ES2386607B1 - Sistema de cimentación modular de instalación y desinstalación rápida para la construcción de presas hidráulicas inflables y presa hidráulica que lo contiene - Google Patents

Abstract

Sistema de cimentación modular de instalación y desinstalación rápida para la construcción de presas hidráulicas inflables y presa hidráulica que lo contiene.#Se propone un sistema de cimentación modular conformado a partir de bloques paralelepípedos, dispuestos sobre un soporte al que se fija, mediante elementos que pasan a través de los bloques mencionados, el elemento inflable de la presa que consigue la retención del agua.#Con esta disposición se consigue crear un soporte horizontal para el elemento neumático y que su anclaje sea resistente al empuje de la corriente de agua.

Description

SISTEMA DE CIMENTACiÓN MODULAR DE INSTALACiÓN Y DESINSTALACiÓN RÁPIDA PARA LA CONTRUCCIÓN DE PRESAS HIDRÁULICAS INFLABLES y PRESA HIDRÁULICA QUE LO CONTIENE

SECTOR DE APLICACiÓN DE LA INVENC:IÓN La presente invención se enmarca dentro del sector técnico de la industria dedicada al diseño e instalación de presas hidráulicas para la regulación y aprovechamiento de los cauces de los ríos. Más concretamente, en el sector del diseño e instalación de presas

o diques que comprenden un elemento neumático o inflable.

OBJETO DE LA INVENCiÓN La invención se refiere a un sistema de cimentación modular de impacto medioambiental minimizado, fácil logística e instalación y desinstalación rápida para fijar el elemento neumático de un dique o presa hidráulica inflable. Por su carácter modular y el reducido tamaño de sus elementos constituyentes, la invención puede instalarse en el cauce de ríos con difícil acceso y puede ser transportada con facilidad a zonas afectadas por emergencias o países en vías de desarrollo.

La ubicación de presas inflables sobre este sistema de cimentación permite el desarrollo de las actividades económicas de la zona y a la vez un tratamiento afable y respetuoso del cauce del río y su entorno, antes y después de la intervención ya que tanto la presa inflable como el sistema de cimentación objeto de la invención pueden ser instalados y desmantelados sin necesidad de desplegar maquinaria especial y minimizando los impactos ambientales.

ANTECEDENTES DE LA INVENCiÓN

La forma tradicional de construir captaciones superficiales en ríos ha sido mediante azudes de piedra u hormigón que, provocan afecciones derivadas de la instalación de cualquier represa (obstáculo para seres vivos, imposibilidad de remonte de determinadas especies para acudir a los hezaderos en épocas de reproducción o modificación del flujo de material en el curso, entre otros); y además las derivadas de la construcción de accesos para materiales y maquinaria.

Los diques inflables para embalses o control de agua son bien conocidos en ingeniería e incluso existen numerosos productos comerciales. A modo de ejemplo, pueden consultarse las patentes US4,299,514 o US4,314,774 que describen dos tipos de diques neumáticos similares a los que se pueden utilizar fijados al sistema de cimentación propuesto. Estos diques inflables deben fijarse a una base o soporte, normalmente losas de hormigón construidas in situ, para evitar ser arrastrados por la corriente.

Por parte del solicitante se desconoce la existencia de ningún otro tipo de sistema de cimentación que presente unas características técnicas, estructurales y constitutivas semejantes a las que describen en la presente memoria

EXPLICACiÓN DE LA INVENCiÓN

Se propone un sistema de cimentación modular formado por elementos prefabricados de reducido peso y tamaño, transportables en vehículos todoterrenos, pequeños camiones, e incluso en contenedores transportados con helicópteros, que resulta fácilmente instalable y desinstalable. Además, su proceso de instalación no afecta prácticamente el entorno del enclave donde se ubica.

El sistema de cimentación modular está eSElncialmente conformado a partir de bloques paralelepípedos, preferentemente cubos, fabricados en algún material resistente y más pesado que el agua, preferentemente hormigón, dispuestos sobre un soporte al que se fija, mediante elementos que pasan a través de los bloques mencionados, el elemento inflable de la presa que consigue la rete·nción del agua. Con esta disposición se consigue crear un soporte horizontal para e·1 elemento neumático y que su anclaje sea resistente al empuje de la corriente de agua.

Este sistema tiene un coste de fabricación reducido, es fácilmente transportable a zonas de difícil acceso, y no precisa maquinaria adicional para su instalación y desinstalación. La instalación del sistema dE3 cimentación sustituye a la engorrosa obra de ejecución de una losa de cimentación y reduce el impacto ambiental que ésta conlleva. Además, el sistema de cimentación propuesto es desmontable y totalmente reutilizable.

DESCRIPCiÓN DE LOS DIBUJOS

Las figuras presentadas en esta memoria tienen mero carácter ilustrativo y no limitativo.

Figura 1.& Representación esquemática de la disposición para retención de agua del sistema de cimentación modular ubicado en el cauce de un río. es representa el conjunto de bloques paralelepipédicos situados sobre el soporte T al que se fija el elemento neumático N a través de los elem~~ntos conectores B.

Figura 2.· Representación esquemática de un bloque, e, que forma parte del sistema de cimentación modular, en el que a1 y a2 representan un posible sistema de ensamblaje en el que la parte saliente o espiga a2 encaja en la parte entrante o caja a1 de otro bloque situado debajo y o representa las oquedades, ranuras, o muescas ranuradas que conectan la parte superior del conjunto de bloques con su parte inferior.

Figura 3.-Representación esquemática de la colocación de varios bloques e que muestra la forma en la que los elementos conectores B unen la parte superior del conjunto con el soporte T a través de las oquedades, ranuras, o muescas ranuradas practicadas en dichos bloques.

Figura 4.-Representación esquemática de dos bloques adyacentes en los que G representa los elementos de unión e i representa los agujeros, perforaciones o muescas en los que se insertan dichos elementos para mantener los bloques unidos sin necesidad de adhesivos adicionales.

Figura 5.-Representación esquemática de un modo de realización para el soporte T al que se fijan los elementos B, unidos a unas láminas o pletinas, m, que forman un entramado o rejilla. P representa los perfiles en forma de "L" que conforman el perímetro del soporte.

Figura 6.-Representación de una lámina o pletina m, que conforma el soporte del sistema de cimentación modular, a la que se fijan adicionalmente los elementos de anclaje, x, que penetran en el terreno incrementando la fijación del conjunto al suelo impidiendo el desplazamiento horizontal del conjunto por el empuje del agua.

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DESCRIPCiÓN DETALLADA DE LA INVENCiÓN

El sistema de cimentación modular objeto de la presente invención (Fig.1), sobre el que se coloca un elemento neumático () inflable (N) para conformar una presa hidráulica, comprende los siguientes elementos:

una pluralidad de bloques paralelepipédicos (es), preferentemente cúbicos

un soporte (T), sobre el que se colocan dichos bloques, y

una pluralidad de elementos conectores (B), preferentemente barras o

cables, que están fijados simultüneamente al mencionado soporte (T) y al

elemento neumático de la presa.

Este sistema de cimentación conforma un soporte horizontal para el elemento neumático (N), que queda fijado a los elementos conectores (B) de forma que su anclaje es resistente al empuje de la corriente de agua.

Características de los Bloques Los bloques (C) que forman parte del sistema de cimentación tienen forma sensiblemente paralelepipédica, preferenternente cúbica, y presentan (Fig. 2) al menos una oquedad, ranura, o muesca ranurada (o), que permite el paso de elementos conectores (6) desde la parte superior del bloque hasta parte inferior, permitiendo que, al apilar los bloques (Fig. 3), pueda conectarse la parte superior de la pila con la inferior y, consecuentemente, poder fijar el elemento neumático o inflable (N) al soporte (T) que está apoyado en el cauce del río y sobre el que se colocan los bloques.

Las oquedades, ranuras, o muescas ranuradas (o), pueden tener cualquier configuración y estar situada en cualquier parte del bloque (C), aunque preferentemente serán verticales y estarán practicadas en dos caras laterales opuestas del bloque de forma que quede un espacio hueco entre la unión lateral de dos bloques.

Adicionalmente, estos bloques presentan un sistema de ensamblaje para unir dos o más bloques adyacentes. Este sistema de ensamblaje se configurará, preferentemente, de forma que permita ensamblar cada bloque con el dispuesto justo debajo, (Fig.2), teniendo cada bloque una parte saliente o espiga (a2) en su cara

inferior que se corresponde en forma, posición y dimensiones con una parte entrante una parte entrante o caja (a1) en su cara superior, de forma que dicha parte saliente (a2) encaja en la parte entrante (a2) de otro bloque situado debajo.

Las aristas de los bloques medirán preferentemente entre 150 y 250 mm de lado, más preferentemente 200 mm. Estas dimensiones se ajustarán en función del material utilizado para que cada bloque fabricado en hormigón pese unos 20 kg Y pueda ser transportado por una persona sin ayuda de medios mecánicos, facilitando así su ubicación final en zonas de difícil acceso" Los bloques y estarán fabricados en un material resistente y más pesado que el agua, preferentemente hormigón armado.

Opcionalmente (Fig. 4), los bloques pueden estar provistos de agujeros, perforaciones

o muescas (i), al menos en su cara superior, de forma que un bloque pueda mantenerse unido a otro bloque adyacente mediante la inserción de grapas (G), haciendo innecesaria la utilización de material adhesivo entre los bloques y facilitando así su montaje y desmontaje.

También de forma opcional, para facilitar su transporte sin necesidad de medios mecánicos, los bloques pueden estar provistos de un asa que, una vez colocado el bloque, quede oculta en el interior de la caja de su cara superior, si se opta por el sistema de ensamblaje comentado, o estar provistos de unas muescas o ranuras en las que se pueda insertar un gancho, un cal)le o cualquier otro elemento o aparato que haga las funciones de asa extraíble.

Características de los elementos conectores Los elementos conectores (8) que forman parte del sistema de cimentación deben tener una altura o longitud mayor que la altura del conjunto de bloques (e s), que servirá como soporte al elemento neumático, y están fijados al soporte (T) situado bajo el conjunto de bloques.

Los elementos conectores (8) pueden estar formados por barras, tubos, cables o combinaciones de estos elementos (por ejemplo, trípodes formados por varias barras). La fijación se puede realizar mediante solda.dura, aunque preferentemente se utilizarán medios fácilmente desmontables como pernos, tuercas o pasadores.

Su disposición a través de los bloques debe permitir que, el elemento neumático (N) colocado sobre el conjunto de bloques (es) se pueda fijar a estos elementos y soportar el empuje de la corriente de agua.

5 El número de estos elementos conectores (8) es variable y dependerá de las dimensiones de la presa y de las características del elemento neumático. Pueden estar situados en a lo largo de una dirección, preferentemente perpendicular a la dirección de la corriente (Fig. 5) o tener una disposición bidimensional sobre el soporte.

Características del soporte El soporte (T) sobre el que se colocan los bloques (C) se caracteriza por estar confeccionado con 4 o más perfiles (p) en "L" que, formando de marco a lo largo del

15 perímetro que formará el conjunto de bloques, están unidos por una pluralidad de láminas o pletinas (m), distribuidas preferentemente a lo largo de dos direcciones, a modo de entramado o rejilla (Fig. 5).

Tanto los perfiles (p) como las láminas o pletinas (m) estarán fabricados 20 preferentemente en acero inoxidable.

Al colocar los bloques de esta manera, su peso aporta un empuje vertical que refuerza la fijación de la estructura al suelo, contrarrestando el empuje horizontal del agua retenida.

25 Adicionalmente (Fig. 6) , este soporte (T) puede estar provisto de elementos adicionales de anclaje (x), preferentemente pernos, que, fijados en su parte inferior, penetran en el terreno aumentando la resistencia del conjunto al empuje de la corriente de agua.

REALtZACtÓN PREFERENTE DE LA tNVl,NCtÓN

35 El sistema de cimentación modular preferente comprendería una pluralidad de bloques

(C) cúbicos que poseen una parte entrante o caja (a1) en su cara superior y una parte

saliente o espiga (a2) en su cara inferior, que se corresponden en forma, dimensiones y posición, de forma que dicha parte saliente encaja en la parte entrante de otro bloque situado debajo.

En dicha caja (a1) se practican una o varias hendiduras que permitan introducir un gancho, un cable o un asa y así facilitar su transporte sin necesidad de medios mecánicos.

Cada bloque (C) posee dos muescas (o) semicilíndricas verticales practicadas en dos caras laterales opuestas que permiten el paso de un elemento conector (B) entre dos bloques adyacentes y 8 muescas (i) practicadas en su cara superior, de forma que permiten unir dos bloques adyacentes mediante grapas de acero.

Los bloques están fabricados en hormigón armado y tienen unas dimensiones de 200x200x200 mm3, sin contar las dimHnsiones de la espiga del sistema de ensamblaje.

Gracias a esta geometría, es posible conformar la cimentación sin requerir mezcla adherente, conformando un muro con flexibilidad estructural frente a fuerzas verticales y horizontales.

Tras el homogeneizado y apisonado del lecho fluvial se dispone sobre él el soporte de del sistema de cimentación.

Este soporte (T) está conformado por una pluralidad de perfiles (p) de acero inoxidable en forma de L de 50x50x4 mm3 o con un tratamiento galvanizado protector en su defecto, formando un marco. Las dimensiones en planta son, preferentemente, el ancho de la presa y el doble de la altura del dique para la profundidad.

Unas láminas o pletinas (m) de acero cruzadas en las dos direcciones se atornillarán a los perfiles del marco. Sobre ellas se un'irán los pernos mediante tornillos de alta resistencia. Estas se encuentran separadas, dispuestas sobre el marco cada 200 mm, de forma que la parte saliente o espiga (a2) situada en la parte inferior de los bloques queda enterrada el suelo.

B

En la base se fijan los elementos adicionales de anclaje (x), que en este modo de realización serán una pluralidad de pernos de acero inoxidable, que quedarán clavadas al terreno. Esto conferirá aún mayor resistencia al vuelco del grupo estructural.

Fijadas a estas láminas o pletinas (m) de forma perpendicular se disponen unas barras de acero, que harán las veces de elementos conectores (8), con diámetro inferior al diámetro de las muescas verticales (o) practicadas en los bloques (e).

10 Una vez dispuesto el soporte y fijadas las barras de acero, se coloca encima una primera capa de bloques de forma que las barras pasen a través por el hueco dejado por las muescas verticales de dos bloques adyacentes. Se fijan estos bloques con grapas y se colocan encima nuevas ca.pas de bloques hasta alcanzar la altura deseada (entre 500 mm y 1000 mm).

15 Adicionalmente se pueden rellenar las juntas dejadas entre los bloques con una pistola de masilla estructural o similar, si bien este sellado dificulta el posterior desmontaje.

Para impermeabilizar la losa modular se instalará una lámina de polietileno o similar, 20 cubierta por una pequeña capa de terreno a.luvial.

Sobre esta capa se apoyará el elemento neumático (N) del dique y se fija a la parte superior de las barras de acero que hacen ele elementos conectores.

Claims (8)

1. REIVINDICACIONES

   1. Sistema de cimentación modular para conformar una presa hidráulica inflable,

   S que comprende los siguientes elem€~ntos: una pluralidad de bloques paralelepipédicos, preferentemente cúbicos un soporte sobre el que se colocan dichos bloques, y una pluralidad de elementos conectores, preferentemente barras o cables, que están fijados simultáneamente al mencionado soporte y al elemento

   10 neumático de la presa.
2. 2. Sistema de cimentación modular $Iegún reivindicación anterior, caracterizado porque los bloques que lo conforman presentan al menos una oquedad, ranura,

   o muesca ranurada, que permite el paso de elementos conectores desde la 15 parte superior del bloque hasta parte inferior.
3. 3. Sistema de cimentación modular slegún reivindicación anterior, caracterizado porque las oquedades, ranuras, o muescas ranuradas están practicadas en dos caras laterales opuestas del bloque.
4. 4. Sistema de cimentación modular según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque los bloques poseen medios de ensamblaje que permiten unir varios bloques adyacentes.

   25 5. Sistema de cimentación modular slegún reivindicación anterior, caracterizado porque cada bloque posee una parte saliente o espiga en su cara inferior que se corresponde en forma, posición y dimensiones con una parte entrante o caja situada en su cara superior.

   30 6. Sistema de cimentación modular según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque las aristas de los bloques medirán entre 150 y 250 mm de lado, preferentemente 200 mm.

5. 7. Sistema de cimentación modular según cualquiera de las reivindicaciones

   caracterizado porque cada bloque posee una pluralidad de muescas, al menos

   en su cara superior, de forma que un bloque pueda mantenerse unido a otro bloque adyacente mediante la inserción de grapas.
6. 8. Sistema de cimentación modular según cualquiera de las reivindicaciones caracterizado porque el soporte está confeccionado con 4 o más perfiles en "L"

   5 en forma de marco y están unidos por una pluralidad de láminas, distribuidas preferentemente a lo largo de dos direcciones.
7. 9. Sistema de cimentación modular según cualquiera de las reivindicaciones que

   comprende una pluralidad de elementos de anclaje que, fijados en la parte 10 inferior del soporte, penetran en el tElrreno.
8. 10. Presa hidráulica inflable que comprende un sistema de cimentación según cualquiera de las reivindicaciones anteriores.