ES2322443T3 - Sistema amortiguador de vibraciones. - Google Patents
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Abstract
Un método de preparar una placa antivibración para un sistema amortiguador de vibraciones, comprendiendo el citado método las etapas de: - preparar una placa que comprende fibras minerales, un material polimérico que tiene una dureza Shore A entre 35 y 98 y/o una espuma polimérica que tiene una densidad de 20-240 kg/m 3 , caracterizado por - someter una zona de las superficies opuestas de la placa a un tratamiento de compresión en una o más etapas, tratamiento de compresión que es suficiente para reducir la rigidez estática y/o dinámica de la placa por lo menos un 10%, preferiblemente por lo menos un 15%, más preferiblemente por lo menos un 20%, con respecto a la rigidez estática y/o dinámica antes del tratamiento de compresión.
Description
Sistema amortiguador de vibraciones.
La invención se refiere a un sistema
amortiguador de vibraciones, especialmente para amortiguar
vibraciones, por ejemplo, de trenes, tranvías y otras líneas de
tráfico y para amortiguar en general vibraciones transmitidas por
el terreno.
En la técnica anterior es bien conocido
incorporar material elástico debajo de líneas de tráfico y en
particular debajo de carriles de trenes, trolebuses, tranvías y
líneas de tráfico similares para amortiguar las vibraciones
causadas por este tráfico pesado. Para amortiguar dichas
vibraciones, en la técnica anterior se han usado capas de material
elástico, especialmente fabricadas de caucho, espumas de poliuretano
y corcho, respectivamente, así como combinaciones de estos
materiales.
Uno de los materiales preferidos hasta la fecha
para amortiguar vibraciones han sido planchas o placas de caucho
vulcanizado que tiene excelentes propiedades elásticas para uso como
material amortiguador de vibraciones. Las construcciones
amortiguadoras de vibraciones en las que los elementos
amortiguadores de las vibraciones están constituidos por caucho
tienen en la mayoría de las situaciones una eficiencia aceptable de
amortiguación de las vibraciones. Sin embargo, en muchas
situaciones la cantidad de caucho necesario en dichas construcciones
origina un producto relativamente costoso. Además, hay un objetivo
general de evitar o reducir el uso de materiales de caucho debido a
la polución medioambiental durante su producción y a la polución
debida al escape de aditivos, por ejemplo, aditivos de
reblandecimiento, durante su uso en ambientes húmedos. La
publicación de la patente de los Estados Unidos número 5.060.856
describe una placa elastomérica para amortiguar, por ejemplo, el
sonido de trenes.
También se ha ensayado usar como material
amortiguador de sonidos en construcción de vías férreas un cartón
de fibras minerales, como se describe por ejemplo en las patentes DE
35 27 829 y EP 922 808. Este sistema amortiguador de sonidos ha
resultado ser muy bueno en ciertas situaciones.
En general, se ha encontrado que el uso de
placas o cartones de fibras minerales en sistemas amortiguadores de
vibraciones para fundaciones de vías férreas es muy deseable debido
a sus adecuadas características funcionales, fácil instalación,
100% de capacidad de reciclado, bajos efectos contaminantes y precio
competitivo. Sin embargo, con los conocidos cartones de fibras
minerales existe el riesgo de que cuando se usan durante un período
largo bajo cargas altas, como las fuerzas causadas por el balasto
de grava durante el paso de trenes, con el tiempo pueden tener un
efecto sobre el material de fibras minerales. Este efecto de
envejecimiento también se observa con algunos de los materiales
conocidos de caucho y poliuretano.
Se ha observado que, incorporando los materiales
antes citados en vías férreas para amortiguar vibraciones, existe
el riesgo de que la carga aplicada sobre el sistema amortiguador de
vibraciones por los trenes que pasan origine con el tiempo un
envejecimiento de dicho sistema. Dicho envejecimiento se caracteriza
por un cambio de la rigidez estática y dinámica de la placa
antivibración del sistema amortiguador de vibraciones, cambio que
no es deseable. Por ejemplo, la rigidez estática y dinámica de la
placa antivibración puede disminuir o incrementarse
significativamente durante los primeros 5 a 10 años de uso.
Normalmente se desea que un sistema amortiguador
de vibraciones colocado debajo de las vías férreas tenga una
duración de aproximadamente 40 años. La demanda mínima de Deutsche
Bahn-Norm (Technische Lieferbedingungen BN 918
071-1, septiembre de 2000) es que, por excitación
mecánica, la rigidez estática de la placa antivibración del sistema
amortiguador de vibraciones no puede disminuir más de
aproximadamente un 10-20% durante un período
simulado de aproximadamente 40 años en el laboratorio.
De acuerdo con experiencia estándar y práctica,
preferiblemente la rigidez estática y dinámica debe ser
sustancialmente constante con el tiempo.
En consecuencia, subsiste la necesidad de un
sistema amortiguador de vibraciones del tipo antes mencionado que
no presente los inconvenientes antes identificados.
Por lo tanto, un objeto de la invención es
proporcionar un sistema amortiguador de vibraciones que comprende
una placa antivibración con mejor estabilidad en cuanto a rigidez
estática y, particularmente, dinámica y que comprende
preferiblemente una placa antivibración con una rigidez estática y
dinámica sustancialmente constante durante su vida útil, definida
en 40 años.
Otro objeto de la invención es proporcionar un
sistema amortiguador de vibraciones que comprende una placa
antivibración que tiene una superficie superior suficientemente
resistente para soportar los cambios de la capa de balasto que se
realizan normalmente tres o cuatro veces durante la vida útil del
sistema amortiguador de vibraciones.
Estos y otros objetos se consiguen por el
sistema amortiguador de vibraciones definido en las
reivindicaciones.
El sistema amortiguador de vibraciones de
acuerdo con la invención ha resultado tener un efecto amortiguador
de vibraciones muy alto por lo que se puede reducir a un nivel
aceptable o incluso eliminar sustancialmente vibraciones no
deseadas originadas por el tráfico ferroviario. Se ha encontrado que
el efecto amortiguador de vibraciones del sistema amortiguador de
vibraciones no está influenciado en absoluto, o lo está sólo
ligeramente, por la temperatura del medio circundante, lo cual
significa que el sistema funciona eficazmente en un intervalo
amplio de
temperaturas.
temperaturas.
Además, el sistema amortiguador de vibraciones
instalado de acuerdo con la invención es competitivo en comparación
con sistemas amortiguadores de vibraciones compuestos, por ejemplo,
sólo de caucho. Otra propiedad deseada del sistema amortiguador de
vibraciones es su duración, que se incrementa mucho debido a la
construcción, porque materiales como grava, piedras, tierra y
asfalto así como hormigón no originan un deterioro significativo
del material subyacente de fibras minerales.
En un primer aspecto de la invención, el sistema
amortiguador de vibraciones comprende una placa antivibración en
forma de placa que tiene una primera y una segunda superficie
principal. La placa antivibración comprende fibras minerales, un
material polimérico que tiene una dureza Shore A entre 35 y 98 y
preferiblemente un módulo E en el intervalo de 2x10^{5} a
69x10^{8} Pa, preferiblemente de 7x10^{5} a 35x10^{8} Pa, y/o
una espuma polimérica con una densidad de 20-240
kg/m^{3} y preferiblemente un módulo E en el intervalo de
2x10^{5} a 69x10^{8} Pa, preferiblemente de 7x10^{5} a
35x10^{8} Pa.
En el primer aspecto de la invención, el sistema
amortiguador de vibraciones se usa especialmente para amortiguar en
general vibraciones transmitidas por el terreno, en el que se usa
balasto de grava para distribuir las fuerzas originadas por la
carga debida al paso de los trenes.
En un segundo aspecto de la invención, el
sistema amortiguador de vibraciones comprende una placa
antivibración en forma de placa que tiene una primera y una segunda
superficie principal. La placa antivibración comprende fibras
minerales y además va provista de uno o más espacios vacíos, esto
es, cavidades. Estos uno o más espacios vacíos se pueden obtener
eliminando una porción de las fibras minerales en la placa
antivibración. Esto origina una reducción de la rigidez estática
y/o dinámica de la placa y permite la colocación en su sitio sin
riesgo de fugas de hormigón al terreno. En este segundo aspecto de
la invención, el sistema amortiguador de vibraciones se usa
especialmente para amortiguar vibraciones, por ejemplo, de trenes,
etc., cuando se usa una capa de hormigón en vez de una capa de
balasto para distribuir las fuerzas originadas por la carga debida
al paso de los trenes.
Estos dos aspectos de la invención se basan en
el resultado esencial de que la placa antivibración se puede
obtener por un método que comprende la etapa de someter una zona de
las superficies opuestas de la placa a un tratamiento de compresión
en una o más etapas, tratamiento de compresión que es suficiente
para reducir la rigidez estática y/o dinámica de la placa por lo
menos un 10%, preferiblemente por lo menos un 15%, más
preferiblemente por lo menos un 20%, con respecto a la rigidez
estática y/o dinámica antes de la compresión. Una placa
antivibración obtenida por este método tiene, por lo tanto, unas
características funcionales sustancialmente constantes, esto es,
una rigidez estática y dinámica constante con el tiempo.
En una realización preferida, la placa
antivibración se puede obtener por un método que comprende la etapa
de someter una zona de las superficies opuestas de la placa a un
tratamiento de compresión en el que el tratamiento de compresión
comprende la etapa de someter una zona de las superficies opuestas
de la placa a una presión de compresión en el intervalo de 50 a 250
kN/m^{2}, preferiblemente de 80 a 200 kN/m^{2} y más
preferiblemente de 100 a 150 kN/m^{2}, con lo que se reduce la
rigidez estática y/o dinámica de la placa, medida de acuerdo con el
método definido en Deutsche Bahn-Norm BN 918
971-1 (septiembre de 2000), con respecto a la
rigidez estática y/o dinámica antes del tratamiento de
compresión.
En general no es significativo el método usado
para someter las superficies opuestas de la placa al tratamiento de
compresión. Sin embargo, con objeto de proporcionar un método simple
y económico y obtener un producto aceptable económicamente se
prefiere obtener la placa antivibración por un método que comprende
la etapa de someter la placa a un tratamiento de compresión por
medio de uno o más pares de rodillos. Cuando se usa este método,
preferiblemente los rodillos deben tener un diámetro relativamente
grande, por ejemplo, de por lo menos 100 mm, para proporcionar una
presión igual por toda la zona del material.
En una realización preferida del sistema
amortiguador de vibraciones de acuerdo con la invención, la placa
antivibración está en forma de capa de un material polimérico que
tiene una densidad de 400-1.300 kg/m^{3}. El
espesor depende principalmente de la dureza Shore A y densidad del
material polimérico así como de la carga a la que se supone ha de
ser sometida la placa antivibración. En general es útil un espesor
entre 5 y 70 mm.
El material polimérico puede comprender cauchos
naturales o sintéticos o mezclas de cauchos naturales y sintéticos.
Se prefiere que el material polimérico sea de un material
seleccionado del grupo que consiste en caucho de butadieno, caucho
de butilo, caucho de isopreno, caucho de
estireno-butadieno, caucho natural, caucho de
poliacrilato, caucho de etileno-acrilato, caucho de
etileno-propileno, caucho nitrílico y mezclas de
estos cauchos.
En otra realización, la placa antivibración está
en forma de capa de espuma de poliuretano. El espesor y densidad
deseados de la espuma de poliuretano pueden ser determinados
fácilmente por los expertos.
\newpage
En la realización más preferida, en la que se
usa balasto, la placa antivibración está en forma de capa de fibras
minerales que tiene una densidad de por lo menos 150 kg/m^{3},
preferiblemente entre 180 y 550 kg/m^{3} y más preferiblemente
entre 200 y 350 kg/m^{3}.
En la realización preferida alternativamente, en
la que se usa hormigón, la placa antivibración está en forma de
capa de fibras minerales que comprende espacios vacíos y tiene una
densidad mayor que 200 kg/m^{3}. La densidad se mide como
relación del peso de la placa antivibración que comprende uno o más
espacios vacíos y el volumen de esta placa, esto es, longitud x
anchura x altura.
La capa de fibras minerales debe comprender
preferiblemente por lo menos 20%, más preferiblemente por lo menos
50% y lo más preferiblemente por lo menos 80% en peso de uno o más
tipos de fibras minerales, por ejemplo, fibra de roca, escoria,
vidrio y materiales vítreos similares.
En general se prefiere que la capa de fibras
minerales tenga un espesor entre 10 y 100 mm, preferiblemente entre
25 y 70 mm. Sin embargo, si la capa de fibras minerales se combina
con otras capas que tengan efectos amortiguadores de vibraciones,
la capa de fibras minerales puede ser más fina.
Para obtener una resistencia al envejecimiento
interno muy alta en el material de fibras minerales, se prefiere
que por lo menos el 75%, preferiblemente por lo menos el 85% y más
preferiblemente por lo menos el 95% en número de las fibras estén
orientadas en una dirección sustancialmente paralela \pm25º al
plano de la placa. El plano de la placa se define como el plano
paralelo a la primera superficie principal de la placa
antivibración. La dirección de una fibra de determina como la
dirección de la línea que representa la distancia mayor desde un
punto de la fibra a otro punto de la fibra. Además, se prefiere que
la mayor parte de las fibras en la dirección vertical perpendicular
a la primera superficie principal de la placa antivibración \pm22º
se rompan después de que la placa haya sido sometida al tratamiento
de compresión.
La placa antivibración o por lo menos las
superficies expuestas de la placa deben ser hidrófobas.
Preferiblemente la tensión superficial de las fibras de la placa no
debe ser mayor que la tensión superficial de las fibras naturales
tratadas y no unidas. En algunas realizaciones, preferiblemente la
placa debe ser suficientemente hidrófoba para evitar entrada
sustancial de agua cuando se rocíen gotas de agua a 20ºC sobre la
placa. Particularmente se prefiere que la placa antivibración tenga
una tensión superficial menor que 73 dinas/cm, por ejemplo, menor
que 40 dinas/cm o incluso menor que 30 dinas/cm.
Los métodos de hacer hidrófobas las fibras
minerales son bien conocidos en la técnica.
La placa antivibración de acuerdo con la
invención puede comprender dos o más capas del mismo tipo de
material, esto es, material polimérico, espumas poliméricas y
fibras minerales, pudiendo tener las dos o más capas densidades
iguales o diferentes, espesores iguales o diferentes y/o rigideces
estáticas iguales o diferentes. Además o alternativamente, la placa
antivibración puede comprender dos o más capas de materiales de
tipos diferentes, por ejemplo, combinaciones de capa(s) de
material polimérico, capa(s) de espumas poliméricas y
capa(s) de fibras minerales. En general, cualquier
combinación de estos tipos de capas está dentro del alcance de la
invención.
El sistema también puede comprender dos o más
placas antivibración colocadas una encima de otra, estando situados
el borde o los bordes de las placas a cierta distancia uno de otro
para cubrir juntas. Si las placas o las capas de las placas tienen
densidades diferentes, preferiblemente la placa o capa de densidad
mayor debe estar colocada encima de la placa o capa de densidad
menor.
Durante la vida útil de una placa antivibración,
se puede cambiar varias veces la capa de balasto. Para proporcionar
una superficie fuerte y resistente de la placa antivibración e
incrementar así su capacidad de soportar cambios de la capa de
balasto, se prefiere que la placa antivibración esté recubierta
sobre la primera de sus superficies principales con una capa de un
geotextil exento de tensioactivos.
En casos en los que el sistema amortiguador de
vibraciones se use para amortiguar vibraciones, por ejemplo, de
tranvías, metros, etc., en principio se sustituye la capa de balasto
por una capa de hormigón, encima de la cual se montan los raíles.
El sistema amortiguador de vibraciones se coloca debajo de la capa
de hormigón. Entre la capa de hormigón y el sistema amortiguador de
vibraciones se puede colocar una capa fina de material plástico,
geotextil,
etc.
etc.
En principio el geotextil puede ser cualquier
tipo de geotextil siempre que esté exento de tensioactivos. El
término "geotextil" significa cualquier estructura plana
flexible de fibras.
El término "exento de tensioactivos"
significa que las fibras del geotextil no han sido tratadas con un
tensioactivo, que en esta solicitud significa un agente humectante
o un agente que disminuye la tensión superficial.
La capa de geotextil exento de tensioactivos
debe tener preferiblemente un espesor de por lo menos 0,1 mm, más
preferiblemente entre 0,4 y 3 mm, medido de acuerdo con EN
964-1 bajo una carga de 2 kN/m^{2}. En la mayoría
de las aplicaciones es óptimo un espesor entre 0,5 y 1 mm.
El geotextil exento de tensioactivos se puede
seleccionar preferiblemente del grupo que consiste en fibras
cortadas, filamentos continuos no tejidos, esterillas trenzadas y
esterillas listadas. En una realización preferida, el geotextil
exento de tensioactivos es un textil no tejido. Estos tipos de
esterillas y su preparación son conocidos generalmente por los
expertos. Se ha encontrado que un geotextil no tejido exento de
tensioactivos proporciona en general una placa antivibración con
una protección óptima de la superficie. El geotextil exento de
tensioactivos puede ser, por ejemplo, sustancialmente impermeable al
agua o alternativamente puede ser permeable al agua.
En principio el geotextil exento de
tensioactivos puede ser de cualquier tipo de material. Sin embargo,
para obtener un geotextil estable y suficientemente resistente se
prefiere que el geotextil exento de tensioactivos sea de fibras,
hilos o filamentos de fibras sintéticas, más preferiblemente de
materiales poliméricos. El material de fibras sintéticas se puede
seleccionar, por ejemplo, del grupo que consiste en fibras de
poliéster, poliamida, polipropileno, poliéter, polietileno,
polieteramida, poliacrilonitrilo, vidrio o una combinación de estas
fibras. En una realización preferida el geotextil exento de
tensioactivos es de fibras o filamentos que comprenden o consisten
en poliéster y/o polipropileno recubiertos de poliamida.
Preferiblemente la capa de geotextil exento de
tensioactivos se puede fijar a la placa antivibración, por ejemplo,
por fusión térmica o por encolado.
Para proteger la placa antivibración un grado
óptimo, la capa de geotextil exento de tensioactivos debe tener
preferiblemente una resistencia a la tracción de por lo menos 8
kN/m, más preferiblemente de por lo menos 20 kN/m, medida de
acuerdo con EN ISO 10.319. Preferiblemente la capa de geotextil
exento de tensioactivos debe tener una resistencia a la tracción
mayor que 8 kN/m en todas las direcciones de su plano.
Estructuras útiles de geotextiles son, por
ejemplo, el geotextil comercializado por DuPont Nonwovens bajo el
nombre comercial "Typar® SF".
En el sistema amortiguador de vibraciones de
acuerdo con la invención, la placa antivibración puede estar más o
menos recubierta por la capa de geotextil exento de tensioactivos a
lo largo de una o más de sus dos superficies principales. Por
ejemplo, la placa antivibración puede estar recubierta totalmente
por la capa de geotextil exento de tensioactivos o puede estar
recubierta sobre su primera superficie principal. En la mayoría de
las realizaciones no es necesario recubrir más que la primera
superficie principal de la placa antivibración y, como el geotextil
exento de tensioactivos es relativamente costoso, normalmente se
evita recubrir más de la primera superficie principal de la placa
antivibración. Dependiendo del estado de la superficie del terreno
puede ser necesario recubrir también la segunda superficie
principal.
Preferiblemente el sistema amortiguador de
vibraciones puede comprender también una capa de un material central
de drenaje que comprende una estructura tridimensional de
filamentos rizados.
Los filamentos rizados deben tener
preferiblemente una resistencia suficientemente alta para evitar un
colapso total y permanente bajo la carga de la grava, piedras o
materiales similares de recubrimiento que pueden estar recubriendo
al sistema amortiguador de vibraciones. Se prefiere que los
filamentos rizados sean monofilamentos poliméricos soldados entre
sí donde se cruzan con lo que se proporciona una estructura abierta
con un volumen abierto. Los filamentos rizados de la capa central
de drenaje son preferiblemente de un material seleccionado del
grupo que consiste en poliamida, poliéster, polietileno de alta
densidad, poliestireno y combinaciones de estos materiales. Un
material particularmente preferido para la producción de los
filamentos rizados de la capa central de drenaje es poliamida.
El volumen abierto debe constituir
preferiblemente el 80% o más del volumen total de la capa central de
drenaje. La capa central de drenaje debe estar colocada
preferiblemente entre la primera superficie principal de la placa
antivibración y la capa de recubrimiento de geotextil exento de
tensioactivos.
En una realización preferida del sistema
amortiguador de vibraciones de acuerdo con la invención, el sistema
amortiguador de vibraciones comprende además una segunda capa de
geotextil colocada entre la primera superficie principal de la
placa antivibración y la capa central de drenaje. Así, esta
realización preferida incluye un producto estratificado que
comprende un cartón de fibras minerales recubierto sobre su primera
superficie principal con una esterilla de drenaje o capa central de
drenaje interpuesta entre dos capas de geotextil exento de
tensioactivos.
El espesor de la capa central de drenaje puede
ser preferiblemente hasta aproximadamente 15 mm. Las capas
centrales de drenaje más gruesas tienden a ser blandas en cuanto a
los requisitos de rigidez estática y dinámica del sistema. Puesto
que el precio de la capa central de drenaje depende mucho del
espesor de esta capa central de drenaje, se prefiere usar un
espesor de esta capa lo más bajo posible. Se prefiere que el espesor
total de la capa central de drenaje que incluye los filamentos
rizados de poliamida, la capa de geotextil exento de tensioactivos
y la segunda capa de geotextil exento de tensioactivos sea por lo
menos 3 mm, preferiblemente por lo menos 5 mm. En general se
prefiere que la capa de geotextil exento de tensioactivos sea lo más
fina posible siempre que sea capaz de proporcionar una distribución
de las fuerzas contra la capa subyacente de fibras minerales.
Preferiblemente los geotextiles de la esterilla de drenaje pueden
ser unidos a la capa central de drenaje por encolado o por fusión
térmica.
El segundo geotextil exento de tensioactivos se
puede seleccionar del mismo grupo de materiales y ser del mismo
tipo que el geotextil exento de tensioactivos antes descrito. La
resistencia de la segunda capa de geotextil exento de tensioactivos
no es tan importante y, por lo tanto, la segunda capa de geotextil
exento de tensioactivos puede tener el mismo espesor que la primera
capa de geotextil exento de tensioactivos o ser más fina.
En una realización particularmente preferida, la
esterilla de drenaje está formada de dos capas de geotextil exento
de tensioactivos de fibras de poliéster recubiertas de poliamida no
tejida y una capa central de drenaje de filamentos rizados de
poliamida, interpuestas entre las dos capa de geotextil exento de
tensioactivos.
Esterillas de drenaje útiles del tipo antes
citado se describen en las publicaciones números DE 2150590 y DE
4431976. Colbond Geosynthetics, de los Países Bajos, comercializa un
tipo particularmente preferido de esterilla de drenaje bajo el
nombre comercial Enkadrain®.
Preferiblemente una o más de las superficies no
recubiertas por un geotextil pueden estar recubiertas por un
recubrimiento superficial en forma de red fibrosa formada por un
material polimérico termoplástico. Particularmente se prefiere que
una o más superficies de la placa antivibración estén recubiertas
por dicha superficie de recubrimiento en forma de red fibrosa.
Dicho material de recubrimiento se describe en el documento EP
629153.
La invención se refiere también a un método de
preparar una placa antivibración de acuerdo con la invención. Este
método comprende las etapas de preparar una placa que comprende
fibras minerales, un material polimérico y/o una espuma polimérica,
como las definidas anteriormente, y someter una zona de las
superficies opuestas de la placa a un tratamiento de compresión en
una o más etapas, tratamiento de compresión que es suficiente para
reducir la rigidez estática y/o dinámica de la placa por lo menos un
10%, preferiblemente por lo menos un 15%, más preferiblemente por
lo menos un 20%, con respecto a la rigidez estática y/o dinámica
antes del tratamiento de compresión.
En una realización preferida, el tratamiento de
compresión comprende la etapa de someter una zona de las superficies
opuestas de la placa a una presión de compresión en el intervalo de
50 a 250 kN/m^{2}, preferiblemente 80 a 200 kN/m^{2}, más
preferiblemente de 100 a 150 kN/m^{2}, con lo que se reduce la
rigidez estática de la placa, medida de acuerdo con el método
definido en Deutsche Bahn-Norm BN 918
071-1 (septiembre de 2000).
Como se ha mencionado anteriormente, en general
no es significativo el método usado para someter las superficies
opuestas de la placa al tratamiento de compresión pero se prefiere
que el método comprenda la etapa de someter la placa a un
tratamiento de compresión pasándola a través de uno o más pares de
rodillos. Preferiblemente los rodillos deben tener un diámetro
relativamente grande, por ejemplo, de por lo menos 100 mm, para
proporcionar una presión igual por toda la superficie del
material.
La invención también se refiere a un método de
aplicar un sistema amortiguador de vibraciones a un terreno
sometido a vibraciones.
El método comprende las etapas de:
- (i)
- proporcionar una placa antivibración, preferiblemente usando el método definido anteriormente,
- (ii)
- recubrir opcionalmente una o más superficies de la placa antivibración como se ha definido anteriormente,
- (iii)
- aplicar la placa antivibración sobre el terreno con su primera superficie principal hacia arriba, y
- (iv)
- recubrir la primera superficie principal de la placa antivibración con hormigón, piedras, grava, tierra y/o asfalto.
\vskip1.000000\baselineskip
Antes de aplicar el sistema amortiguador de
vibraciones, preferiblemente se debe preparar el terreno, por
ejemplo, nivelándolo en la depresión en que se ha de aplicar el
sistema amortiguador de vibraciones. Además, preferiblemente el
terreno se debe estabilizar, por ejemplo, recubriéndolo con un
material seleccionado del grupo que consiste en cinta permeable al
agua, granulados de caucho, grava o mezclas de estos materiales.
Si la superficie principal de la placa
antivibración está recubierta con una capa de recubrimiento de
geotextil exento de tensioactivos y/o una capa central de drenaje o
esterilla de drenaje, se prefiere que la capa de geotextil exento
de tensioactivos y la placa antivibración estén entre sí pegadas,
cosidas o fusionadas por calor. Esto se puede hacer en fábrica o
sobre el terreno.
Alternativamente, primero se puede aplicar sobre
el terreno la placa antivibración y aplicar después sobre la
primera superficie principal de la placa antivibración una capa de
recubrimiento de un geotextil exento de tensioactivos y/o una capa
central de drenaje o esterilla de drenaje.
Si el sistema amortiguador de vibraciones
comprende también una capa central de drenaje y/o una segunda capa
de geotextil exento de tensioactivos, estas capas pueden ser
aplicadas una a una sobre la placa antivibración antes de aplicar
la capa de geotextil exento de tensioactivos o estas capas pueden
ser aplicadas junto con la capa de geotextil exento de
tensioactivos en forma de esterilla de drenaje como la definida
anteriormente.
La esterilla de drenaje puede ser aplicada
preferiblemente desde un rodillo de material de la esterilla de
drenaje directamente sobre la placa o placas antivibración. Se
prefiere que el material de la esterilla de drenaje aplicado desde
un rodillo recubra dos o más placas antivibración. El ancho del
rodillo del material de la esterilla de drenaje debe ser
preferiblemente por lo menos sustancialmente igual que el ancho de
las placas antivibración.
Cuando el sistema amortiguador de vibraciones ha
sido bien aplicado, la primera superficie de la placa antivibración
u opcionalmente la primera superficie recubierta del cartón de la
placa antivibración puede ser recubierta también con hormigón,
piedras, grava, tierra y/o asfalto o materiales similares.
Finalmente, sobre el sistema amortiguador de vibraciones se puede
aplicar una vía férrea.
El sistema amortiguador de vibraciones de
acuerdo con la invención se usa preferiblemente para amortiguar
vibraciones causadas en una vía férrea o carretera por trenes,
trolebuses, tranvías y/o otros elementos de transporte,
comprendiendo este uso incorporar el sistema amortiguador de
vibraciones en el terreno debajo de la vía férrea o carretera.
Ejemplo
Se proporcionó como se describe a continuación
una placa antivibración de acuerdo con la invención que tenía una
primera y una segunda superficie principal. La placa antivibración
se hizo de lana de roca y tenía una densidad de aproximadamente 220
kg/m^{3}. Las dimensiones de la placa antivibración fueron
aproximadamente 35 x 600 x 100 mm. La placa antivibración se
obtuvo por un método que comprendía la etapa de someter una zona de
la placa a un tratamiento de compresión. El tratamiento de
compresión se realizó a través de rodillos que tenían un diámetro
de aproximadamente 20 cm. El tratamiento de compresión redujo la
rigidez estática aproximadamente un 40% con respecto a la rigidez
estática antes del tratamiento de compresión. La rigidez estática
antes del tratamiento de compresión era 0,023 N/mm^{3} y, después
del tratamiento de compresión, fue 0,014 N/mm^{3}, medida de
acuerdo con el método definido en BN 918 071-1.
Claims (20)
1. Un método de preparar una placa antivibración
para un sistema amortiguador de vibraciones, comprendiendo el
citado método las etapas de:
- -
- preparar una placa que comprende fibras minerales, un material polimérico que tiene una dureza Shore A entre 35 y 98 y/o una espuma polimérica que tiene una densidad de 20-240 kg/m^{3}, caracterizado por
- -
- someter una zona de las superficies opuestas de la placa a un tratamiento de compresión en una o más etapas, tratamiento de compresión que es suficiente para reducir la rigidez estática y/o dinámica de la placa por lo menos un 10%, preferiblemente por lo menos un 15%, más preferiblemente por lo menos un 20%, con respecto a la rigidez estática y/o dinámica antes del tratamiento de compresión.
\vskip1.000000\baselineskip
2. Un método de acuerdo con la reivindicación 1,
en el que el material polimérico tiene un módulo E en el intervalo
de 2x10^{5} a 69x10^{8} Pa, preferiblemente de 7x10^{5} a
35x10^{8} Pa.
3. Un método de acuerdo con la reivindicación 1,
en el que la espuma polimérica tiene un módulo E en el intervalo de
2x10^{5} a 69x10^{8} Pa, preferiblemente de 7x10^{5} a
35x10^{8} Pa.
4. Un método de preparar una placa antivibración
para un sistema amortiguador de vibraciones, comprendiendo el
citado método las etapas de:
- -
- preparar una placa que comprende fibras minerales y uno o más espacios vacíos, caracterizado por
- -
- someter una zona de las superficies opuestas de la placa a un tratamiento de compresión en una o más etapas, tratamiento de compresión que es suficiente para reducir la rigidez estática y/o dinámica de la placa por lo menos un 10%, preferiblemente por lo menos un 15%, más preferiblemente por lo menos un 20%, con respecto a la rigidez estática y/o dinámica antes del tratamiento de compresión.
\vskip1.000000\baselineskip
5. Un método de acuerdo con una cualquiera de
las reivindicaciones precedentes, en el que la placa antivibración
se puede obtener por un método que comprende la etapa de someter la
placa a un tratamiento de compresión, en el que el citado
tratamiento de compresión comprende la etapa de someter una zona de
las superficies opuestas de la placa a una presión de compresión en
el intervalo de 50 a 250 kN/m^{2}, preferiblemente de 80 a 200
kN/m^{2}, más preferiblemente de 100 a 150 kN/m^{2}, con lo que
se reduce la rigidez estática y/o dinámica de la placa, medida de
acuerdo con el método definido en Deutsche Bahn-Norm
BN 918 071-1.
6. Un método de acuerdo con una cualquiera de
las reivindicaciones precedentes, en el que la placa antivibración
se puede obtener por un método que comprende la etapa de someter la
placa a un tratamiento de compresión pasándola a través de uno o
más pares de rodillos, teniendo preferiblemente los citados rodillos
un diámetro de por lo menos 100 mm, respectivamente.
7. Un método de acuerdo con una cualquiera de
las reivindicaciones precedentes, en el que la placa antivibración
está en forma de capa de fibras minerales que tiene una densidad
mayor que 200 kg/m^{3}.
8. Un método de acuerdo con una cualquiera de
las reivindicaciones precedentes, en el que la placa antivibración
está en forma de capa de material polimérico que tiene una densidad
de 400-1.300 kg/m^{3} y que tiene preferiblemente
un espesor de 5-70 mm.
9. Un método de acuerdo con la reivindicación 8,
en el que la capa de material polimérico comprende cauchos
naturales o sintéticos o mezclas de cauchos naturales y sintéticos,
siendo preferiblemente la capa de material polimérico de un
material seleccionado del grupo que consiste en caucho de butadieno,
caucho de butilo, caucho de isopreno, caucho de
estireno-butadieno, caucho natural, caucho de
poliacrilato, caucho de etileno-acrilato, caucho de
etileno-propileno, caucho nitrílico y mezcla de
estos cauchos.
10. Un método de acuerdo con una cualquiera de
las reivindicaciones precedentes, en el que la placa antivibración
está en forma de fibras minerales y en la que por lo menos el 75%,
preferiblemente por lo menos el 85% y más preferiblemente por lo
menos el 95% en número de las fibras están orientadas en una
dirección sustancialmente paralela \pm25º al plano de la placa,
determinándose la dirección de una fibra como la dirección de la
línea que representa la distancia mayor desde un punto de la fibra
a otro punto de la fibra.
11. Un método de acuerdo con una cualquiera de
las reivindicaciones precedentes, en el que la placa antivibración
está en forma de fibras minerales y en la que la mayor parte de las
fibras en la dirección vertical \pm20º se han roto después de que
la placa haya sido sometida al tratamiento de compresión.
\newpage
12. Un método de acuerdo con una cualquiera de
las reivindicaciones precedentes, en el que la placa antivibración
está recubierta sobre la primera de sus superficies principales con
una capa de geotextil exento de tensioactivos, teniendo la capa de
geotextil exento de tensioactivos un espesor preferiblemente de por
lo menos 0,1 mm, más preferiblemente entre 0,4 y 3 mm, medido de
acuerdo con EN 964-1 bajo una carga de 2
kN/m^{2}.
13. Un método de acuerdo con la reivindicación
12, en el que el sistema amortiguador de vibraciones comprende
además una capa de un material central de drenaje que comprende una
esterilla tridimensional de filamentos rizados hecha
preferiblemente de monofilamentos poliméricos soldados entre sí
donde se cruzan, con lo que se proporciona una estructura abierta
en la que el volumen abierto constituye 80% o más del volumen total
de la capa central de drenaje, estando situada la citada capa
central de drenaje entre la citada primera superficie principal de
la citada placa antivibración y la citada capa de recubrimiento de
geotextil exento de tensioactivos.
14. Un método de acuerdo con la reivindicación
13, en el que el sistema amortiguador de vibraciones comprende
además una segunda capa de geotextil, situada preferiblemente entre
la citada primera superficie principal del citado cartón de fibras
minerales y la citada capa central de drenaje, con lo que se
proporciona un producto estratificado que comprende un cartón de
fibras minerales recubierto sobre su primera superficie principal
con una esterilla de drenaje o capa central de drenaje interpuesta
entre las dos capas de geotextil exento de tensioactivos.
15. Un método de acuerdo con una cualquiera de
las reivindicaciones precedentes, en el que la placa antivibración
está recubierta sobre una o más de sus superficies con un
recubrimiento superficial en forma de red fibrosa formada de un
material polimérico termoplástico.
16. Un método de aplicar un sistema amortiguador
de vibraciones a un terreno sometido a vibraciones, comprendiendo
el citado método las etapas de:
- (i)
- proporcionar una placa antivibración, usando el método de acuerdo con las reivindicaciones 1 ó 4,
- (ii)
- recubrir opcionalmente una o más superficies de la placa antivibración como se ha definido en las reivindicaciones,
- (iii)
- aplicar la placa antivibración sobre el terreno con su primera superficie principal hacia arriba, y
- (iv)
- recubrir la primera superficie principal de la placa antivibración con hormigón, piedras, grava, tierra y/o asfalto.
\vskip1.000000\baselineskip
17. Un método de aplicar un sistema amortiguador
de vibraciones de acuerdo con la reivindicación 16, en el que la
superficie principal de la placa antivibración está recubierta con
una capa de recubrimiento en forma de geotextil exento de
tensioactivos y/o una capa central de drenaje o esterilla de
drenaje, preferiblemente como las definidas en las reivindicaciones
anteriores, antes de su aplicación sobre el terreno, estando la
citada capa de recubrimiento y la citada placa antivibración unidas
entre sí por encolado o por fusión térmica.
18. Un método de aplicar un sistema amortiguador
de vibraciones de acuerdo con la reivindicación 16, en el que
primero se aplica sobre el terreno la placa antivibración y después
se aplica sobre la primera cara principal del cartón de fibras
minerales una capa de recubrimiento en forma de geotextil exento de
tensioactivos y/o una capa central de drenaje o esterilla de
drenaje, preferiblemente como las definidas en las reivindicaciones
anteriores.
19. Un método de aplicar un sistema amortiguador
de vibraciones de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones
16 a 18, en el que la primera superficie de la placa antivibración
o la primera superficie opcionalmente recubierta de la placa
antivibración se recubre con hormigón, piedras, grava, tierra y/o
asfalto, comprendiendo además el citado método la etapa de aplicar
una vía férrea sobre el sistema amortiguador de vibraciones.
20. Uso de un sistema amortiguador de
vibraciones obtenido por un método de acuerdo con una cualquiera de
las reivindicaciones precedentes para amortiguar las vibraciones
causadas por trenes, trolebuses, tranvías y/u otros elementos de
transporte en una vía férrea o carretera, en el que el uso comprende
la incorporación del sistema amortiguador de vibraciones debajo de
la vía férrea y/o carretera.
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