ES2291632T3 - Estructura de sustrato particulado acondicionado y procedimiento para el acondicionamiento de sustrato particulado. - Google Patents

Abstract

Un sustrato particulado que comprende una base particulada (2) que sirve como un medio de cultivo que incluye materia vegetal en crecimiento (3) en una capa superficial (L) de la misma, un ánodo superior (6) que comprende un geosintético electrocinético generalmente plano dispuesto generalmente en horizontal en el interior de la base particulada (2) para colocarse en una capa superficial de la misma (L) en la proximidad de las raíces (5) de la materia vegetal en crecimiento (3), un cátodo inferior (8) dispuesto en el interior de la base particulada 82) generalmente por debajo de y paralelo al ánodo (6), medios para conectar una fuente de suministro eléctrico (11) entre el ánodo (6) y el cátodo (8) para aplicar una diferencia de potencial a entre ellos para dirigir un proceso electro-osmótico y por lo tanto para alterar el nivel de humedad en la proximidad del ánodo y además para generar oxígeno en el ánodo, controlar la presión del agua de los poros y descompactar la capa superficial del particulado.

Description

Estructura de sustrato particulado acondicionado y procedimiento para el acondicionamiento de sustrato particulado.

La invención se refiere a un procedimiento de acondicionamiento de un sustrato particulado tal como una estructura de cultivo para controlar y optimizar las propiedades de la capa superficial, por ejemplo, las condiciones de cultivo para materia vegetal que crece en la superficie del mismo. La invención también se refiere a una estructura de sustrato particulado que incorpora construcciones y adaptaciones para efectuar tal acondicionamiento. La invención se refiere en particular a un procedimiento y construcción de césped acondicionada natural para un campo de juego de deportes y similares, o a un procedimiento y construcción de medio de cultivo agrícola acondicionado.

En cualquier medio de cultivo, tal como suelo o una estructura similar, que se usa para cultivar materia vegetal en una capa superficial del mismo, el control de varias propiedades en la capa superficial, y en particular en la proximidad de las raíces de la materia vegetal en crecimiento es de vital importancia para el proceso de crecimiento. Si la materia vegetal crece en absoluto, las tasas de crecimiento, la consistencia de la cubierta del suelo, la resistencia y la robustez de las plantas, el rendimiento, etc. son todos críticamente dependientes de varios factores relacionados con el suelo u otro medio de cultivo.

El control de la humedad y de la composición de la atmósfera del suelo alrededor de las raíces es de la importancia más significativa. En muchos casos esto puede conllevar la necesidad de proporcionar un drenaje adecuado. En otras circunstancias, puede ser deseable una capacidad de aumentar la humedad en las raíces, por ejemplo, con alguna forma de irrigación activa. El agua, junto con la temperatura y la luz, que normalmente son suministradas por el ambiente exterior, es el factor individual más crítico que se puede controlar para optimizar las condiciones de cultivo. No obstante, una serie de otros factores pueden tener un aporte significativo sobre el crecimiento de la materia vegetal.

En particular, puede ser deseable acondicionar el área adyacente a las raíces de una serie de formas diferentes, por ejemplo, para asegurar un suministro adecuado de oxígeno, para controlar el pH, para descompactar el suelo, para retener nutrientes, para controlar la temperatura y/o para prevenir la congelación de la capa superficial, etc.

Se pueden aplicar consideraciones similares en relación con sustratos particulados diferentes a los medios de cultivo, tales como se pueden proporcionar para campos de deporte y recreativos, por ejemplo pistas de tenis de tierra y similares. El drenaje y el control de la humedad de la capa superficial son de nuevo críticos, tal como lo es el control de la compactación de la capa superficial.

Se han propuesto varias estructuras de drenaje con diferentes grados de complejidad.

En la forma más simple, las estructuras de drenaje establecidas comprenden simplemente estructuras que proporcionan una ruta física lista para que el agua se drene, quizá a través de conductos, canales o similares en el interior de la estructura por debajo de la superficie del suelo. Tales estructuras son sólo adecuadas con limitaciones.

El uso de materiales geosintéticos para los propósitos de refuerzo o drenaje es también de práctica establecida. Los geosintéticos, también conocidos como y a veces denominados geotextiles se denominan típicamente por su función principal para cualquier aplicación particular y dado que esencialmente hay cinco funciones principales, hay cinco tipos de geotextiles. Estas son filtración, separación, membrana, drenaje y flujo en plano, y geosintéticos de refuerzo. Los geosintéticos en particular proporcionan un drenaje y refuerzo mejorados de un material de sustrato tal como el medio de cultivo al que se aplica la presente invención.

Las estructuras básicas de drenaje de geosintéticos han comprendido un núcleo de plástico alargado de material geosintético, normalmente rodeado por un material de filtro y/o soporte por un material de refuerzo. El material de núcleo está configurado, por ejemplo proporcionando corrugaciones adecuadas o usando una estructura de tipo malla, para definir una serie de canales alargados para conducir fluido. El agua es libre para pasar a través de los materiales de filtro y/o refuerzo en estas corrugaciones. El suelo se puede drenar de forma activa más que pasiva mediante la aplicación de una carga de sobrecarga para forzar el agua a través de estos canales. Consideraciones similares se aplican a los drenajes verticales y horizontales.

El documento GB 2301311 se refiere a mejoras en geosintéticos e introduce geosintéticos electrocinéticos (denominados a partir de ahora EKG, por sus siglas en inglés). Los EKG son geosintéticos o geotextiles eléctricamente conductores que ofrecen un rendimiento potenciado respecto a los geosintéticos no conductores. Este documento de la técnica anterior describe estructuras de EKG incluyendo capas de drenaje y geosintéticos de refuerzo cosidas junto con fibras conductoras. El material de refuerzo y/o drenaje también puede ser conductor.

Los EKG, además de proporcionar filtración, drenaje y refuerzo, pueden potenciarse mediante técnicas electrocinéticas para el transporte de agua y por lo tanto para el drenaje. La capacidad de los fenómenos electrocinéticos para mover agua, partículas cargadas e iones libres a través de sustrato de grano fino de baja permeabilidad está establecida.

Hay cinco fenómenos electrocinéticos principales: potencial de corriente, potencial de sedimentación, electro-ósmosis, migración iónica y electroforesis. Los dos primeros de estos fenómenos se refieren a la generación de potencial eléctrico debido al movimiento de cargas y partículas cargadas, respectivamente. Los tres restantes se refieren a los mecanismos de transporte desarrollados tras la aplicación de un campo eléctrico a lo largo de una masa de sustrato. De estos, la electro-ósmosis es el más significativo para la explotación de EKG en drenaje.

Se aplica un campo eléctrico a lo largo de una masa de sustrato usando EKG o electrodos convencionales. Los cationes son atraídos hacia el cátodo y los aniones hacia el ánodo. En la electro-ósmosis, mientras los iones migran, llevan consigo su agua de hidratación y ejercen una fuerza de rozamiento sobre el agua a su alrededor. Por lo tanto, hay un flujo de agua tanto en al ánodo como en el cátodo y en el interior del material entremedias. Con el fin de mantener una neutralidad de cargas, no obstante, hay más cationes que aniones en el fluido de poro del sustrato. Por lo tanto, hay un flujo neto de agua hacia el cátodo, que se puede usar para dirigir un proceso de drenaje más activo. Este flujo electro-osmótico depende del gradiente de voltaje aplicado y de la permeabilidad electro-osmótica del sustrato.

El documento WO 02-02875 describe varis estructuras para el drenaje y la consolidación de un sustrato particulado, por ejemplo, incluyendo un ánodo y un cátodo dispuestos horizontalmente en el interior de la masa del sustrato, y un medio para dirigir una diferencia de potencial a través del mismo para dirigir un drenaje electro-osmótico y un procedimiento de consolidación.

El documento US 4678554 describe un sustrato particulado que incorpora una malla de elementos de electrodo para dirigir un procedimiento de drenaje en el interior del sustrato.

Por lo tanto, en la técnica anterior se conoce una serie de procedimientos de drenaje. No obstante, el control de la humedad no es el único problema. Es importante el control de otras condiciones de la capa superficial y en particular el control de la compactación. Por ejemplo, cuando el sustrato es un medio de cultivo, el crecimiento óptimo depende también del control del volumen del medio de cultivo en la proximidad de las raíces en particular, para prevenir y/o aliviar la compactación, asegurar un suministro de oxígeno adecuado a las raíces, controlar el pH del medio de cultivo, controlar la temperatura del medio, etc.

La compactación es un problema particular en relación con estructuras de césped, por ejemplo, campos de deportes, superficies de exposiciones, etc. Incluso cuando se usan sistemas por lo demás relativamente avanzados tecnológicamente, la compactación generalmente se trata de la forma física tradicional, aplicando una fuerza física de descompactación a la superficie mediante clavos o similares. El tratamiento con clavos también airea la capa superficial para permitir que el oxígeno alcance las raíces. El procedimiento es laborioso y lleva tiempo y puede aplicar un esfuerzo de compactación en sí mismo. Por lo tanto, no es ideal.

El control de la temperatura se puede llevar a cabo mediante calefacción por suelo radiante, en la que conductos en el interior de la estructura del suelo portan un material a temperatura elevada que se hace circular para aumentar la temperatura en sus alrededores inmediatos. Una solución de este tipo no es ideal. En particular, el calentamiento tiende a no ser uniforme, se pueden desarrollar zonas calientes, y esto puede ser perjudicial para un crecimiento homogéneo del césped.

El control del pH y de los niveles de nutrientes se lleva a cabo tradicionalmente mediante la adición de tratamientos químicos a la capa superior del medio de cultivo, que se dejan percolar a través mediante la acción de la lluvia o de un riego artificial.

Es un objeto de la presente invención proporcionar un procedimiento para acondicionar un medio de cultivo y un medio de cultivo con estructura incorporada para efectuar tal acondicionamiento que alivia algunas de todas las desventajas anteriores.

Es un objeto particular de la presente invención proporcionar un procedimiento para acondicionar un medio de cultivo y una estructura de medio de cultivo que sea eficaz y eficiente en el drenaje y/o control de la humedad en la capa superficial del medio de cultivo, pero que ofrezca funcionalidad adicional en relación a optimizar las condiciones de crecimiento en las raíces.

Se ha descubierto ahora sorprendentemente que un sistema basado en EKG con estructuras, controles y parámetros operacionales adecuados puede proporcionar muchas de estas funciones extraordinarias además de la función de drenaje reconocida en la técnica anterior de una forma admirable.

Por lo tanto, según la presente invención, en su primer aspecto se proporciona una estructura de sustrato particulado según la reivindicación 1.

La estructura está diseñada particularmente para su uso dirigiendo el drenaje, en el que el electrodo superior funciona como un ánodo. Como consecuencia, el electrodo inferior, adaptado para funcionar normalmente como un cátodo es preferiblemente también un geosintético electrocinético, y es en particular un drenaje electrocinético geosintético. No obstante, la disposición confiere funcionalidad extraordinaria significativa sobre los sistemas de la técnica anterior que usan cátodo de drenaje EKG, incluso cuando se dirige de esta forma convencional, y también en permitir que la polaridad de revierta para un control activo total de la humedad y otras propiedades en la capa superficial.

En uso como un drenaje con el electrodo inferior como un cátodo de drenaje, la humedad es dirigida mediante electro-ósmosis hacia el cátodo inferior para ser drenada hacia fuera. No obstante, el sistema de electrodos se acciona con suficiente diferencia de potencial para asegurarse de que se genera un gas (en este modo de operación, oxígeno, pero con la polaridad revertida, hidrógeno) en el electrodo superior, y por lo tanto, se genera en la capa superficial.

Esto proporciona una ventaja adicional significativa, dado que la generación de cualquier gas conducirá a la descompactación del sustrato particulado para controlar el volumen en la capa superficial. Esto es valioso en particular cuando el sustrato particulado se usa para cultivar materia vegetal en concreto. No sólo se pone a disposición oxígeno, que probablemente ayudará en el proceso de crecimiento, sino que la descompactación en sí misma ayuda a mantener condiciones aeróbicas en la zona de las raíces y por lo tanto ayuda en la descomposición de materia orgánica, que ayudará en el ciclo de los nutrientes y ayudará a evitar la generación de condiciones tóxicas asociadas con la anoxia, tales como una "capa negra". No obstante, el control de la compactación superficial, y por lo tanto de las propiedades físicas superficiales puede ser deseable también para otros sustratos, por ejemplo, campos de deporte basados en tierra, tales como pistas de tenis.

Una ventaja adicional de la presente invención es que, dado que el ánodo es un EKG, puede desempeñar un papel de refuerzo así como un papel meramente eléctrico.

Una ventaja adicional de la invención es que se puede usar para controlar el pH de la capa superficial. Por ejemplo, se sabe que las condiciones óptimas para el césped están alrededor de un pH de 5,5 a 6,5. Por lo tanto, la reacción electro-osmótica se puede dirigir para mantener tal pH, eliminando la necesidad de tratamientos químicos específicos para llevar a cabo tal control.

La referencia en el presente documento a un medio de cultivo es a cualquier medio sólido particulado en el que se puede cultivar materia vegetal, incluyendo suelo natural o artificial, suelo arcilloso, tierra, material molido o mezclas similares, en las que el control de la humedad es necesario para optimizar el crecimiento.

El electrodo superior se dispone en la proximidad del lugar donde se ubicarán las raíces y es un geosintético electrocinético seleccionado para ser generalmente plano. El EKG puede tomar la forma de una malla, lámina, serie de tiras o cualquier otra estructura para conformar una extensión generalmente plana. Yace en general en horizontal a la superficie, tanto permitiendo el control de la humedad en la superficie en la proximidad de las raíces mediante electro-ósmosis como generando y desarrollando gas en el electrodo superior (O_{2} o H_{2}, dependiendo de si el electrodo superior está funcionando como un ánodo o como un cátodo), lo cual conjuntamente con el control de la presión del agua de los poros puede producir un efecto de descompactación.

El electrodo superior está preferiblemente además adaptado para desempeñar un papel de refuerzo en la capa superficial superior del medio de cultivo u otro sustrato particulado, por ejemplo para anclar las raíces de la materia vegetal en crecimiento y/o actuar como una capa de soporte para una capa superior, por ejemplo, cuando la capa superior es extraíble. En una forma de realización, cuando la capa superior es césped o similar, el EKG del electrodo superior puede servir entonces como una capa de refuerzo de soporte durante el transporte del césped, y como una capa de refuerzo de anclaje de las raíces cuando se coloque in situ, además de la función de electrodo.

El material geosintético conductor puede tener cualquier composición adecuada para otorgar propiedades conductoras. Por ejemplo, el material geosintético conductor puede comprender un geosintético en general inherentemente no conductor asociado con al menos un elemento conductor para producir un material geosintético conductor compuesto. Como alternativa, el material geosintético puede ser inherentemente conductor, por ejemplo, cargándolo con partículas conductoras. Tal material geosintético inherentemente conductor puede asociarse además con al menos un elemento conductor separado, para proporcionar un geosintético conductor compuesto.

En una alternativa, el electrodo superior plano comprende una o más estructuras de EKG que comprenden material geosintético conductor en el que el material geosintético conductor comprende una estructura de malla abierta.

La estructura de EKG consiste por lo tanto esencialmente sólo en material geosintético en una estructura de malla abierta, de forma opcional inherentemente conductor y/o asociado con uno o más elementos conductores, proporcionados íntegramente con o asociados con la estructura de malla abierta.

La malla geosintética conductora en una forma de realización simple puede comprender una malla generalmente plana, con la estructura de EKG en sí misma que comprende una o más de dichas mallas planas. Como alternativa, la malla geosintética conductora puede estar corrugada o puede formar una estructura de malla encerrad que define cualquier forma sólida, tal como una esfera, elipsoide, paralelepípedo, cubo o cono. Una estructura particularmente preferida es una estructura de manguito abierto.

En otra alternativa, el electrodo superior comprende una o más estructuras de EKG que comprenden material de lámina, por ejemplo material estructural no conductor, tal como material de tela tejida o no tejida, que tenga un patrón de elementos conductores incorporados en el mismo, por ejemplo, que comprenda cuerdas conductoras, alambres o similares, tejidos o cosidos a la lámina.

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En una alternativa adicional, el electrodo superior comprende una lámina de material inherentemente conductor, por ejemplo, un material polimérico cargado con carbono.

Para el electrodo inferior se puede usar cualquier material adecuado. El electrodo inferior podría ser cualquier conductor con drenaje asociado par eliminar agua acumulada cuando el electrodo está actuando como un cátodo. En particular, el electrodo inferior comprende un drenaje conductor y es preferiblemente un geosintético electrocinético, y en particular es un drenaje geosintético electrocinético de tipo conocido. Los EKG como se han descrito anteriormente u otros de configuraciones adecuadas serán evidentes por sí mismos.

El electrodo inferior no tiene que ser plano en sí mismo, sino que se puede proporcionar una serie dispuesta generalmente bajo el electrodo superior y paralelamente a él para cubrir toda el área.

Los materiales geosintéticos adecuados serán familiares para aquellos expertos en la materia. Estos incluirán materiales poliméricos tales como polietileno, polipropileno, PVC, ciertos poliésteres y similares, y fibras de carbono. Los materiales geosintéticos también se pueden hacer conductores proporcionando elementos conductores separados y/o cargando con material conductor.

Tales elementos conductores se pueden proporcionar en cualquier material conductor conocido. Por ejemplo, los elementos conductores pueden ser metálicos puros o compuestos, tales como metales o polvos metálicos (acero, cobre) dispersos en vehículos sólidos adecuados, o no metálicos conductores, tales como carbono, un polímero conductor o compuesto de los mismos.

De forma conveniente, el elemento conductor comprende material conductor no metálico. Tal material es por definición menos propenso a la corrosión que el material metálico. Más preferiblemente, el elemento conductor comprende material polimérico conductor no metálico. Como alternativa, el elemento conductor comprende material metálico y está completamente rodeado por una capa externa de geosintético preferiblemente conductor no metálico. Es probable que ambos prolonguen la vida in situ.

Un EKG particularmente preferido plano es como se describe en el documento PCT/GB01/02915.

En una forma de realización adicional de la invención, las propiedades del electrodo superior se preseleccionan en combinación con la diferencia de potencial aplicada de forma que generen calentamiento por resistencia en el electrodo superior. Esto aporta funcionalidad adicional a un par de electrodos dispuestos de acuerdo con este procedimiento. El calentamiento por resistencia no es necesariamente la forma más eficaz o eficiente de controlar la temperatura de la superficie y se desea el calentamiento de la superficie en particular por ejemplo para prevenir la congelación de la capa superficial, una forma adicional de calentamiento, dispuesta en el interior de la estructura del suelo o aplicada a la superficie desde arriba, es probable que sea el modo principal de control de temperatura. No obstante, un grado de calentamiento adicional mediante calentamiento por resistencia es una característica adicional eficaz de la presente invención.

La estructura comprende además preferiblemente conexiones adecuadas para conectar los electrodos a un suministro eléctrico. La conexión puede ser cualquier conexión conocida en la técnica para conectar cables o para conectar un cable y un electrodo con forma conductora. Preferiblemente, la conexión se aísla para prevenir la degradación por corrosión debido a la presencia de agua, por ejemplo, sumergiéndola en resina o encerrándola en el interior de una caja de aislamiento. Preferiblemente, una pluralidad de conexiones tienen continuidad eléctrica similar y presentar similar resistencia, asegurando una potencia uniforma y pérdidas de potencial mínimas a lo largo del sistema de electro-ósmosis. Si se requiere calefacción eléctrica resistiva, en ausencia de cualquier efecto electro-osmótico, el suministro eléctrico puede estar configurado para suministrar una CA o campo eléctrico pulsado de polaridad normal e inversa.

La estructura comprende además preferiblemente un suministro eléctrico para aplicar una diferencia de potencial entre los electrodos. Preferiblemente, el suministro es controlable para permitir que el suministro se desconecte cuando no se requiere su acción y/o para permitir que se modifique la diferencia de potencial de acuerdo con requerimientos operacionales variables y/o para permitir que la polaridad sea reversible de tal forma que el electrodo superior pueda funcionar tanto como un ánodo, siendo dirigida el agua electro-osmóticamente hacia el cátodo inferior para reducir el contenido en humedad en las raíces de la materia vegetal en su interior, como también como un cátodo, siendo dirigida el agua electro-osmóticamente hacia las raíces, para incrementar el contenido en humedad, y/o aumentar la presión del agua de los poros para efectuar la descompactación del suelo.

Preferiblemente, la estructura comprende además un sistema de control que actúa sobre el suministro eléctrico para efectuar tal control. El sistema de control puede ser operable por parte del usuario y/o preprogramable. El sistema de control puede incorporar sensores asociados con el medio de cultivo para retroalimentar información referente a las condiciones en el interior del mismo e incorporar además medios de control que respondan a las señales de condición para efectuar controles apropiados sobre el suministro eléctrico en respuesta a ellas.

Por lo tanto, según una forma de realización particularmente preferida, la estructura comprende además uno o más conjuntos de dispositivos sensores, dispuestos en la proximidad de las raíces de la materia vegetal en crecimiento en uso, y adaptados para proporcionar información relativa a parámetros físicos y/o químicos en el interior del medio de cultivo que pueden ponerse a disposición en un sitio de control. Por ejemplo, en respuesta a señales variables de estos sensores, un usuario en el sitio de control puede alterar las condiciones de operación del sistema para mantener el parámetro observado en un intervalo deseado predeterminado.

De acuerdo con un aspecto adicional de la invención, se proporciona un procedimiento para acondicionar un sustrato particulado según la reivindicación 14.

En una forma de realización preferida del procedimiento, se aplica diferencia de potencial de tal forma que el electrodo superior actúa como un ánodo, el electrodo inferior actúa como un cátodo y el proceso actúa par dirigir humedad electro-osmóticamente hacia el electrodo inferior, alejándose de la proximidad de las raíces y genera oxígeno gaseoso en la proximidad del electrodo superior y en la proximidad de las raíces. Esto produce las funciones de drenaje, descompactación y aireación descritas anteriormente. Además, en esta forma de realización, la superficie superior puede compactarse para proporcionar una superficie más dura para efectuar una tracción aumentada o rebote de la pelota, si se desea.

En una forma de realización alternativa, el procedimiento también comprende aplicar una diferencia de potencial de tal forma que el electrodo superior actúa como un cátodo, el agua se dirige electro-osmóticamente hacia el electrodo superior, y en él se genera hidrógeno gaseoso, incrementando de esta forma en contenido en humedad en la proximidad de las raíces de la materia vegetal en crecimiento, y realizando también una función de descompactación mediante la generación de gas y aumentando la presión del agua de los poros en la matriz del suelo.

En un perfeccionamiento del procedimiento, para aplicar un tratamiento químico a la región superficial del medio de cultivo, por ejemplo, un fertilizante, acondicionador, herbicida, control de pH o similar, que comprende aplicar un tratamiento químico que tiene propiedades deseadas adecuadas a una superficie superior de la estructura particulada, aplicar agua sobre la superficie superior, operar el procedimiento como se ha descrito anteriormente, en el que el electrodo superior funciona como un ánodo y el electrodo inferior funciona como un cátodo para dirigir el agua y las especies de tratamiento químico electrocinéticamente a través del medio de cultivo u otra estructura particulada. Por lo tanto es posible tratar un medio de cultivo de forma activa con una especie química, antes que de forma pasiva aplicando una especie química y confiando en la lluvia/agua aplicada y la acción de la gravedad.

De acuerdo con un aspecto adicional de la invención, se proporciona un procedimiento para construir un sustrato particulado acondicionable según la reivindicación 17.

En una forma de realización, el procedimiento para construir el sustrato comprende la instalación de los electrodos in situ. En particular, el electrodo inferior se instala por dragado a través del sustrato usando un arado de zapa de forma familiar. El electrodo superior se instala retirando y reemplazando consiguientemente la capa superior del sustrato, por ejemplo en el caso de céspedes, enrollando y reemplazando consiguientemente una capa superior de césped.

En una forma de realización alternativa, el procedimiento para construir el sustrato acondicionable comprende ensamblar el medio de cultivo y los electrodos conjuntamente, proporcionándose una capa de base, y a continuación se coloca sobre ella el electrodo inferior que incluye un drenaje asociado, una capa de cuerpo de sustrato particulado, el electrodo superior y una capa superior de sustrato particulado. En particular, el sustrato comprende medio de cultivo que opcionalmente incluye materia vegetal en crecimiento. Por ejemplo, la capa superior comprende una capa de césped y la capa de césped incorpora habitualmente el electrodo superior como una capa de soporte a la misma.

La invención se describirá ahora a modo de ejemplo únicamente con referencia a las figuras 1-2 de los dibujos acompañantes, en los que:

la fig. 1 es una representación esquemática de una estructura de césped para un campo de deportes o similar que realiza los principios de la invención;

la fig. 2 es un ejemplo de material adecuado para el electrodo superior;

la fig. 3 es un ejemplo de un material alternativo para el electrodo superior.

En referencia a la figura 1, se muestra una estructura de césped para un campo de deportes o similar, que comprende un medio de cultivo (2) de suelo natural o artificial con hierba (3) que crece generalmente en la superficie (4) del mismo. Las raíces (5) de la hierba (3) se pueden observar creciendo hacia abajo en una capa superficial (L) del medio de cultivo (2) y es esta capa superficial en particular la que se desea que se acondicione para un rendimiento de cultivo óptimo.

Se proporcionan dos electrodos en el interior de la estructura de césped para aportar el potencial para el control electro-osmótico de las condiciones en el interior del suelo. Un electrodo superior (6) comprende un geosintético plano electrocinético, por ejemplo, del tipo ilustrado en las figuras 2 ó 3. Un electrodo inferior (8) comprende un drenaje electrocinético geosintético de diseño convencional.

El resto de la figura 1 ilustra el sistema de control de forma meramente esquemática. Una fuente de energía (11) aplica una diferencia de potencial entre los dos electrodos (6,8) para dirigir el proceso electro-osmótico. En funcionamiento normal, esta será tal que el electrodo superior (6) funciona como un ánodo y el electrodo inferior (8) funciona como un cátodo. Como resultado, el agua será dirigida hacia el electrodo inferior (8) para ser drenada al exterior de la forma usual. Además, y de forma significativa en relación con la presente invención, se generará oxígeno en la proximidad del electrodo superior (6), produciendo un efecto de descompactación en la capa superficial (L) y aireando las raíces (5).

El control de la fuente de energía (11) es por medio de una unidad de control (12), por ejemplo, una estación de control remoto. La unidad de control se opera mediante controles manuales (13) en el interior de un centro de control y/o mediante un sistema de control (14) automático preprogramado adecuado.

Se proporciona un conjunto de sensores (17) en la proximidad de las raíces (5) para monitorizar las condiciones en la capa superficial (L). Se puede monitorizar cualquier parámetro relevante. Estos parámetros se pueden visualizar en un centro de control en la unidad de visualización (16) para permitir que un usuario haga cualquier ajuste necesario de la operación del sistema y/o pasarse a un comparador (15) que compara con datos predeterminados almacenados en el controlador automático (14) y hace que actúe sobre la unidad de control (12) para asegurar que las condiciones se mantienen en un parámetro deseado preseleccionado.

Como se ha observado, la presente invención confiere una serie de funcionalidades a la estructura, incluyendo desagüe, aireación, descompactación, control del pH y calefacción resistiva. Los parámetros relacionados con cualquiera de todos estos se pueden monitorizar y controlar la condición del suelo de acuerdo con esto de la forma anterior.

Un material electrocinético geosintético preferido para el electrodo superior se muestra en la figura 2. Se muestra una parte del electrodo (6) que comprende una estructura de malla. La malla comprende un primer conjunto de miembros de EKG paralelos (21) y un segundo conjunto de miembros de EKG paralelos (22) que se solapan y dispuestos para producir una estructura romboidal de malla con aberturas (23). El material de la malla comprende elementos de núcleo conductores (24) que en este ejemplo son de acero inoxidable, encerrados en una capa externa conductora geosintética (25), que en este ejemplo es un material polimérico cargado con carbono. Esta disposición particular en sándwich produce una buena resistencia al entorno in situ en el suelo.

En la figura 3 se muestra una disposición alternativa para el electrodo superior (6) plano. En este caso, la base del electrodo es una lámina de tela no conductora (31) que sirve para dar estructura al EKG y un grado de refuerzo a la capa superficial superior. La lámina es preferiblemente de tela tejida o no tejida polimérica, adaptada para resistir a la degradación ambiental in situ en el suelo. Los elementos conductores toman la forma de fibras de acero inoxidable (32) clavadas en la lámina (31), de nuevo en una matriz generalmente romboidal, para proporcional una estructura de EKG plana.

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Referencias citadas en la descripción Esta lista de referencias citadas por los solicitantes es sólo para comodidad del lector. No forma parte del documento de patente Europea. A pesar de haberse puesto un gran cuidad al recopilar las referencias, no se pueden excluir errores u omisiones y la OEP se exime de cualquier responsabilidad a este respecto. Documentos de patente citados en la descripción

\bullet GB 2301311 A

\bullet WO 0202875 A

\bullet US 4678554 A

\bullet GB 0102915 W

Claims (20)

1. Un sustrato particulado que comprende una base particulada (2) que sirve como un medio de cultivo que incluye materia vegetal en crecimiento (3) en una capa superficial (L) de la misma, un ánodo superior (6) que comprende un geosintético electrocinético generalmente plano dispuesto generalmente en horizontal en el interior de la base particulada (2) para colocarse en una capa superficial de la misma (L) en la proximidad de las raíces (5) de la materia vegetal en crecimiento (3), un cátodo inferior (8) dispuesto en el interior de la base particulada 82) generalmente por debajo de y paralelo al ánodo (6), medios para conectar una fuente de suministro eléctrico (11) entre el ánodo (6) y el cátodo (8) para aplicar una diferencia de potencial a entre ellos para dirigir un proceso electro-osmótico y por lo tanto para alterar el nivel de humedad en la proximidad del ánodo y además para generar oxígeno en el ánodo, controlar la presión del agua de los poros y descompactar la capa superficial del particulado.

2. La estructura de la reivindicación 1, en la que el cátodo (8) se proporciona en asociación con un drenaje.

3. La estructura de la reivindicación 2, en la que el cátodo (8) es un drenaje geosintético electrocinético.

4. La estructura de cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en la que el ánodo (6) es un geosintético electrocinético generalmente plano que toma la forma de una malla, lámina, serie de tiras u otra estructura para formar una extensión generalmente plana.

5. La estructura de cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en la que el ánodo está además adaptado para desempeñar un papel de refuerzo en la capa superficial superior del sustrato particulado.

6. La estructura de la reivindicación 5, en la que el ánodo sirve para anclar las raíces de la materia vegetal que crece en una superficie del sustrato particulado.

7. La estructura de cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en la que el ánodo plano comprende una o más estructuras de EKG, que comprenden material geosintético conductor, en la que el material geosintético conductor comprende una estructura de malla abierta.

8. La estructura de la reivindicación 7, en la que la malla geosintética conductora comprende una malla generalmente plana, comprendiendo la propia estructura de EKG una o más de tales mallas planas.

9. La estructura de una de las reivindicaciones 1 a 6, en la que el ánodo plano comprende una o más estructuras de EKG que comprenden material de lámina, por ejemplo, material estructural no conductor, tal como material de tela tejida o no tejida, que tiene un patrón de elementos conductores incorporado en el mismo, comprendiendo por ejemplo hilos, alambres conductores o similares, tejidos o cosidos en la lámina.

10. La estructura de una de las reivindicaciones 1 a 6, en la que el ánodo plano comprende una lámina de material inherentemente conductor, por ejemplo, material polimérico cargado con carbono.

11. La estructura de cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en la que las propiedades del ánodo se preseleccionan en combinación con la diferencia de potencial aplicada de tal forma que se genere calentamiento por resistencia en el electrodo superior en uso.

12. La estructura de cualquiera de las reivindicaciones precedentes, que comprende además un suministro eléctrico para aplicar una diferencia de potencial entre los electrodos, conexiones adecuadas para conectar los electrodos al suministro eléctrico y un sistema de control para controlar el suministro de acuerdo con requerimientos operacionales variables.

13. La estructura de la reivindicación 12, que comprende además como parte del sistema de control, sensores proporcionados en asociación con el sustrato particulado para retroalimentar señales de condición al sistema de control concernientes a las condiciones en el interior del mismo e incorpora además medios de control que responden a las señales de condición para efectuar controles apropiados sobre el suministro eléctrico en respuesta a las mismas.

14. Un procedimiento para acondicionar un medio de cultivo de sustrato particulado (2) que tienen materia vegetal (3) creciendo en una capa superficial (L) del mismo que comprende disponer un ánodo (6) que comprende un geosintético electrocinético generalmente plano en horizontal en una capa superficial del mismo en la proximidad de las raíces (5) de la materia vegetal (3), disponer un cátodo (8) generalmente por debajo de y en paralelo al ánodo (6), aplicar una diferencia de potencial entre los dos electrodos de tal forma que se dirija un proceso electro-osmótico y por lo tanto actuar para dirigir la humedad electro-osmóticamente hacia el cátodo fuera de la proximidad de las raíces y además para generar oxígeno gaseoso en la proximidad del ánodo, controlar la presión del agua de los poros y descompactar la capa superficial del particulado.

15. El procedimiento de la reivindicación 13 ó 14, que comprende además asociar el cátodo (8) con un drenaje.

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16. El procedimiento de una de las reivindicaciones 13 a 15, que comprende además la etapa de aplicar un tratamiento químico que tiene propiedades deseadas adecuadas a una superficie superior de la estructura, aplicar agua a la superficie superior del sustrato particulado, aplicar la diferencia de potencial para drenar el agua y las especies del tratamiento químico electrocinéticamente a través del sustrato.

17. Un procedimiento para construir una estructura de sustrato particulado acondicionable que comprende proporcionar un sustrato particulado adecuado (2), disponer un ánodo (6) que comprende un geosintético electrocinético generalmente plano generalmente en horizontal en una capa superior del mismo (L) en la proximidad de las raíces (5) de materia vegetal (3) que crece en la dicha capa superior (L), disponer un cátodo inferior (8) generalmente por debajo y en paralelo al ánodo (6), preferiblemente en asociación con un drenaje.

18. El procedimiento de la reivindicaciones 17, que comprende la instalación de los electrodos a un sustrato particulado in situ.

19. El procedimiento de la reivindicación 18 en el que el electrodo inferior se instala por dragado a través del sustrato in situ usando un arado de zapa y el electrodo superior se instala eliminando y reemplazando a continuación la capa superior del sustrato.

20. El procedimiento de la reivindicación 17, que comprende ensamblar medio de cultivo y electrodos juntos, en el que se proporciona una capa de base, y secuencialmente se coloca sobre ella el electrodo inferir que incluye un drenaje asociado, una capa de cuerpo de sustrato particulado y una capa superior de sustrato particulado.