímeros, carbono o similares. Los elementos de borde se unen
formando al menos un elemento individual de la respectiva anchura de
malla o tamaño de elemento deseado, para lo cual aquellos se unen
fijamente uno con otro en algunas o en todas las esquinas o puntos
de cruce. Estas uniones se efectúan, por ejemplo, por medio de un
pegamento.
El desplazamiento elástico del al menos un
elemento individual del estado de empaquetamiento o almacenamiento
de pequeño volumen al estado activo de gran volumen, es decir, el
levantamiento y extensión de la barrera inhibidora de movimiento,
se efectúa por medio de los elementos de muelle que están fijados a
las esquinas o en la zona de los elementos de borde. Los elementos
de muelle pueden consistir simplemente en trozos de alambre, pero
preferiblemente se trata de segmentos de alambre de muelle. Se
establecen en este caso uniones sólidas entre los elementos de
muelle como máximo en un plano, es decir, bidimensionalmente. Se
consigue así que las barreras inhibidoras de movimiento según la
invención puedan ser comprimidas al máximo sin acodamiento de los
elementos de muelle y, por tanto, puedan adoptar un estado de
empaquetamiento o de almacenamiento de muy pequeño volumen. Por
ejemplo, se pueden aplastar barreras inhibidoras de movimiento según
la invención dejándolas en un plano y éstas se pueden arrollar en
este estado aplastado sobre un núcleo de rollo o de bobina.
Otros detalles, características según la
invención y ventajas se desprenden de la descripción siguiente de
ejemplos de realización de la barrera inhibidora de movimiento según
la invención, ilustrados esquemáticamente en el dibujo, en
combinación con criterios de dimensionamiento de los mismos.
Muestran:
La figura 1, una primera ejecución de la barrera
inhibidora de movimiento en el estado activo de gran volumen,
La figura 2, una representación tridimensional
-semejante a la figura 1- de una segunda ejecución de la barrera
inhibidora de movimiento en el estado activo de gran volumen,
La figura 3, una representación en perspectiva
de un obstáculo grande a manera de valla o de muro que presenta un
gran número de elementos individuales, y
La figura 4, elementos individuales contiguos
del obstáculo grande según la figura 3, especialmente para ilustrar
los elementos de muelle de los elementos individuales.
La figura 1 muestra una barrera 10 inhibidora de
movimiento que está concebida como un elemento individual 12 que
puede ser trasladado elásticamente de un estado de almacenamiento de
pequeño volumen a un estado activo de gran volumen. Este estado
activo de gran volumen se ha representado en perspectiva en la
figura 1. El elemento individual 12 presenta elementos de borde 14
que están unidos uno con otro, por ejemplo por medio de uniones
pegadas 16 de alta resistencia.
En el estado activo de gran volumen los
elementos de borde 14 con las uniones pegadas 16 forman un
paralelepípedo.
Para trasladar el elemento individual 12 del
estado de almacenamiento de pequeño volumen al estado activo de
gran volumen en forma de paralelepípedo, el elemento individual 12
presenta elementos de muelle 18 que están unidos con los elementos
de borde 14.
En el ejemplo de realización dibujado en la
figura 1 el elemento individual 12 posee, por ejemplo, un volumen
de 1 dm^{3}. En este elemento individual 12 de volumen
relativamente pequeño los elementos de muelle 18 se extienden entre
las uniones pegadas 16 en las diagonales espaciales. En este
elemento individual 12 de volumen relativamente pequeño no existe
fijación alguna en el punto de cruce de los elementos de muelle 18
dispuestos en diagonales espaciales, sino que dichos elementos de
muelle 18 discurren aquí contiguos uno a otro, sin estar unidos uno
con otro en el centro del espacio.
La figura 2 muestra en una representación en
perspectiva semejante a la figura 1 un obstáculo de movimiento 10
formado por un elemento individual 12, en el que los elementos de
borde 14 forman, en el estado activo de gran volumen, un
paralelepípedo. En este elemento individual 12, que en el estado
activo posee, por ejemplo, un volumen comprendido entre 30 y 50
dm^{3}, los elementos de muelle 18 no se extienden en las
diagonales espaciales, sino en las diagonales superficiales de la
envolvente del paralelepípedo.
En comparación con la ejecución según la figura
1, el ejemplo de realización del elemento individual 12 según la
figura 2 presenta un mayor número de elementos de muelle 18, con lo
que se consigue una acción de muelle más potente.
Se pueden emplear elementos individuales según
las figuras 1 ó 2, por ejemplo, para "rellenar" y bloquear
cajas de escaleras, pasillos de casas, locales o similares. Por el
contrario, la figura 3 ilustra en una representación en perspectiva
una barrera 10 inhibidora de movimiento con una pluralidad de
elementos individuales 12 unidos uno con otro, yuxtapuestos y
superpuestos, para formar un obstáculo grande a manera de valla o
muro, los cuales se han dibujado en la figura 3 en el estado activo
de gran volumen. Con este obstáculo grande se pueden materializar
volúmenes de varios centenares de metros cúbicos para obtener, por
ejemplo, barreras de carreteras, muros de protección alrededor de
plazas o alrededor de instalaciones amenazadas, etc. Estos
obstáculos grandes pueden comprimirse, plegarse o enrollarse
también con un volumen pequeño en el estado de almacenamiento, con
lo que presentan solamente una reducida demanda de espacio en el
estado de almacenamiento inactivo empaquetado.
Por tanto, dado que los elementos de muelle 18
formados de manera conveniente por segmentos de alambre 20 dotados
preferiblemente de elasticidad de muelle tienden, al aumentar el
espesor, es decir, al aumentar el diámetro del alambre, a formar
codos permanentes por deformación plástica, y los puntos de unión de
más de dos segmentos de alambre 20 que no están situados en un
plano no se pueden comprimir en ningún caso sin formación de codos,
en la ejecución del elemento individual 12 según la figura 1 los
segmentos de alambre 20 no están unidos uno con otro en el centro
del paralelepípedo, aun cuando esto sería en sí deseable por motivos
de rigidez. En la ejecución según la figura 2 resulta de esto que
en los vértices del paralelepípedo están unidos como máximo dos
elementos de muelle 18 uno con otro. En consecuencia, se pueden
abarcar como máximo cuatro y nos los seis lados del paralelepípedo
con ayuda de segmentos de alambre 20 dispuestos en diagonales
superficiales. Para el obstáculo grande según la figura 3 resulta
de lo anterior que los cuatro segmentos de alambre exteriores o los
ocho segmentos de alambre interiores 20 que han de unirse en un
vértice del paralelepípedo se colocan paralelos en el respectivo
punto de unión. Resultan de esto unos segmentos de alambre 20 de
forma de cuadrante de círculo en los elementos individuales 12, tal
como puede apreciarse en la figura 4.
En los elementos individuales 12 según la figura
1 o según la figura 2 es necesario siempre un número correspondiente
de elementos de muelle 18 para abarcar la forma paralelepipédica
deseada. La estructura de tales elementos individuales 12 no es
crítica. Sin embargo, hay que dimensionar el tamaño de los elementos
individuales 12, la altura de relleno deseada y el grosor del
alambre de los elementos de muelle 18 de tal manera que los
elementos individuales se desplieguen con suficiente seguridad
desde el estado de almacenamiento de pequeño volumen al estado
activo de gran volumen. En el caso de obstáculos grandes
constituidos por un gran número de elementos 12 según la figura 3,
es suficiente en ciertas circunstancias, con un dimensionamiento
adecuado, un elemento de muelle 18 por cada elemento individual 12,
tal como se ha explicado más arriba en unión de la figura 4.
La aportación de fuerza de un segmento de
alambre 20 de forma de cuadrante de círculo (véase la figura 4)
durante el despliegue o la compresión no puede ser calculada
ciertamente por vía analítica, pero se realiza aquí un cálculo de
elementos finitos que se basa en calcular la fuerza F en función del
espacio S, puesto que, aun cuando hay que tratar un problema
puramente elástico, se tiene que realizar un cálculo no lineal a
causa de los desplazamientos relativamente grandes que se presentan.
El cálculo de elementos finitos arroja, por ejemplo, el resultado
de que por cada segmento de alambre 20 con un diámetro del alambre d
= 0,1 mm se obtiene, para un espacio S = 100 mm, una contribución
máxima a la fuerza de levantamiento de 5 x 10^{-4} N. Una
estimación con esta cuantía de la fuerza de levantamiento arroja el
resultado de que con esta fuerza de levantamiento no se pueden
construir obstáculos que se desplieguen por sí solos con seguridad
suficiente. Por este motivo, se pretensa elásticamente el segmento
de alambre 20, por ejemplo con un factor 5. La evolución de fuerza
F resultante de esto es entonces suficiente para levantar
obstáculos.
Con las condiciones marginales anteriormente
descritas es posible una estimación de valores paramétricos para un
obstáculo grande, tal como este se ha representado, por ejemplo, en
la figura 3. En este caso, en función del diámetro de segmentos de
alambre elásticos 20, se calculan los tamaños de los elementos
individuales 12, el peso total de un obstáculo grande, por ejemplo
con un volumen activo de 200 m^{3}, su volumen de empaquetamiento
y el factor de expansión durante el despliegue. Las variaciones de
parámetros realizadas en los cálculos son el número de elementos de
muelle 18 por elemento individual 12, el factor de pretensado de los
segmentos de alambre 20 y la altura total del obstáculo deseado. El
tamaño abarcable de los elementos individuales 12 se incrementa al
aumentar el diámetro del alambre. Los parámetros a utilizar en la
práctica están situados, para tamaños de elemento comprendidos
entre aproximadamente 75 mm y 200 mm, en diámetros de alambre entre
aproximadamente 0,15 mm y 0,6 mm. Un aumento del pretensado de los
segmentos de alambre 20 admite tanto mayores elementos individuales
12 como una menor altura total a abarcar del obstáculo grande. Un
incremento del número de elementos de alambre 20 apenas posee
influencia, ya que con estos tendría que abarcarse también un peso
total mayor.
Se puede demostrar que se pueden construir
obstáculos grandes de peso correspondientemente más ligero con tan
sólo un segmento de alambre 20 por cada elemento individual 12. Un
aumento de la fuerza de pretensado de los segmentos de alambre 20
conduce tanto a un menor peso total como a una menor altura máxima.
Los obstáculos grandes con un segmento de alambre 20 por cada
elemento individual (véase la figura 4) muestran un mínimo de peso
para un diámetro del alambre de aproximadamente 0,35 mm y, por
tanto, un tamaño del elemento individual en torno a 100 mm para un
pretensado quíntuple o en torno a 130 mm para un pretensado décuple
con una altura de 2 m.
Resulta de lo anterior, por ejemplo, una
optimización del peso del obstáculo grande con un factor de
pretensado 10, una diámetro del alambre de 0,35 mm, un tamaño del
elemento de 165 mm y una altura de 1 m. El obstáculo grande
dimensionado de esta manera pesaría aproximadamente 26 kg para un
volumen de 200 m^{3}. Esto corresponde a 130 g por m^{3}. El
volumen de empaquetamiento del obstáculo grande asciende entonces a
aproximadamente 23 dm^{3}. Por tanto, el factor de expansión del
obstáculo grande del estado de almacenamiento empaquetado, es
decir, inactivo, al estado activo desplegado, es decir, de gran
volumen, estaría en 9000 para un ejemplo de realización de esta
clase.
Se sigue de lo anterior que se pueden
materializar barreras inhibidoras de movimiento, por ejemplo, a
partir de microfibras que puedan ser abarcadas por elementos de
alambre elásticos. Estas barreras inhibidoras de movimiento pueden
diseñarse de modo que se levanten ellas mismas desde el estado
empaquetado inactivo.
Barreras inhibidoras de movimiento según la
invención a base de microfibras con segmentos de alambre son, por
ejemplo, obstáculos para personas y vehículos ligeros, pudiendo
utilizarse fibras de alta resistencia. Éstas se disponen en redes y
se unen sólidamente en puntos de unión seleccionados, por ejemplo
por medio de materiales adhesivos.
El transporte de elementos individuales
empaquetados, tal como se han representado en las figuras 1 y 2,
puede efectuarse, por ejemplo, expulsándolos de botes o barriles.
Esta expulsión puede estar asistida por medios pirotécnicos. Los
obstáculos pueden transportarse también a lo largo de mayores
distancias como parte activa de un proyectil no letal. Esto puede
realizarse con ayuda de un lanzador limitador de la distancia. Otra
posibilidad consiste en introducir barreras inhibidoras según la
invención en un edificio cerrado o en un local cerrado. Esto puede
efectuarse, por ejemplo, según el principio de "puño
antibúnquer", en donde una precarga hueca explota en la pared
exterior produciendo una abertura a través de la cual la carga de
disparo posterior, que contiene las barreras inhibidoras de
movimiento a transportar, llega al local y expulsa allí dichas
barreras.
Obstáculos grandes extensos, es decir, manera de
vallas o muros, pueden ser colocados por personas o vehículos
desenrollándolos de un núcleo de rollo o de bobina. Para la
traslación de tales obstáculos grandes se puede utilizar también un
robot automóvil.
Los rellenos de elementos individuales como los
que se han dibujado en las figuras 1 y 2 son adecuados, por
ejemplo, para inmovilizar personas en edificios o locales o para
bloquear locales, pasillos, vías de escape o similares. Es
imaginable un refuerzo de la acción inhibidora cuando los elementos
individuales de una "carga" están sólidamente unidos unos con
otros por medio de trozos de fibra más largos. La utilización de
tales rellenos de elementos individuales puede efectuarse
pasivamente de tal manera que se bloqueen determinados locales o
zonas de locales. Sin embargo, es imaginable también cubrir personas
individuales o grupos de personas con tales barreras inhibidoras
que se despliegan en vuelo después de su expulsión de un soporte,
lanzador o proyectil portador, de modo que estas barreras conducen
de manera activa a que las personas o grupos de personas queden
enredados en las fibras. Asimismo, es imaginable una utilización en
forma de una "mina no letal" que expulsa barreras inhibidoras
de movimiento al aproximarse una persona o ser tocada por ella. Se
pueden colocar obstáculos grandes, por ejemplo, para bloquear
calles o plazas en caso de manifestaciones violentas o para proteger
objetos o grupos de personas. Con las barreras inhibidoras se
pueden bloquear calles y vías para personas y vehículos ligeros,
tales como bicicletas, motocicletas o similares. Asimismo, es
posible hacer que vías de agua y entradas de puerto resulten
intransitables para barcos, puesto que barreras inhibidoras de
fibras adecuadas se enrollan, por ejemplo, en las hélices de los
barcos y bloquean la propulsión.
- 10
- Barrera inhibidora de movimiento
- 12
- Elemento individual (de 10)
- 14
- Elementos de borde (de 12)
- 16
- Uniones pegadas (para 14)
- 18
- Elementos de muelle (de 12)
- 20
- Segmento de alambre (de 18).
Claims (13)
1. Barrera inhibidora de movimiento con al menos
un elemento individual (12) que puede ser levantado elásticamente
desde un estado de almacenamiento de pequeño volumen hasta un estado
activo de gran volumen, estando formado el/cada elemento individual
(12) por elementos de borde (14) unidos uno con otro,
caracterizada porque el al menos un elemento individual (12)
presenta, para su levantamiento elástico desde el estado de
almacenamiento de pequeño volumen hasta el estado activo de gran
volumen, unos elementos de muelle (18) que están unidos con los
elementos de borde (14).
2. Barrera inhibidora de movimiento según la
reivindicación 1, caracterizada porque los elementos de borde
(14) del al menos un elemento individual (12) forman, en el estado
activo de gran volumen, un paralelepípedo, y porque los elementos
de muelle (18) se extienden diagonalmente entre los vértices del
paralelepípedo y están unidos con éste.
3. Barrera inhibidora de movimiento según la
reivindicación 2, caracterizada porque los elementos de
muelle (18) se extienden en las diagonales espaciales del
paralelepípedo.
4. Barrera inhibidora de movimiento según la
reivindicación 2, caracterizada porque los elementos de
muelle (18) se extienden en las diagonales superficiales de la
envolvente del paralelepípedo.
5. Barrera inhibidora de movimiento según una de
las reivindicaciones 1 a 4, caracterizada porque los
elementos de borde (14) están formados por microalambres, fibras o
mazos de fibras.
6. Barrera inhibidora de movimiento según la
reivindicación 5, caracterizada porque los elementos de borde
(14) son combustibles o putrescibles.
7. Barrera inhibidora de movimiento según una de
las reivindicaciones 1 a 6, caracterizada porque los
elementos de muelle (18) contienen segmentos de alambre (20).
8. Barrera inhibidora de movimiento según la
reivindicación 7, caracterizada porque los segmentos de
alambre (20) están formados por alambres de acero de muelle de alta
resistencia.
9. Barrera inhibidora de movimiento según una de
las reivindicaciones 1 a 8, caracterizada porque el al menos
un elemento individual (12) o una pluralidad de elementos
individuales (12) yuxtapuestos y/o superpuestos uno con otro para
formar un obstáculo grande a manera de valla o de muro, en su estado
de almacenamiento, están comprimidos, plegados o enrollados con
pequeño volumen y en forma elástica dentro de un envase.
10. Barrera inhibidora de movimiento según la
reivindicación 9, caracterizada porque se pueden expulsar
elementos individuales (12), con asistencia pirotécnica, hacia
fuera de envases a manera de botes o barriles.
11. Barrera inhibidora de movimiento según la
reivindicación 9 ó 10, caracterizada porque se pueden
trasladar elementos individuales (12) a lo largo de distancias
bastante grandes como parte activa de proyectiles no letales por
medio de un lanzador limitador de la distancia.
12. Barrera inhibidora de movimiento según la
reivindicación 9, caracterizada porque se trasladan elementos
individuales (12) a la manera de un puño antibúnquer, conteniendo
la carga de disparo posterior los elementos individuales (12).
13. Barrera inhibidora de movimiento según una
de las reivindicaciones 1 a 9, caracterizada porque el
obstáculo grande constituido por una pluralidad de elementos
individuales (12) está arrollado sobre un núcleo de rollo o de
bobina.
Applications Claiming Priority (2)
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