ES2295512T3 - Sistema de drenaje de canal ancho. - Google Patents
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Abstract
Un tramo (2) de canal de drenaje que comprende una porción (6) de tubería que se extiende longitudinalmente, una pluralidad de salientes (22) huecos espaciados longitudinalmente que comunican con la porción (6) de tubería y un canal (24) longitudinal, en el cual dicho canal (24) longitudinal está soportado por dichos salientes (22), caracterizado porque comunica con los salientes (22) y define una ranura (26) longitudinal que se sitúa durante el uso en una superficie a drenar.
Description
Sistema de drenaje de canal ancho.
El presente invento se refiere a sistemas de
drenaje por canales y, más en concreto, a canales de gran capacidad
a los que se hace referencia típicamente como sistemas de drenaje de
canal ancho.
Se necesitan canales de drenaje robustos con una
gran capacidad hidráulica para el drenaje de superficies en grandes
áreas tales como centros de distribución, aparcamientos y
aeropuertos.
Hodkin & Jones Sheffield Ltd. proporcionan
un sistema de drenaje de este tipo que se describe en el documento
GB-A-2 229 212. Este documento
proporciona un elemento de canal abierto fabricado de hormigón
reforzado con fibra de vidrio, el cual se ancla en el interior de
un relleno de hormigón que rodea al canal durante el uso por medio
de un armazón de barras de refuerzo. Este tipo de elemento de canal
está pensado para ser utilizado con una tapa independiente. Como se
describe en los documentos GB-A-2
316 428 y GB-A-2 347 707 (Hodkin
& Jones), la tapa proporciona varios salientes que terminan en
ranuras que se extienden en dirección transversal a la dirección
del canal en la superficie. El agua entra en el canal a través de
estas ranuras transversales. La eficiencia hidráulica de las anchas
ranuras transversales en recoger el agua procedente de la superficie
no es grande. En situaciones de tormenta el agua puede ser
arrastrada por encima de las ranuras.
En la instalación de sistemas de este tipo se
encuentran varios problemas técnicos.
Con el sistema de Hodkin & Jones, estos
problemas se crean por la necesidad de alinear las tapas sobre los
canales y de garantizar que la parte superior de la tapa queda
alineada con el nivel final de la superficie. El documento
GB-A-2 316 428 sugiere que,
conformando la tapa y el canal en una única unidad, se evitan los
problemas de situar la tapa con respecto al canal a pie de obra. Sin
embargo, aparte de sugerir que la tapa independiente de hormigón y
el canal estén unidos entre sí, no existen enseñanzas sobre cómo se
podría conseguir una unidad única.
Este tipo de canal de drenaje está pensado para
su uso en áreas en las que existe una pesada carga superficial
procedente de vehículos. Por lo tanto, es necesario prever el
refuerzo de la losa de hormigón que cubre el canal. En el sistema
propuesto por Hodkin & Jones Sheffield Ltd., el refuerzo de la
losa lo proporciona una red de barras de refuerzo, suministradas
por el propio fabricante, especialmente diseñada, la cual está
conformada para trabajar en conjunto con los salientes de la tapa.
Ésta es una solución relativamente cara.
En el documento
GB-A-1 456 021 (Chatham De Leeuw
Ltd.) se describe un diseño alternativo de sistema de drenaje. Este
documento describe una tubería que tiene una serie de tubos, cada
uno de ellos dispuesto para proyectarse hacia arriba desde la
tubería hasta un punto por encima del nivel de la superficie y que
se abren al interior de la tubería para el flujo de drenaje. A
continuación, se coloca material por encima de la tubería, con los
extremos superiores de los tubos sobresaliendo de la superficie. Los
tubos están moldeados con extremos cerrados que se cortan
posteriormente para exponer agujeros de drenaje. Un sistema
comercial de este tipo general es comercializado por Marshalls Mono
Ltd. bajo la marca comercial registrada PORCUPIPE. Este sistema
proporciona un tramo de canal de drenaje que comprende una porción
de tubería que se extiende longitudinalmente y una pluralidad de
salientes huecos espaciados longitudinalmente que comunican con la
porción de tubería y que es la base del preámbulo de las
reivindicaciones. Como sucede con los diseños de Hodkins &
Jones, este sistema proporciona puntos específicos de entrada de
agua y proporciona una eficiencia hidráulica limitada. Sin embargo,
los pequeños tubos que sobresalen presentan una interferencia
relativamente pequeña con el necesario refuerzo de la losa.
Se admite que el drenaje en línea es más
eficiente que los sistemas de drenaje por puntos. Zurn Industries,
Inc. propone soluciones de este tipo en el documento
US-A- 6 000 881, el cual muestra un tramo de canal
de plástico que incluye un sumidero de garganta estrecha. Se
proporcionan protuberancias para sujetar el tramo de canal en el
interior del material en el cual está embebido. También se pueden
fijar al tramo barras de soporte y de refuerzo.
Un sistema metálico similar es fabricado por
Elkington Gatic y se describe con más detalle en el documento
GB-A-2 311 549. Proporciona un
sumidero ranurado que comprende un tramo de canal poligonal y una
porción de garganta, consistiendo la porción de garganta en dos
paredes que se extienden hacia arriba desde el tramo de canal para
crear un sumidero ranurado.
En estos dos diseños existe una eficiencia
hidráulica mejorada con relación a los sistemas de drenaje por
puntos de Hodkin & Jones o de Chatham De Leeuw. Sin embargo, las
losas de hormigón a cada lado de la ranura quedan en voladizo por
encima del tramo de canal y esto da como resultado un riesgo
significativo de daño por carga en esta área, especialmente en el
caso de tramos de canal de plástico que, evidentemente, no son
capaces de soportar ninguna carga significativa.
\newpage
El documento
AU-B-733361 explica un sistema de
drenaje con un canal superficial en comunicación fluida con un
colector a través de una serie de bajantes.
Por consiguiente, el presente invento
proporciona un tramo de canal de drenaje que comprende una porción
de tubería que se extiende longitudinalmente, una pluralidad de
salientes huecos espaciados longitudinalmente que comunican con la
porción de tubería, caracterizado porque un canal longitudinal es
soportado por los salientes y comunica con ellos y define una
ranura longitudinal continua que se sitúa durante el uso en una
superficie a drenar.
De forma alternativa, el presente invento
proporciona un tramo de canal de drenaje que comprende una porción
de tubería que se extiende longitudinalmente, una pluralidad de
salientes huecos espaciados longitudinalmente que comunican con la
porción de tubería, caracterizado porque una pluralidad de tramos de
canal que se extienden longitudinalmente son soportados por los
salientes y comunican con ellos para definir, cuando se instala en
una superficie a drenar, una ranura longitudinal continua que se
sitúa en una superficie a drenar.
El hecho de apoyar un sumidero ranurado sobre
una serie de salientes proporciona unos medios convenientes para
permitir que el refuerzo de la losa pase entre los salientes y
garantice que se proporciona un refuerzo continuo cuando los tramos
de canal están embebidos. Por lo tanto, este sistema tiene las
ventajas de la gran capacidad y eficiencia hidráulica de los
sistemas de Zurn y Elkington Gatic sin crear debilidades en la losa
de soporte de carga. El sistema es fácil de instalar sin los
problemas de alineación de los canales de dos piezas de Hodkin &
Jones.
En realizaciones en las que el canal
longitudinal tiene espacios entre tramos contiguos o está hendido
entre al menos algunos salientes, se puede deslizar una malla de
refuerzo a través del canal. Esto permite que la losa que cubre el
tramo de canal tenga un refuerzo bidimensional. Cuando el canal es
continuo, se instalan preferentemente barras de refuerzo a través de
las aberturas arqueadas definidas entre los salientes.
Otras características y aspectos del invento se
definen en las reivindicaciones adjuntas.
Para que se pueda entender bien el invento, se
describirán ahora algunas realizaciones del mismo, sólo a modo de
ejemplo, con referencia a los dibujos esquemáticos adjuntos, en los
cuales:
La figura 1 muestra una vista en perspectiva de
un tramo de canal de acuerdo con el invento;
La figura 2 muestra una vista en perspectiva de
un tramo de canal provisto de medios para crear una conexión
lateral y de un carril metálico acoplado;
La figura 3 muestra una vista en perspectiva de
un detalle de un canal ranurado longitudinal y de los salientes de
soporte del tramo de canal de la figura 1 ó 2;
La figura 4 muestra un detalle de vista final
del canal ranurado y los salientes de la figura 1 ó 2;
La figura 5 muestra una vista plana en planta
del canal ranurado y los salientes de la figura 3;
La figura 6 muestra una vista lateral del canal
ranurado y los salientes de la figura 1 ó 2;
La figura 7 muestra una sección a través del
canal ranurado y los salientes mostrados en la figura 6;
La figura 8 muestra una vista en perspectiva de
una segunda realización de un tramo del canal; y
La figura 9 muestra una vista en perspectiva de
una segunda realización de un tramo de canal provisto de medios para
crear una conexión lateral.
Un sistema de drenaje de gran capacidad está
pensado para ser construido a partir de tramos 2 de canal de
plástico conectados entre sí, los cuales se disponen en una
configuración apropiada antes de ser embebidos en hormigón. Los
tramos de canal sirven como tubería durante el uso. La carga es
soportada por una losa superior reforzada que se incorpora durante
la instalación del sistema.
Cada tramo 2 de canal puede ser moldeado por
rotación a partir de polietileno de media densidad (MDPE). Como se
ilustra en las figuras 1 y 2, se ofrecen dos diseños básicos de
tramos de canal. Estos tramos se pueden proporcionar en diferentes
tamaños de sección transversal dependiendo de la capacidad
requerida. Los tramos de canal se construyen preferiblemente con un
tamaño ovoide medio de 900 mm de profundidad por 600 mm de anchura.
Se puede proporcionar un sistema más pequeño con un tamaño de 600 mm
x 400 mm. El tramo de canal básico se ilustra en la figura 1 y
tiene preferiblemente una longitud estándar de dos metros. La figura
2 muestra una variante de tramo de canal de entrada posterior de un
metro que tiene una espita 4 con tres piezas desmontables que
permiten conexiones con tuberías de hormigón, arcilla y plástico de
150, 225 y 300 mm de diámetro.
Cada tramo 2 de canal comprende una porción 6 de
tubería generalmente ovoide con caras 8, 10 finales abiertas de
manera que los tramos 2 se pueden colocar haciendo tope entre
sí.
A ambos lados de cada cara 8 y 10 final se
proporcionan pestañas 12 que se extienden lateralmente. Estas
pestañas definen una base 14 nivelada y están provistas de agujeros
16 de manera que los tramos de canal se pueden nivelar por medio de
patas de apoyo toscamente roscadas que pasan a través de los
agujeros 16 hasta apoyar sobre una base de una zanja durante la
instalación. Unas costillas 20 están conformadas alrededor de la
porción 6 de tubería sobre su superficie externa para proporcionar
mayor rigidez estructural al tramo 2 de canal y para agarrarse al
hormigón circundante cuando el tramo 2 de canal es embebido.
La cara 8 final hembra está ranurada para
proporcionar una ranura 60 profunda, la cara 10 final macho tiene
un reborde 62 que encaja en el interior de la ranura 60, ambas caras
8 y 10 finales están conformadas con orejetas 50 de doble pared.
Las caras 8 y 10 finales se describen y se reivindican con más
detalle en la solicitud de patente UK Nº 0312464.1 presentada el 30
de Mayo de 2003. Se pueden emplear otras formas de conexión entre
los tramos.
Los tramos 6 de tubería se fabricarán
preferiblemente en longitudes de uno y dos metros.
Como se muestra en la figura 1, los tramos 2 más
largos tienen una costilla 54 longitudinal a lo largo de la
longitud de la porción 6 de tubería posicionada aproximadamente a
200 mm del fondo del tramo 2 de canal ovoide para aumentar la
rigidez longitudinal y para actuar como guía para el nivelado de un
vertido inicial de hormigón.
A lo largo de la superficie superior de la
porción 6 de tubería, se proporcionan una serie de salientes 22
huecos que soportan a un canal 24 ranurado longitudinal que termina
en una ranura 26 abierta adaptada para ser colocada en un plano
horizontal de superficie durante el uso, tal que el agua que entra
por la ranura 26 desciende a través de los salientes 22 al interior
de la porción 6 de tubería.
Cada saliente 22 tiene una base 30 que se une
con el interior de una pared de la porción 6 de tubería como se
ilustra mejor en la figura 3. La base 30 se extiende
circunferencialmente alrededor de la porción 6 de tubería ovoide.
Dentro de una sección vertical transversal a la dirección
longitudinal del tramo de canal, el saliente 22 hueco se extiende
desde su base 30 estrechándose hacia el canal 24 longitudinal más
estrecho. El canal 24 tiene paredes 32 laterales que se unen con las
paredes 34 laterales de cada saliente.
La base del canal 24 está definida eficazmente
por aberturas al interior de los salientes 22 huecos y por
secciones 38 de arco intermedias que unen los espacios entre
salientes contiguos. Esta configuración dirige el flujo de agua
hacia el interior de los salientes 22.
Cada saliente 22 tiene dos caras 40
transversales paralelas que se estrechan cada una desde la base 30
del saliente hasta el canal 24. Estas caras 40 transversales están
unidas con las secciones 38 de arco de manera que entre cada pareja
de salientes 22 está definida eficazmente una abertura 42 arqueada
como se ve mejor en las figuras 6 y 7.
En el tramo de canal de la figura 2 se
proporciona un canal 24 ranurado idéntico, pero más corto, apoyado
sobre un menor número de salientes 22. El tramo más corto de la
figura 2 está provisto de una espita para permitir el acoplamiento
de tuberías laterales de diferentes diámetros.
En los tramos más largos del tramo 6 de tubería
se colocan externamente, a cada lado de la base 30 de los salientes
22 huecos, dos parejas de soportes 56 para las barras de refuerzo.
Estos soportes 56 para las barras de refuerzo garantizan que se
pueden ajustar barras de refuerzo longitudinales paralelas al canal
24 y que se pueden colocar en la posición de diseño correcta. Los
soportes 56 de las barras de refuerzo se colocan de tal manera que
las barras de refuerzo soportadas por ellos quedan también apoyadas
sobre las superficies superiores de las orejetas 50 y, por lo
tanto, quedan fijadas en el nivel correcto a lo largo de la longitud
del canal.
La ranura 26 puede también soportar a un carril
58 o estructura de perfil metálico, especialmente para aplicaciones
en aeropuertos para una mayor seguridad. El carril 58 lleva espigas
52 para anclarlo al interior del hormigón circundante durante la
instalación.
En los casos en que el sistema está pensado para
ser utilizado en un aparcamiento con pistas de rodadura pavimentadas
con bloques o con asfalto, se puede montar en la ranura una
estructura enrejada para protección de los tacones.
Se coloca una junta hidráulica con forma de
anillo (no mostrada) entre las caras 8 y 10 finales de los tramos 2
de canal contiguos para formar una junta estanca. La junta
hidráulica se coloca dentro de la ranura 60 proporcionada en la
cara 8 final hembra, el reborde 62 de la cara 10 final macho de una
porción 6 de tubería contigua encaja en el interior de la ranura 60
y hace tope contra la junta hidráulica. La junta se puede fabricar
de caucho, neopreno o del monómero etilén propilén dieno (EPDM), el
cual es muy resistente al agua. La junta es preferiblemente de
sección toroidal con un centro hueco para permitir una fácil
compresibilidad para absorber las variaciones de tolerancia en
longitud. Se pueden utilizar medios de sellado alternativos.
Al moldear el tramo 2 de canal en una pieza
completa con salientes 22 y canal 24 ranurado, se minimiza el
número de componentes y de elementos sueltos a pie de obra al tiempo
que se crea una estructura monolítica integrada más rígida. También
se evitan los problemas de alineación durante la instalación. Sin
embargo, el invento también abarca a una construcción fabricada en
dos piezas como se describe más adelante.
El sistema de canal ancho se instala
generalmente mediante el método esquematizado más adelante, aunque
los contratistas pueden hacer variaciones para adecuarse a sus
circunstancias particulares.
Se cavan las zanjas y se extienden correas de
fijación de los canales en la zanja dejando sus extremos libres
extendidos por encima de cada lado. Los canales se cuelgan
preferiblemente de la parte superior de la zanja mediante las
correas u otros sistemas de soporte por medio del perfil ranurado de
entrada metálico para que no apoyen sobre la base de la zanja.
Estas correas son correas de malla de plástico que se ajustan con
hebillas para que se puedan abrochar alrededor de los tramos de
canal. De forma alternativa, sin embargo, se proporcionan agujeros
16 a través de los cuales se pueden hacer pasar tornillos gruesos
para ajustar y nivelar el conjunto contra la base de las zanjas. Se
pasan también correas a través de las aberturas 42 arqueadas para
mantener al canal en su posición y evitar que flote durante el
vertido de hormigón final. A continuación, se extiende en la zanja
una capa de hormigón base para sujetar las correas. La costilla 54
proporciona una guía para la profundidad de este vertido de
hormigón inicial. Un vertido excesivo de hormigón en esta fase
conduciría a problemas para insertar el refuerzo y/o a demasiado
empuje vertical debido a la excesiva flotabilidad del canal
producida por el hormigón húmedo durante este primer vertido. Los
tramos 2 de canal se montan extremo contra extremo para
proporcionar la configuración del canal de drenaje requerida y se
colocan dentro de la zanja.
Se coloca entonces la malla de refuerzo
alrededor del canal y se pasan barras sueltas a través de las
aberturas 42 de manera que la losa de hormigón conformada por
encima del tramo del canal queda reforzada de manera continua. Se
coloca una barra de obturación dentro del canal 24 para evitar la
entrada de hormigón fresco al interior del canal y al interior
hueco del tramo 2 de canal durante la instalación.
En las figuras 8 y 9 se muestra una segunda
realización de los tramos 2 del canal de las figuras 1 y 2. Se
utilizan números de referencia similares para designar partes
similares.
En esta variante, el canal 24 está hendido en un
punto central de cada sección 38 de arco para proporcionar un
pequeño espacio 46, a través del cual se puede depositar tejido de
malla reforzado sobre el tramo del canal para que apoye en el
interior de las aberturas 42 arqueadas. Los espacios 46 permiten que
la malla deslice a través de ellos al tiempo que dejan una ranura
26 continua en la superficie a drenar. Esto puede requerir la
colocación de una barra de obturación dentro del canal 24 durante el
vertido final para evitar que el hormigón fluya al interior del
canal 24 a través de los espacios 46. Esto puede no ser necesario si
los espacios son suficientemente finos de manera que se puedan
cerrar eficazmente una vez que se ha empujado la malla a través de
ellos.
Esta segunda realización del tramo 2 del canal
se puede también utilizar con refuerzos de barras sueltas como con
la primera realización. Sin embargo, estos refuerzos se pueden
empujar hacia abajo a través de los espacios 46 en lugar de
deslizarlos a través de las aberturas arqueadas transversales a la
dirección longitudinal del tramo 2 del canal.
En instalaciones aeroportuarias, es imperativo
que no existan componentes o fragmentos de pavimento y/o productos
de drenaje sueltos que pudieran ser aspirados al interior de los
motores de los aviones en superficie. Por lo tanto, se aplica un
carril 58 ranurado galvanizado o de acero inoxidable como se muestra
en la figura 2 por encima de la ranura 26 de plástico. Este carril
58 se acopla como una silla de montar por encima de la ranura (la
cual puede ser hendida como se ha descrito anteriormente) una vez
que se ha colocado el refuerzo y se ha fijado utilizando fijaciones
adecuadas para mantener la alineación mecánica. El carril 58 está
ranurado para permitir la entrada de fluido a los salientes 22. De
forma alternativa, puede comprender dos tramos de angular de acero
laminado en frío colocados consecutivamente con separadores
apropiados soldados en su sitio para mantener la geometría de la
ranura.
El carril 58 o los tramos de acero se pueden
ensamblar en fábrica al tramo 2 del canal de manera que hagan tope
entre sí cuando se ensamblen los tramos. Para solucionar el problema
de alineación para la continuidad de la ranura 26, el carril 58 se
puede ajustar a los tramos ensamblados a pie de obra por medio de un
mecanismo de mordaza adecuado. De esta manera los tramos 58 de
carril pueden ser más largos que los tramos 2 de canal y ayudarán a
la correcta alineación de los tramos 2.
Se proporcionan anclajes resistentes para
hormigón en centros a aproximadamente 500 metros sobre los laterales
del angular que no miran hacia la ranura 26 y por debajo de la
superficie. La fabricación del carril 58 de acero o perfil de
seguridad puede incluir galvanizado por inmersión en caliente para
protegerlo frente a la corrosión. Cuando se realiza el vertido
final de hormigón los anclajes para hormigón quedan enterrados
profundamente en el interior de la bóveda de hormigón para
garantizar que el conjunto permanece en su sitio en todo momento.
Un carril 58 o perfil de acero de este tipo es capaz de aguantar
mejor las solicitaciones impuestas sobre la superficie donde los
tractores de remolque de aviones pueden alcanzar cargas por rueda
superiores a 30 toneladas o donde la estela del jet puede
deteriorar la superficie asfaltada.
Según las necesidades, también se pueden colocar
otras piezas o enrejados encima de la ranura.
Las realizaciones descritas son moldeadas en
plástico como una unidad de una sola pieza. También es posible
fabricar los tramos 2 a partir de piezas superior e inferior. La
pieza inferior puede ser cualquier tramo adecuado de canal de
drenaje con forma de U fabricado en hormigón polimérico, material
plástico, acero galvanizado o cerámica. La pieza superior requiere
el sistema de entrada arqueado y se moldea preferiblemente en
material plástico con un conformado del borde inferior adecuado
para que encaje con la parte inferior. Las partes se fabrican
preferiblemente juntas en instalaciones fuera de obra.
Claims (7)
1. Un tramo (2) de canal de drenaje que
comprende una porción (6) de tubería que se extiende
longitudinalmente, una pluralidad de salientes (22) huecos
espaciados longitudinalmente que comunican con la porción (6) de
tubería y un canal (24) longitudinal, en el cual dicho canal (24)
longitudinal está soportado por dichos salientes (22),
caracterizado porque comunica con los salientes (22) y define
una ranura (26) longitudinal que se sitúa durante el uso en una
superficie a drenar.
2. Un tramo de canal de drenaje como se
reivindica en la reivindicación 1, caracterizado porque el
canal (24) longitudinal está hendido entre al menos algunos de los
salientes (22), proporcionando la muesca (24) un espacio (46)
dispuesto para permitir que una malla de refuerzo o barras sueltas
se deslicen a través del canal.
3. Un tramo (2) de canal de drenaje de acuerdo
con la reivindicación 1 ó la reivindicación 2, en el cual el canal
(24) longitudinal comprende una pluralidad de tramos de canal que se
extienden longitudinalmente, los cuales, cuando se instalan en una
superficie a drenar, definen la citada ranura (26) longitudinal
continua que se sitúa en una superficie a drenar.
4. Un tramo de canal de drenaje como se
reivindica en cualquiera de las reivindicaciones precedentes,
caracterizado porque está moldeado de material plástico como
una sola unidad.
5. Un tramo de canal de drenaje como se
reivindica en cualquiera de las reivindicaciones precedentes,
caracterizado porque está fabricado a partir de piezas
superior e inferior.
6. Un tramo de canal de drenaje como se
reivindica en cualquiera de las reivindicaciones precedentes,
caracterizado porque cada uno de los salientes (22) huecos
tiene una base (30) que está unida con la porción (6) de tubería y
que se extiende circunferencialmente alrededor de la porción (6) de
tubería, estrechándose cada saliente (22, 40) hacia el canal (24)
soportado.
7. Un tramo de canal de drenaje como se
reivindica en cualquiera de las reivindicaciones precedentes,
caracterizado porque la porción (6) de tubería tiene una
sección transversal ovoide.
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