ES2531389B1

ES2531389B1 - Sistema inflable modular y desmontable para construir diques

Info

Publication number: ES2531389B1
Application number: ES201431425A
Authority: ES
Inventors: Fernando Delgado Ramos; José Antonio Moreno Pérez; David ÁVILA RODA
Original assignee: Universidad de Granada
Current assignee: Universidad de Granada
Priority date: 2014-09-29
Filing date: 2014-09-29
Publication date: 2015-12-22
Anticipated expiration: 2034-09-29
Also published as: ES2531389A1; WO2016051002A1

Abstract

Sistema inflable modular y desmontable para construir diques.#La presente invención consiste en un sistema inflable para usarse como cuerpo de una presa que iría fijado a un sistema de cimentación. 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.

Description

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DESCRIPCION

Sistema inflable modular y desmontable para construir diques.

SECTOR DE APLICACION DE LA INVENCION

La presente invention se enmarca dentro del sector tecnico de la industria dedicada al diseno e instalacion de presas hidraulicas para la regulation y aprovechamiento de los cauces de los rlos. Mas concretamente, en el sector del diseno e instalacion de presas o diques que comprenden un elemento neumatico o inflable. Tambien se enmarca en el campo de la valorization de residuos, ya que es susceptible de utilizar materiales reciclables.

OBJETO DE LA INVENCION

La invencion se refiere a un sistema inflable para usarse como cuerpo de una presa centrado en el elemento neumatico de un dique o presa hidraulica inflable, que irla fijado a un sistema de cimentacion. Por su caracter modular y el reducido tamano de sus elementos constituyentes, la invencion puede instalarse en el cauce de rlos con diflcil acceso y puede ser transportada con facilidad a zonas afectadas por emergencias o palses en vlas de desarrollo. Asimismo el inflado del sistema se puede realizar mediante un compresor alimentado por energla solar, mediante un campo fotovoltaico, variador de frecuencias y sistema de baterlas de acumulacion, con lo que su caracter de instalacion independientemente de las infraestructuras de transporte o energeticas de la zona donde se ubique.

La ubicacion de presas inflables sobre los sistemas de cimentacion modulares y desmontables el desarrollo de las actividades economicas de las zonas donde se ubica y a la vez un tratamiento afable y respetuoso del cauce del rlo y su entorno antes y despues de la intervention, ya que tanto la presa inflable objeto de la invencion, y el sistema de inflado propuesto, como el sistema de cimentacion, pueden ser instalados y desmantelados sin necesidad de desplegar maquinaria especial y minimizando los impactos ambientales, independientemente del estado de las infraestructuras locales.

Por otro lado, el coste del sistema propuesto en esta invencion, puede llegar a ser unas cinco veces menor que el coste de diques neumaticos existentes en el mercado.

ANTECEDENTES DE LA INVENCION

La forma tradicional de construir captaciones superficiales en rlos ha sido mediante azudes de piedra u hormigon que, provocan afecciones derivadas de la instalacion de cualquier represa (obstaculo para seres vivos, imposibilidad de remonte de determinadas especies para acudir a los frezaderos en epocas de reproduction o modification del flujo de material en el curso, entre otros); y ademas las derivadas de la construction de accesos para materiales y maquinaria.

Los diques inflables para embalses o control de agua son bien conocidos en ingenierla e incluso existen numerosos productos comerciales. A modo de ejemplo, pueden consultarse las patentes US 4,299,514 o US 4,314,774 que describen dos tipos de diques neumaticos con funcion similar. Estos diques inflables deben fijarse a una base o soporte, normalmente losas de hormigon construidas in situ, para evitar ser arrastrados por la corriente como el descrito en la patente ES201230708.

Por parte del solicitante se desconoce la existencia de ningun otro tipo de sistema de diques inflables que presente unas caracterlsticas tecnicas, estructurales y constitutivas semejantes a las que se describen en la presente memoria.

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DESCRIPCION DE LAS FIGURAS

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

Figura 1.- Representation esquematica del perfil de un dique formado por un cuerpo inflable compuesto por elementos neumaticos toroidales, CNA, un elemento neumatico cillndrico, CIC, ubicado sobre una cimentacion, C.

Figura 2.- Representacion esquematica de la disposition de los elementos neumaticos toroidales, CNA, a lo largo del eje principal, EJE, del elemento neumatico cillndrico, CIC, para formar el cuerpo inflable.

Figura 3.- Representacion esquematica de la disposicion de la estructura de varillas interior, VMI, situadas entre los elementos neumaticos toroidales, CNA, y el elemento neumatico cillndrico, CIC.

Figura 4.- Representacion esquematica de la disposicion de la estructura de varillas exterior, VME, situadas en la parte exterior de los elementos neumaticos toroidales, CNA.

Figura 5.- Representacion esquematica del modo de fijacion de las varillas, V, mediante laminas termoencoladas, P, a los elementos neumaticos, N.

Figura 6.- Representacion esquematica de un dique confeccionado con el sistema de la invention. CNA representa los elementos neumaticos toroidales, CIC los un elementos neumaticos cillndricos, CP la capa protectora, LP las laminas protectoras y C, la cimentacion.

Figura 7.- Representacion esquematica de una disposicion de las laminas protectoras, LP, sobre los elementos neumaticos CNA y CIC, de forma paralela a su eje, EJE.

DESCRIPCION DETALLADA DE LA INVENCION

La presente invencion consiste en un sistema modular para construir diques o presas (Figura 1), en adelante “sistema de la invencion" que comprende una pluralidad de elementos neumaticos (CNA y CIC) facilmente transportables que se fijan sobre una cimentacion (C) construida previamente.

Concretamente, la presente invencion consiste en un sistema inflable modular que comprende (Figura 2) una pluralidad de elementos neumaticos sensiblemente toroidales (CNA), en adelante “elementos toroidales", dispuestos de forma que sus ejes de rotation coincidan y uno o mas elementos neumaticos sensiblemente cillndricos (CIC), en adelante “elementos cillndricos” dispuestos de forma que su eje de rotacion (EJE) tambien coincida con el eje de rotacion de los elementos toroidales.

Para conseguir una correcta instalacion, el radio maximo que puede alcanzar el elemento cillndrico, CIC, una vez hinchado, debe ser igual o mayor que la garganta o radio interior de los elementos toroidales, CNA. De esta forma se transmite la presion de la parte interna del elemento toroidal, que es absorbida por el elemento cillndrico y se asegura la sujecion necesaria una vez hinchados todos los elementos.

Preferentemente, cada uno de los elementos neumaticos toroidales posee una valvula de dos vlas que permite el llenado y vaciado de aire, segun las circunstancias.

En una realization preferente, los elementos neumaticos toroidales utilizados son camaras de ruedas de vehlculos, como turismos o tractores. En el caso de camaras usadas, al necesitar una

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presion y condiciones de resistencia menores, se consigue valorizar un residuo al darle una segunda utilidad a estos elementos una vez que no sean aptos para la circulation de vehlculos.

Elementos rigidizantes adicionales

En una realization particular (Figura 3), el sistema de la invention comprende ademas una pluralidad de varillas (VMI), en adelante “conjunto interior de varillas”, que colocadas de forma paralela al eje de rotation (EJE) de los elementos neumaticos y situadas entre el elemento cillndrico (CIC) y los elementos toroidales (CNA).

El conjunto interior de varillas proporciona cohesion al conjunto en el momento del inflado y desinflado, homogeneizando el proceso en cada uno de los elementos neumaticos toroidales respecto al conjunto. Asimismo ayuda a repartir entre todos los elementos, las cargas soportadas, manteniendo asl la forma del dique y evitando el denominado “efecto V”, por el que, durante el proceso de inflado y desinflado, la parte central de los diques inflables alcanza una altura inferior a la alcanzada en sus extremos.

En una realizacion preferente, el conjunto interior de varillas se fija a al elemento neumatico cillndrico.

En otra realizacion particular (Figura 4), el sistema de la invencion comprende ademas una pluralidad de varillas (VME), en adelante “conjunto exterior de varillas”, colocadas de forma paralela al eje de rotacion (EJE) de los elementos neumaticos y situadas sobre la parte exterior de los elementos toroidales.

El conjunto exterior de varillas proporciona cohesion al conjunto en el momento del inflado y desinflado y ayuda a repartir entre todos los elementos las cargas soportadas, manteniendo asl la forma del dique y evitando el mencionado “efecto V”.

En una realizacion preferente, las varillas se unen al exterior de los elementos toroidales sobre su circunferencia exterior.

Las varillas de las estructuras seran preferentemente de acero inoxidable o galvanizado. En otra realizacion se pueden emplear varillas de fibra de vidrio.

A modo de ejemplo (Figura 5), las varillas (V) que conforman los conjuntos interior y exterior (VMI y/o VME) se pueden unir a los elementos neumaticos (N) embutiendolas en laminas de polietileno (P) previamente termoencoladas a dichos elementos.

En realizaciones equivalentes, las varillas pueden ser sustituidas por laminas alargadas o pletinas.

En otra realizacion mas particular, el sistema de la invencion comprende un conjunto interior de varillas y un conjunto exterior de varillas con las caracterlsticas descritas anteriormente.

Elementos protectores adicionales

En otra realizacion particular, el sistema de la invencion comprende ademas un recubrimiento formado por una lamina (Figura 6, CP) de material flexible y ligero, preferentemente una lamina multicapa de caucho de etileno propileno dieno (EPDM), geotextil y polietileno, que recubre la estructura confeccionada segun cualquiera de las realizaciones descritas anteriormente.

Esta lamina permite homogenizar el conjunto, limitar el volumen del conjunto neumatico para evitar reventones por exceso de presion y protegerlo frente a pinchazos.

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La principal diferencia entre usar este tipo de recubrimiento y emplear un cuerpo inflable formado unicamente por un elemento como los empleados habitualmente, es que el grosor y la calidad que requerirla un cuerpo inflable confeccionado con el mismo material del recubrimiento, tiene un coste superior al del conjunto de elementos empleados en esta invention. Ademas no es necesario que el recubrimiento este sellado, ya que los elementos neumaticos que conforman la estructura son estancos por si mismos. Otra ventaja asociada al uso de una pluralidad de elementos neumaticos toroidales es que el sistema se comporta mucho mejor que los convencionales frente a los pinchazos (por impacto u otras causas), al quedar limitada el mal funcionamiento al elemento toroidal afectado, de forma individual, con lo que el conjunto puede seguir funcionando.

En otra realization particular (Figura 6), el sistema de la invencion comprende ademas una pluralidad de lamas o laminas (LP), preferentemente lamas metalicas, de acero inoxidable o acero galvanizado en caliente, que recubren la estructura confeccionada segun cualquiera de las realizaciones descritas anteriormente y protege el conjunto frente a posibles impactos de piedras o cuerpos flotantes, y ademas contribuyen a minimizar el "efecto V” antes mencionado.

De forma preferente (Figura 7), las lamas se disponen de forma que su lado mas largo sea paralelo al eje de rotation (EJE) del elemento neumatico cillndrico y se superponen parcialmente para facilitar la circulation del agua.

En una realizacion preferente, estas laminas tendran su borde protegido con polietileno o neopreno, para evitar cortes o impactos directos sobre la lama anterior o el cuerpo de presa.

Otros elementos adicionales

En una realizacion preferente, se dispondra una pluralidad de resaltos (DS) colocados al tresbolillo sobre las lamas situadas aguas abajo del sistema, para evitar subpresiones en el cuerpo inflable.

Finalmente, el sistema objeto de la invencion se puede completar con medios para conseguir el inflado simultaneo de los elementos neumaticos, como puede ser un circuito hidraulico de aire a presion que conecta de forma ramificada los elementos toroidales a un compresor.

Utilizando un compresor alimentado con un campo solar, que disponga de un variador de frecuencias para poder administrar la energla y/o un campo de baterlas y un telecontrol del sistema, un dique o presa que comprenda el sistema objeto de la invencion, se puede instalar en puntos poco accesibles o sin servicios basicos cercanos, reforzando el caracter medioambiental de la invencion.

La presa o azud asl construido, podra de forma remota retener agua para dar servicio a la sociedad, o permitir el paso de agua y asl el de la fauna fluvial, dando equilibrio y sostenibilidad ambiental al uso del agua.

El sistema descrito tiene un coste de fabrication muy reducido y esta formado por elementos prefabricados de reducido peso y tamano, por lo que es facilmente transportable a zonas de diflcil acceso, transportables en vehlculos todoterrenos, pequenos camiones, e incluso en contenedores transportados con helicopteros y resulta facilmente instalable y desinstalable ya que no precisa maquinaria adicional para su instalacion y desinstalacion.

REALIZACION PREFERENTE DE LA INVENCION

En una realizacion preferente, el sistema objeto de la invencion consiste en una pluralidad de camaras neumaticas de automocion (elementos toroidales), preferentemente recicladas,

dispuestas en paralelo, de forma que su eje de rotacion coincida, conectadas a un sistema de inflado mediante circuito hidraulico ramificado, partiendo de un grupo base cada cuatro neumaticos, y en modulos totales de 48 neumaticos, y con valvula de dos vlas accionada con circuito oleohidraulico en cada camara neumatica.

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En el interior de las camaras neumaticas se situa un solo cuerpo cillndrico inflable, fabricado exproceso.

El conjunto interior de varillas esta conformado por ocho varillas metalicas de acero inoxidable 10 situadas entre el elemento cillndrico y las camaras de neumaticos de automocion, para absorber la sobrepresion de la parte interior de las camaras neumaticas. Las varillas se fijaran al elemento cillndrico embutidas en unas laminas de polietileno previamente termoencoladas a lo largo de la superficie del elemento cillndrico.

15 El conjunto exterior de varillas esta formado por 16 varillas metalicas de acero inoxidable que se disponen sobre la superficie exterior del conjunto formado por las camaras de neumaticos y se fijaran a estas utilizando pequenas laminas de polietileno termoencoladas sobre la superficie exterior de cada camara.

20 Envolviendo el sistema se colocara una lamina protectora multicapa fabricada en EPDM, geotextil y polietileno, por este orden desde el exterior hacia el interior.

Sobre la lamina protectora, atornilladas con una capa interpuesta de polietileno, se colocaran lamas longitudinales, dispuestas de forma paralela al eje de rotacion de los elementos 25 neumaticos, fabricadas en acero inoxidable y en cuyos bordes se dispone un protector de polietileno o neopreno.

Finalmente, el sistema se completa con varios resaltos (DS) colocados al tresbolillo sobre las lamas situadas aguas abajo del sistema, para evitar subpresiones en el cuerpo inflable.

Claims

ES 2 531 389 A1

REIVINDICACIONES

1. - Sistema inflable modular para construir diques que comprende una pluralidad de elementos neumaticos sensiblemente toroidales (CNA) y uno o mas elementos neumaticos sensiblemente

5 cillndricos (CIC), dispuestos de forma que coincida el eje (EJE) de rotacion de todos los elementos.
2. - Sistema segun reivindicacion anterior que ademas comprende una pluralidad de varillas (VMI) colocadas de forma paralela al eje (EJE) de rotacion de los elementos neumaticos y situadas entre

10 el elemento cillndrico (CIC) y los elementos toroidales (CNA).
3. - Sistema segun reivindicaciones 1 o 2 que ademas comprende una pluralidad de varillas (VME) colocadas de forma paralela al eje (EJE) de rotacion de los elementos neumaticos y situadas sobre la parte exterior de los elementos toroidales (CNA).

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4. - Sistema segun cualquiera de las reivindicaciones anteriores, que ademas comprende un recubrimiento (CP) formado por una lamina de material flexible y ligero.
5. - Sistema segun cualquiera de las reivindicaciones anteriores que ademas comprende una 20 pluralidad de lamas o laminas (LP) recubriendo el exterior de la estructura.