ES2369049T3 - Método para retirar depósitos aluviales del fondo de una zona acuática. - Google Patents

Método para retirar depósitos aluviales del fondo de una zona acuática. Download PDF

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Abstract

Método para retirar depósitos aluviales del fondo de una zona acuática, en el que la capa de depósitos aluviales (6) situada en el fondo (13) es transportada a un lugar (16) de descarga y en el que la retirada de los depósitos aluviales (6) tiene lugar debajo de una campana (2) de inmersión situada en el fondo acuático (13) o cerca del mismo y en la que se genera una presión de aire que es prácticamente igual o superior a la presión de la columna de agua medida fuera de la campana (2) de inmersión desde el borde inferior (5) de la campana (2) de inmersión hasta el nivel (17) del agua, caracterizado por el hecho de que los depósitos aluviales (6) son absorbidos in situ por una bomba (14) y son transportados al lugar (16) de descarga a través de un tubo (15), en el que el lugar (16) de descarga mencionado anteriormente está dispuesto en un barco (8), y por el hecho de que la campana (2) de inmersión mencionada anteriormente está conectada al barco mediante un eje (7) que está dotado de un tubo (11) de presión a través del que es posible comprimir aire con medios conocidos (12) para obtener la presión de aire mencionada anteriormente en la campana (2) de inmersión.

Description

Método para retirar depósitos aluviales del fondo de una zona acuática
La presente invención se refiere a un método para retirar depósitos aluviales del fondo de una zona acuática.
De forma específica, el método se refiere al bombeo sumergido de depósitos aluviales contaminados con una producción mínima de turbulencias.
Es sabido de forma general que los depósitos aluviales de las vías navegables marítimas pueden estar contaminados con sustancias químicas tóxicas y metales pesados producto de descargas accidentales o ilegales o de fugas procedentes de instalaciones industriales. A medida que los estándares de seguridad ambiental se han hecho más exigentes, la fracción de depósitos aluviales que puede ser considerada como contaminada ha crecido y la importancia del problema ha aumentado.
Un ejemplo práctico a tener en cuenta es la tributiltina (TBT), que ha sido usada con frecuencia como componente principal de pinturas para barcos desde los años sesenta del siglo veinte para repeler organismos marinos de los cascos. Desde que se hizo evidente que la acumulación de TBT en zonas portuarias tiene un efecto negativo en los organismos marinos a los que no estaba destinada, el uso de TBT ha sido prohibido gradualmente en todo el mundo. Aunque la presencia de TBT en las pinturas para barcos ha sido prohibida desde el 1 de enero de 2008, todavía es posible encontrar TBT en los depósitos aluviales de zonas portuarias y vías navegables marítimas. Es muy probable que estos depósitos aluviales sean considerados como contaminados cada vez por más autoridades públicas, y deberán ser retirados del fondo de las zonas acuáticas implicadas.
Existe un problema que consiste en que las presentes técnicas de dragado para retirar depósitos aluviales del fondo de una zona acuática resultan con frecuencia relativamente ineficaces, ya que las mismas provocan numerosas turbulencias, de modo que los depósitos aluviales son removidos.
Dicha acción de remover durante las actividades de dragado aumenta el contenido de agua en los depósitos aluviales. Esto resulta un inconveniente, ya que el contenido de humedad deberá ser retirado parcial o totalmente al limpiar los depósitos aluviales que son transportados a la superficie.
Un mayor contenido de humedad encarece relativamente el proceso de dragado y aumenta la duración de la limpieza de los depósitos aluviales.
Otro inconveniente de las turbulencias producidas consiste en que los depósitos aluviales contaminados removidos se extienden por la zona acuática y pueden mezclarse con depósitos aluviales no contaminados, en tanto que el dragado y la retirada de los depósitos aluviales deben mantenerse in situ el mayor tiempo posible.
Para retirar depósitos aluviales in situ, sería posible, por ejemplo, hacer descender un tubo hasta la capa de depósitos aluviales contaminados, conectado a una bomba situada en la costa o en un barco, tal como se describe en JP-A-03 151 421, en US-A-4.053.181, en DE 3 923 113 A1 o en US-B1-6.189.243. No obstante, esto podría provocar problemas por el hecho de que el diámetro del tubo no debería ser suficientemente grande para no producir demasiadas turbulencias cuando el tubo está siendo desplazado o movido. Los experimentos han demostrado que las turbulencias quedan limitadas cuando el tubo tiene un diámetro inferior a 15 cm (6 pulgadas).
Un inconveniente de un tubo pequeño de este tipo consiste en que la retirada de un gran volumen de depósitos aluviales pasa a ser muy duradera y, de este modo, cara.
Debido a que las técnicas tradicionales para retirar depósitos aluviales producen muchas turbulencias o son demasiado caras, las autoridades públicas tienden a dejar las zonas acuáticas que se sabe que tienen una capa de depósitos aluviales contaminados tal como están para no correr el riesgo de que se produzca una extensión de la contaminación debida a cualquier posible retirada y acción de remover ineficaz.
Esto implica numerosos inconvenientes. Por lo tanto, algunas zonas portuarias dejan de dragarse o de desarrollarse, y grandes zonas de gran valor económico permanecen sin usar.
En la patente US 635.270 se ha propuesto otra solución que describe un método para retirar depósitos aluviales según el preámbulo de la reivindicación 1 y un dispositivo según el preámbulo de la reivindicación 3.
El objetivo de la presente invención es solucionar estos y otros inconvenientes.
Con este fin, se da a conocer un método para retirar depósitos aluviales según la reivindicación 1.
Una ventaja de este método consiste en que se producen pocas turbulencias cuando los depósitos aluviales son absorbidos mediante una bomba, de modo que prácticamente ningún depósito aluvial o ningún depósito aluvial es removido fuera de la campana de inmersión. Esto resulta especialmente importante en casos en los que los depósitos aluviales están contaminados por sustancias químicas.
Una ventaja adicional consiste en que los depósitos aluviales situados junto a la campana de inmersión también son absorbidos, de modo que se crea un flujo de depósitos aluviales desde el entorno de la bomba en el interior de la campana de inmersión. Esto resulta ventajoso para el proceso de retirada y aumenta su eficacia.
El hecho de que el método usa una campana de inmersión que está conectada a un barco mediante un eje ofrece la ventaja de que un buceador puede bajar por el eje desde el barco y entrar en la campana de inmersión para llevar a cabo operaciones de inspección o funcionales.
Esto también ofrece la ventaja de que es posible trabajar a gran profundidad si el eje es suficientemente largo.
Preferiblemente, el método usa una bomba de émbolo convencional u otra bomba de pistón.
La invención también se refiere a un dispositivo según la reivindicación independiente 3 que puede ser usado con un método según la invención.
Para explicar mejor las características de la invención, se describen las siguientes realizaciones preferidas, solamente a título de ejemplo en ningún modo limitativo, haciendo referencia a los dibujos que se acompañan, en los que:
las figuras 1 y 2 representan esquemáticamente un corte transversal vertical de un dispositivo según la invención para ilustrar el método.
La figura 1 muestra un dispositivo 1 con el que es posible llevar a cabo el método según la invención.
El dispositivo 1 consiste en una campana 2 de inmersión diseñada como una cámara 3 que está cerrada por todo su alrededor y que está abierta hacia el fondo y encerrada lateralmente y por la parte superior por una pared 4 cerrada circundante. La pared 4 tiene un borde inferior estrechado en la parte inferior, denominado a continuación cuchilla 5, con el que la campana 2 de inmersión puede penetrar en una capa 6 de depósito aluvial y puede separar parcialmente los depósitos aluviales situados en el interior de la cámara 3.
En la parte superior de la pared 4, la campana 2 de inmersión está conectada a un eje 7 que conecta la campana 2 de inmersión a un barco 8.
Un buceador 9 puede bajar por este eje desde el barco 8 y entrar en la campana 2 de inmersión a través de una compuerta 10, y es posible bombear aire por un tubo 11 a presión, según la flecha A, con medios conocidos 12.
La campana 2 de inmersión se hace descender hasta quedar situada junto al fondo 13 o en el mismo, a efectos de retirar la capa de depósitos aluviales 6 presentes con una bomba 14 dispuesta en la cámara 3. La bomba 14 transporta los depósitos aluviales absorbidos a través de un tubo 15 a un lugar 16 de descarga, por ejemplo, en forma de almacén o depósito del barco 8, situado al nivel 17 del agua. Preferiblemente, el tubo está guiado a través de una abertura 18 estanca al agua de la pared 4 de la campana de inmersión, aunque el mismo también puede estar dispuesto a través de un tramo del eje 7.
Opcionalmente, es posible disponer varios elementos de ayuda adicionales. Por lo tanto, es posible disponer medios a través de los cuales un buceador 9 puede entrar en la campana 2 de inmersión a través del eje 7. Los mismos pueden consistir en un ascensor 6, aunque en el caso de la figura 1 los mismos consisten simplemente en una escalerilla 19.
La parte superior de la pared 4 de la cámara 3 también puede estar dotada de una guía 20 que está conectada a la bomba 14 y con la que es posible colocar la bomba 14 a través de un sistema de control, no mostrado en las figuras. Opcionalmente, la guía puede guiar la bomba 14 verticalmente, así como horizontalmente.
Unos depósitos 21 de flotación pueden estar dispuestos en la pared 4 de la campana 2 de inmersión para hacer descender y ascender la campana 2 de inmersión. De este modo, una cámara 22 de bomba permite ajustar el lastre de los depósitos 21 de flotación.
El método para retirar depósitos aluviales según la invención con un dispositivo 1 según la figura 1 resulta sencillo y se describe a continuación.
Después de que la campana 2 de inmersión ha sido descendida desde el nivel 17 del agua hasta la capa 6 de depósito aluvial, ajustando el lastre de los depósitos 21 de flotación, se bombea aire a la campana 2 de inmersión, según la flecha A.
En consecuencia, en la cámara 3 de la campana 2 de inmersión se establece una presión de aire tal que el agua es expulsada, ya que la presión del aire es prácticamente igual o superior a la columna de agua determinada por la altura entre el borde inferior de la cuchilla 5 y el nivel 17 del agua.
Preferiblemente, para evitar la creación de turbulencias en la mayor medida posible, dicha presión en el interior de la cámara 3 se establece en el momento en el que la campana 2 de inmersión es sumergida, siendo descendida gradualmente a continuación la campana 2 de inmersión hasta la capa 6 de depósito aluvial. La manera más sencilla de hacer esto consiste en medir la profundidad de la zona acuática con un sónar y ajustar la presión a la presión de la columna de agua con una altura desde el fondo 13 hasta el nivel 17 del agua.
A continuación, la bomba 14 es activada con medios conocidos y los depósitos aluviales son absorbidos in situ, tal como indican las flechas B, y son bombeados al lugar 16 de descarga del barco 8 a través del tubo 15, según la flecha C.
Es posible colocar la bomba 14 mediante un sistema GPS, o es posible colocar la totalidad de la campana 2 de inmersión con medios conocidos, pudiendo ser programado de este modo un recorrido determinado de forma precisa para retirar in situ los depósitos aluviales.
Las turbulencias producidas en la capa 6 de depósito aluvial quedan limitadas y se evita que los depósitos aluviales contaminados salgan de la campana 2 de inmersión. Mejor todavía, gracias a la presión negativa de la bomba 14 en la campana 2 de inmersión, los depósitos aluviales situados fuera de la cámara 3 serán absorbidos por debajo de la cuchilla 5 según las flechas D. Esto no solamente permite obtener un mayor control sobre la retirada de los depósitos aluviales in situ, sino que la presión en la cámara 3 favorece un movimiento de vuelco dirigido hacia dentro, a diferencia de las técnicas tradicionales, en las que el movimiento de vuelco siempre está dirigido hacia fuera. Esto resulta ventajoso, ya que, por un lado, la retirada de los depósitos aluviales será más eficaz y, por otro lado, se evita la extensión de los depósitos aluviales contaminados.
Para favorecer adicionalmente dicho movimiento de vuelco hacia dentro es posible disponer aberturas en la cuchilla 5 de la campana de inmersión. Por lo tanto, es posible absorber los depósitos aluviales del exterior de la campana 2 de inmersión después de que la campana 2 de inmersión con su cuchilla 5 ha descendido hasta el fondo 13.
También es posible que la cuchilla 5 de la campana de inmersión quede situada justo sobre la capa 6 de depósito aluvial y que la bomba 14 sobresalga por debajo de la cuchilla 5 y penetre en la capa 6 de depósito aluvial. Con este fin, es posible disponer medios para elevar y descender verticalmente la bomba en cooperación con la guía 19 mencionada anteriormente.
También es posible situar la cuchilla 5 de la campana de inmersión a la altura de la capa 6 de depósito aluvial y establecer en la campana 2 de inmersión una presión de aire tal que el agua es expulsada, ya que la presión del aire es prácticamente igual, aunque de hecho es algo inferior, con respecto a la columna de agua determinada por la altura entre el borde inferior de la cuchilla 5 y el nivel 17 del agua.
Con este método, tal como se muestra en la figura 2, la presión del aire en la campana 2 de inmersión se ajusta a la columna de agua determinada por la altura del nivel 24 del agua en la cámara 3 con respecto al nivel 17 del agua del entorno.
Este método permite que un pequeño volumen de agua y/o depósitos aluviales penetren en el interior de la cámara 3 para mejorar la acción de succión de la bomba 14. Un pequeño volumen de agua y/o depósitos aluviales en el interior de la cámara 3 hace posible variar la densidad relativa de los depósitos aluviales absorbidos in situ, es decir, en este caso, en el interior de la cámara 3, y minimizar adicionalmente las turbulencias generadas.
No obstante, la presión del aire en el interior de la cámara 3 permanecerá de este modo prácticamente igual a la columna de agua determinada por la altura entre el borde inferior de la cuchilla 5 y el nivel 17 del agua.
En la práctica, el objetivo consiste en hacer que una altura de 20 a 30 cm de agua y/o depósitos aluviales entre en la cámara 3. Al trabajar a una profundidad, por ejemplo, de 30 m, la columna de agua desde el borde inferior de la cuchilla 5 hasta el nivel 17 del agua llegará hasta 3 bar, y la presión establecida en la campana 2 de inmersión será equivalente a la columna de agua con una altura desde el nivel 24 del agua en la cámara 3 hasta el nivel 17 del agua del entorno, es decir, 2,97 bar, o sea, existirá una diferencia del 1%. No se excluye disponer varias bombas 14 en la campana 2 de inmersión conectadas al menos a un lugar 16 de descarga mediante varios tubos 15. Esto resulta indicado cuando es necesario retirar un gran volumen de depósitos aluviales contaminados.
Un ejemplo práctico comprende 6 bombas 14 en una campana 2 de inmersión para retirar depósitos aluviales contaminados situados a una profundidad de hasta 30 m con un caudal de 600 a 1000 m3/h.
Evidentemente, en la descripción anterior, por presión del aire en la cámara 3 de la campana 2 de inmersión se entiende la presión de aire relativa con respecto al nivel 17 del agua, y no la presión absoluta en la cámara 3.
La presente invención no se limita en ningún modo al método y a la realización descritos a título de ejemplo y representados en los dibujos que se acompañan; por el contrario, tal método y tal dispositivo para retirar depósitos aluviales según la invención pueden ser realizados de muchas maneras diferentes dentro del alcance de la invención.

Claims (7)

  1. REIVINDICACIONES
    1. Método para retirar depósitos aluviales del fondo de una zona acuática, en el que la capa de depósitos aluviales
    (6) situada en el fondo (13) es transportada a un lugar (16) de descarga y en el que la retirada de los depósitos aluviales (6) tiene lugar debajo de una campana (2) de inmersión situada en el fondo acuático (13) o cerca del mismo y en la que se genera una presión de aire que es prácticamente igual o superior a la presión de la columna de agua medida fuera de la campana (2) de inmersión desde el borde inferior (5) de la campana (2) de inmersión hasta el nivel (17) del agua, caracterizado por el hecho de que los depósitos aluviales (6) son absorbidos in situ por una bomba (14) y son transportados al lugar (16) de descarga a través de un tubo (15), en el que el lugar (16) de descarga mencionado anteriormente está dispuesto en un barco (8), y por el hecho de que la campana (2) de inmersión mencionada anteriormente está conectada al barco mediante un eje (7) que está dotado de un tubo (11) de presión a través del que es posible comprimir aire con medios conocidos (12) para obtener la presión de aire mencionada anteriormente en la campana (2) de inmersión.
  2. 2.
    Método para retirar depósitos aluviales del fondo de una zona acuática según la reivindicación 1, caracterizado por el hecho de que la bomba (14) mencionada anteriormente es una bomba de émbolo convencional.
  3. 3.
    Dispositivo para retirar depósitos aluviales del fondo de una zona acuática, en el que el dispositivo (1) consiste en una campana (2) de inmersión que está formada por una cámara (3) que está abierta hacia el fondo y cerrada por todo su alrededor por una pared cerrada (4) hacia la parte superior, en el que la cámara (3) separa al menos parcialmente la capa (6) de lodo a retirar in situ, caracterizado por el hecho de que una bomba (14) está dispuesta en la cámara (3) y está conectada a un lugar (16) de descarga para los depósitos aluviales (6) a retirar mediante un tubo (15), por el hecho de que el dispositivo (1) comprende además un eje (7) que conecta la campana (2) de inmersión a un barco (8), y por el hecho de que dicho eje (7) comprende un tubo (11) de presión a través del que es posible comprimir aire con medios (12) para crear una presión de aire en la cámara (3) que es prácticamente igual o superior a la presión de una columna de agua que tiene una altura desde el borde inferior (5) de la campana
    (2) de inmersión hasta el nivel (17) del agua.
  4. 4.
    Dispositivo para retirar depósitos aluviales del fondo de una zona acuática según la reivindicación 3, caracterizado por el hecho de que la cámara tiene un borde (5) inferior estrechado.
  5. 5.
    Dispositivo para retirar depósitos aluviales del fondo de una zona acuática según la reivindicación 4, caracterizado por el hecho de que el borde (5) inferior estrechado está dotado de aberturas.
  6. 6.
    Dispositivo para retirar depósitos aluviales del fondo de una zona acuática según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores 3 a 5 incluidas, caracterizado por el hecho de que el tubo (15) está guiado a través de una abertura (18) estanca al agua en la pared (4) mencionada anteriormente.
  7. 7.
    Dispositivo para retirar depósitos aluviales del fondo de una zona acuática según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores 3 a 6 incluidas, caracterizado por el hecho de que una guía (19) está dispuesta en la campana (2) de inmersión para colocar verticalmente y/o horizontalmente la bomba (14) con medios conocidos.
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