ES2572743T3 - Sistema de cubierta para vertederos de desechos - Google Patents

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ES2572743T3
ES2572743T3 ES11759821.9T ES11759821T ES2572743T3 ES 2572743 T3 ES2572743 T3 ES 2572743T3 ES 11759821 T ES11759821 T ES 11759821T ES 2572743 T3 ES2572743 T3 ES 2572743T3
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drainage
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Michael R. Ayers
Jose L. Urrutia
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    • B09—DISPOSAL OF SOLID WASTE; RECLAMATION OF CONTAMINATED SOIL
    • B09B—DISPOSAL OF SOLID WASTE NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B09B1/00—Dumping solid waste
    • B09B1/004—Covering of dumping sites
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02W—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
    • Y02W30/00—Technologies for solid waste management
    • Y02W30/30—Landfill technologies aiming to mitigate methane emissions

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Abstract

Un sistema de cubierta para vertederos de desechos, en donde el sistema de cubierta comprende: A. un césped sintético que comprende un compuesto de un geotextil tupido o anudado con uno o más hilos sintéticos y B. una geomembrana impermeable que está comprendida de un material polimérico, en donde el sistema de cubierta se utiliza en la ausencia de una cubierta superior de soporte de suelo vegetativo y en donde la geomembrana impermeable se utiliza con un componente de drenaje sintético.

Description

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DESCRIPCION
Sistema de cubierta para vertederos de desechos
Esta solicitud es una continuacion en parte de, y reivindica el beneficio de, la Solicitud de Patente Estadounidense Serie No. 11/900,831, presentada en Septiembre 13, 2007, que reivindica el beneficio de la Solicitud de Patente Provisional Estadounidense Serie No. 60/844,576, presentada en Septiembre 14, 2006.
Campo tecnico
Esta invencion se relaciona con un sistema de cubierta para vertederos de desechos y otros cierres ambientales. En un aspecto mas espedfico, esta invencion se relaciona con un sistema de cubierta para vertederos de desechos y otros cierres ambientales, en donde el sistema de cubierta comprende cesped sintetico y una geomembrana impermeable. En otro aspecto mas espedfico, esta invencion se relaciona con dicho sistema de cubierta que incluye un sistema de drenaje que comprende un componente de drenaje sintetico.
En esta solicitud, se entendera que los siguientes terminos tienen las definiciones indicadas:
* vertederos de desechos, se refiere a bermas de tierra y a sitios en donde se depositan desechos, tales como rellenos sanitarios, pilas de yeso fosforado, tierra ambientalmente impactada, pilas de lixiviacion, desechos de minena y cierres ambientales o almacenamiento de materiales que requieren un cierre o sistema de cubierta.
* cesped sintetico, se refiere a un compuesto de por lo menos un geotextil (tejido o no tejido) tupido o anudado con uno o mas hilos sinteticos o hebras que tienen apariencia de cesped.
* geomembrana, se refiere a un material polimerico texturizado o convencional, tales como polietileno de alta densidad, polietileno de muy baja densidad, polietileno lineal de baja densidad, cloruro de polivinilo, etc.
Antecedentes de la invencion
La tecnica anterior describe sistemas de cubierta para el sellamiento de diversos rellenos sanitarios y otros vertederos. Sin embargo, dichas cubiertas con una membrana expuesta tienen de manera general estetica negativa. Adicionalmente, la tecnica anterior requiere de manera general multiples anclajes y zanjas muy cercanamente separadas para resistir el levantamiento del viento en la membrana expuesta. De esta forma, la industria continua buscando sistemas de cubierta mejorados que sean efectivos, economicos y cumplan las diversas leyes ambientales locales, estatales y federales, reglas y directrices para estos sistemas.
El cesped artificial se ha utilizado extensamente en campos deportivos, asf como tambien pistas de aeropuertos y paisajismo en general. Una consideracion principal de campos de juego de cesped artificial es la capacidad de drenar el campo. Ejemplos de la tecnica anterior en el drenaje de cesped sintetico son las Patentes Estadounidenses Nos. 5, 876, 745; 6, 858, 272; 6, 877, 932 y 6, 946, 181. Sin embargo, estas aplicaciones son solo de manera general para superficies de terreno de juego en donde el suelo es sustancialmente plano y la preocupacion es unicamente con la capacidad de mejorar las condiciones del campo de juego.
El uso de drenaje de la tecnica anterior trata principalmente con infiltracion lenta de superficies planas para evitar la inundacion del campo, y dicho drenaje utilizado de manera general no puede manipular rapido y enorme escorrentfa que ocurrira en pendientes empinadas y muy grandes de rellenos sanitarios y residuos de minena.
Por lo tanto, subsiste la necesidad de un sistema de cubierta mas eficiente para cesped sintetico y un ensamble de membrana que se pueda instalar en superficies muy empinadas mientras cumplan los requerimientos de impermeabilidad de cierres ambientales.
El documento US 2008/0069642 describe un cesped sintetico que comprende un compuesto de por lo menos dos geotextiles tupidos con hilos sinteticos.
Resumen de la invencion
Se describe en resumen, la presente invencion proporciona un sistema nuevo y util para cubrir (es decir, cerrar) diversos tipos de vertederos de desechos en donde se depositan desechos. Mas particularmente, el sistema de cubierta de esta invencion comprende (1) un compuesto de un geotextil que es tupido o anudado con uno o mas hilos sinteticos y (2) una geomembrana impermeable que esta comprendida de un material polimerico. Este sistema de cubierta incluye un componente de drenaje sintetico.
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El sistema de cubierta de la presente invencion elimina o por lo menos reduce las emisiones de desperdicios y, adicionalmente, reduce o elimina la infiltracion de agua en el desperdicio subyacente.
Esta invencion se relaciona con la combinacion de un recubrimiento impermeable con cesped sintetico que proporciona un cesped natural similar en apariencia a la cubierta final. El sistema de cubierta de esta invencion utiliza de manera general un recubrimiento de drenaje (tal como aquel mostrado en la Patente Estadounidense No. 5, 258, 217) para proporcionar el drenaje del sistema en pendientes muy empinadas. La invencion tambien permite otros sistemas de drenaje (tales como una red de drenaje de polietileno de alta densidad) que se van a utilizar en la parte superior de una geomembrana de textura aspera.
Breve descripcion de los dibujos
La Figura 1 es una vista en seccion transversal de un sistema de cubierta final tfpica como se describe en las Regulaciones Federales de la EPA actuales y se utilizan las cubiertas de rellenos sanitarios y minenas.
La Figura 2 es una vista en seccion transversal de un sistema de cubierta de acuerdo con la presente invencion, con una porcion de encerramiento.
La Figura 2.1 muestra la porcion de encerramiento de la Figura 2 en detalle alargado.
La Figura 2A es vista en seccion transversal de un sistema de cubierta de acuerdo con la presente invencion, con una porcion de encerramiento de la cubierta utilizando una geo red de drenaje alternativa directamente en la parte superior de la geomembrana como un sistema de drenaje.
La Figura 2B muestra la porcion de encerramiento de la Figura 2 A en detalle alargado.
La Figura 3 es una vista en seccion transversal de un sistema de cubierta de acuerdo con la presente invencion, con una porcion de encerramiento que muestra una porcion de esquina del sistema de cubierta.
La Figura 3.1 muestra la porcion de encerramiento de la Figura 3 en detalle alargado.
La Figura 4 es una vista en seccion transversal de un sistema de cubierta de acuerdo con la presente invencion en una pendiente, que muestra el flujo de drenaje.
La Figura 5 es una vista en seccion transversal de un sistema de cubierta de acuerdo con la presente invencion en una pendiente, que muestra la longitud cntica del drenaje.
La Figura 6 muestra los resultados de prueba de transmisividad en un sistema de cubierta de acuerdo con la presente invencion.
La Figura 6.1 muestra los resultados de prueba de transmisividad de la Figura 6 en forma grafica.
La Figura 7 muestra los resultados de prueba de friccion de interfaz en un sistema de cubierta de acuerdo con la presente invencion.
La Figura 8 es una tabla que muestra los resultados de longitud cntica para una gran intensidad de lluvia de 4 pulgadas/hr (7.056 x 10-6 m/s) en diversos angulos de pendiente.
La Figura 9 es una vista en seccion transversal de un sistema de anclaje alternativo de acuerdo con la presente invencion. La Figura 9.1 muestra la opcion de envoltura media del sistema de anclaje alternativo de la Figura 9.
La Figura 9.2 muestra la opcion de envoltura completa del sistema de anclaje alternativo de la Figura 9.
Descripcion detallada de la invencion
La presente invencion proporciona un sistema de cubierta o cierre para sitios en donde se han depositado diversos tipos de desechos. Como se observo anteriormente, estos vertederos de desechos pueden incluir bermas de tierra, rellenos sanitarios, pilas de yeso fosforado, pilas de lixiviacion, desechos de minena, reservas de suelo, etc.
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En la presente invencion, se utiliza un cesped sintetico en combinacion con una geomembrana impermeable para proporcionar un sistema de cubierta nuevo y util. Esta combinacion (algunas veces denominado como un material compuesto) se puede utilizar en las pendientes y cimas de los vertederos de desechos.
El sistema de cubierta de esta invencion representa un metodo innovador y economico para desechos solidos y peligrosos de rellenos sanitarios y otros cierres ambientales. Estas instalaciones se requieren que esten normalmente cerradas con una cubierta final que consiste de capas de suelo y materiales geosinteticos. Los propositos del sistema de cubierta de esta invencion son evitar la exposicion de los desechos al medio ambiente, mejorar la recoleccion de gas en los rellenos sanitarios y minimizar la infiltracion de aguas pluviales que resulta en lixiviados en los rellenos sanitarios.
Con el sistema de cubierta de esta invencion, los propietarios y operadores pueden realizar ahorros significativos en los costes al construir un sistema de cubierta con cesped sintetico que no requiere soporte vegetativo y capa superficial del suelo del sistema de cubierta final tipico. La capa de cesped sintetico/impermeable de esta invencion es particularmente aplicable a sitios en donde la vida de diseno del sistema de cubierta es corta (por ejemplo, menos de 10 anos) o mas (por ejemplo, mas de 10 anos), cuando se puede requerir el retiro futuro de la cubierta (por ejemplo, para reclamacion de rellenos sanitarios), cuando las pendientes de rellenos sanitarios son muy empinadas para permitir la colocacion del suelo en la parte superior del recubrimiento, cuando no esta facilmente disponible el suelo de cubierta, cuando los rellenos sanitarios se pueden expandir verticalmente a una fecha posterior o simplemente para permitir la construccion de cierres rapidos para controlar las emisiones y olores.
El sistema de cubierta de esta invencion se disena preferiblemente con (1) una capa impermeable inferior puesta sobre la cubierta intermedia de suelo que comprende un recubrimiento de drenaje geomembrana (o recubrimiento de geomembrana texturizada) y un medio de drenaje de geo red, o alternativamente un recubrimiento de drenaje con pernos incorporados en la lamina de polietileno de alta densidad que actua como drenaje; (2) un cesped sintetico que es construido mediante ingeniena con fibras de polietileno con una longitud de por lo menos aproximadamente 1.0 a aproximadamente 2.5 pulgadas (aproximadamente 2.54 a aproximadamente 6.35 cm) tupido en una o mas telas que comprenden un polietileno no tejido punzonado o geotextil de polipropileno tejido; y (3) una capa de arena de aproximadamente 0.5 a aproximadamente 1.5 pulgadas (aproximadamente 1.27 a aproximadamente 3.81 cm) que se pone como relleno para dar lastre al material y proteger el sistema contra levantamiento del viento. La arena proporcionara proteccion adicional del geotextil contra la luz ultravioleta.
La tecnologfa de cesped sintetico se desarrolla originalmente principalmente para instalaciones deportivas profesionales. La durabilidad de los hilos de polietileno contra luz UV se presta bien para la cubierta de cierre en proyectos ambientales. En rellenos sanitarios y residuos de minena, el deslizamiento de la cubierta a lo largo de pendientes laterales empinadas es de preocupacion principal, particularmente despues de eventos de tormenta grandes. La presente invencion se disena para resistir la falla de deslizamiento a traves de la friccion y los elementos de drenaje incorporados en el sistema de cubierta. El cesped permeable se filtra a diferentes indices, tales como aproximadamente un mdice de 180 galones/pie2/hr (0.2 cm/seg) o mas rapido. Durante un evento de lluvia, la lluvia penetrara rapidamente a traves de rellena de arena y drenar directamente en el sistema de drenaje geocompuesto por debajo para minimizar la erosion y mantener la estabilidad del relleno de arena. El relleno tambien se pone en el lugar mediante cesped sintetico que atrapa la arena para anclaje y da lastre al cesped sintetico para la superficie que cubre.
Si las preocupaciones asociadas con supervivencia a largo plazo del producto evitan la aprobacion reguladora para cierre de salida final (es decir no se requieren acciones reguladoras adicionales para lograr un cierre final aprobado), el cesped sintetico propuesto entonces puede cubrir simplemente 2 pies (60.96 cm) del suelo.
Los materiales de esta invencion se han probado bajo este escenario (9.576 kPa) (200 lbs/pie2) utilizando prueba de transmisividad ASTM. El sistema se desempenara como en las tapas U.S. EPA Subtftulo “D” convencionales debido a que el medio de drenaje geocompuesto utilizado para el drenaje por encima de la geomembrana mejora la estabilidad que ya existe. Con referencia a la Figura 1.
Con esta invencion, sin embargo, no se requerira un sistema de anclaje normalmente asociado con cubiertas de geomembrana expuestas. El cesped tiene lastre de aproximadamente 0.5 a aproximadamente 1.5 pulgadas (aproximadamente 1.27 a aproximadamente 3.81 cm) de relleno de arena, que produce un peso de aproximadamente 6 a aproximadamente 12 libras por pie cuadrado (aproximadamente 0.2873 a aproximadamente 0.5746 kPa). El relleno se mantiene en el lugar mediante la fibra de polietileno de hoja artificial tupida para reducir el geotextil. Esta geometna atrapa la arena para anclaje y da lastre al producto de cesped a la superficie cubierta mediante el cesped sintetico.
La seleccion de la composicion qmmica de la membrana de cesped sintetico/impermeable es un elemento cntico de la presente invencion. El polfmero debe resistir la exposicion a la luz del sol, que genera calor y contiene radiacion ultravioleta. Los hilados de polfmero no se deben volver quebradizos cuando se somete a bajas temperaturas. La seleccion del color y textura de cesped sintetico debe ser esteticamente agradable.
El cesped real como componente preferiblemente consistira de fibras de polietileno de aproximadamente 1.0 a aproximadamente 2.5 pulgadas (aproximadamente 2.54 a aproximadamente 6.35 cm) en longitud detupido en un geotextil tejido negro y/o un notejido gris. Para resistencia agregada en pendientes inclinadas severamente empinadas, un refuerzo de malla adicional puede sertupido para mejorar la estabilidad dimensional. Los filamentos de cesped de polietileno tienen 5 preferiblemente una vida operacional extendida de por lo menos aproximadamente 40 a aproximadamente 50 anos.
Esta invencion combina el uso de un cesped sintetico en cubiertas de rellenos sanitarios finales para proporcionar una apariencia visual placentera y proporciona un sistema de drenaje que puede manipular la escorrentfa rapida. De esta forma, el sistema de cubierta de esta invencion se puede instalar en pendientes muy empinadas que ocurren normalmente en rellenos sanitarios y reservas. Esta invencion tambien proporciona anclaje para resistir fuerzas de levantamiento 10 significativas provocadas por altas cargas de viento.
Existen muchas ventajas para el sistema de cubierta de esta invencion, tales como:
* Existe una ausencia de cubierta de suelo, que reducira los costes de construccion dependiendo de la disponibilidad del suelo en un sitio.
* Reduce la operacion anual y el requerimiento de mantenimiento mientras se proporciona estetica superior y
15 confiable/consistente.
* Reduce los costes de mantenimiento post cierre de la cubierta.
* Reduce la necesidad de canales de escollera costosos y bancos de drenaje, sustancialmente sin problemas de erosion o sedimentacion, incluso durante clima severo.
* Mejora los rellenos sanitarios en areas sensibles en donde la erosion del suelo y sedimentacion son preocupaciones 20 principales debido a que la perdida de suelo se reduce sustancialmente durante operaciones y posteriormente al cierre.
Elimina la necesidad de fuentes adicionales de financiamiento, estanques de sedimentacion e impactos ambientales de construccion asociados.
* Permite pendientes de pilas de desechos empinadas, debido a que reduciran un riesgo de problemas de estabilidad de suelo, tal como resulta de terremotos o presion de acumulacion de gas.
25 * Reduce la infiltracion a traves de la tapa. El agua de la superficie se drena rapidamente y no se restringe por la
conductividad hidraulica del sistema de cubierta. Como resultado, se minimiza el cabezal hidraulico en la capa impermeable e infiltracion posterior en los desechos. Los modelos de infiltracion HELP (Evaluacion Hidraulica de Desempeno de Rellenos Sanitarios) muestran que este tipo de cubierta tendra menos infiltracion que las cubiertas actuales permitidas por las regulaciones federales.
30 * Inspeccion visual mejorada. Debido a que los materiales sinteticos se exponen, el sistema de cubierta de esta invencion
se inspecciona facilmente para dano que, si se identifica, se puede reparar facil y no costosamente. Tambien la mayor parte del dano a las tapas sinteticas se produce por el equipo de terremotos durante colocacion del suelo. Al eliminar la capa de suelo con este sistema de cubierta, esto no es mas un problema.
* Permite tapado mas rapido e instalacion durante la vida operacional de los rellenos sanitarios y durante invierto. El 35 tapado mas rapido reduce los olores, mejora la eficiencia de recoleccion de gas y mejora el cumplimiento con las
regulaciones federales de calidad del aire.
* Acceso mas facil a materiales de rellenos sanitarios para reclamacion en el evento de la reclamacion futura de rellenos sanitarios para areas de cuestas futuras o levantamientos futuros de desechos debido a sedimentacion de desechos o expansion vertical. El material compuesto de esta invencion permite a los propietarios acceso a los desechos sin tener
40 que retirar los suelos de cubierta existentes de un sistema de cubierta final tradicional y tfpico.
* Reduce los impactos de la vida silvestre en la cubierta debido a que no existe alimentos o materia organica. Esto es importante en rellenos sanitarios ubicados en areas costeras o aquellas instalaciones ubicadas cerca de aeropuertos.
Un cierre alternativo (es decir, un sistema de cubierta de acuerdo con la presente invencion y destinado para uso hasta un periodo de menos de aproximadamente 40-50 anos) se puede utilizar bajo las siguientes condiciones:
45 * En areas que se llenaran en exceso o extraeran en el futuro.
* Limitar la generacion de lixiviacion de rellenos sanitarios antes que ocurra cierre final.
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* Permitir la explanacion de desechos para ganar la resistencia y permitir la colocacion de desechos adicional en el futuro.
* Como medios para controlar olores y gases de rellenos sanitarios al mejorar las capacidades de recoleccion.
* Como una cubierta final parcial y capital futuro retrasado asociado con la cubierta de suelo.
* Reducir los costes operacionales para corte de cesped y control de erosion durante la vida operacional de la instalacion.
* Como parte de una orden de acuerdo/consentimiento para controlar las emisiones y minimizar los olores que rodean las comunidades y reducir multas y notificaciones de violacion debido a problemas de erosion del suelo.
* Para controlar las emisiones de aire con polvo debido a altos vientos en rellenos sanitarios o reservas, particularmente en pareas en donde no crecera vegetacion.
El uso de este sistema durante mas de 40-50 anos puede implicar reemplazo periodico o tratamiento UV del componente de cesped sintetico del sistema.
Con referencia ahora a los dibujos, en los que similares numeros representan elementos similares, la Figura 1 muestra un sistema de cubierta de acuerdo con la tecnica anterior con una cubierta 101 de suelo intermedia.
Como se muestra por la realizacion de la Figura 2, la presente invencion proporciona un sistema 100 de cubierta para drenar cesped 103/104 sintetico construido mediante preingeniena en la parte superior de una geomembrana 102 tiene pernos que cuando se cubren por el geotextil 104 inferior del cesped crea un drenaje altamente transmisivo. El cesped sintetico se utilizara como el componente superior de un cierre de relleno sanitario. Por ejemplo, el cesped se puede construir utilizando una maquina de tejer que puede utilizar casi 1,000 agujas para producir un ancho de cesped de aproximadamente 15 pies (aproximadamente 457.2 cm). La geomembrana se hace preferiblemente de polietileno de muy baja densidad, polietileno lineal de baja densidad (LLDPE), polietileno de alta densidad (HDPE), o cloruro polivinilo y contiene una serie de pernos (tales como LLDPE 50-mil vendido bajo el nombre comercial Super GripNet por AGRU America, Inc.). La geomembrana 102 tiene 22.5 pies (685.8 cm) de ancho y se despliega sobre la superficie del area de los rellenos sanitarios que se van a cerrar. El cesped sintetico tambien viene en rollos de 15 pies (aproximadamente 457.2 cm) de ancho y se despliega directamente en la parte superior de la geomembrana 102. El sistema tiene lastre de aproximadamente 0.5 a aproximadamente 1.5 pulgadas (aproximadamente 1.27 a aproximadamente 3.81 cm) de arena limpia. El geotextil 104 del cesped sintetico evita que la arena entre a intersticios/pernos de la geomembrana 102 o la red 106 de drenaje de polietileno de alta densidad (como se muestra en la Figura 2A).
La cubierta de compuesto resultante tiene un valor de alta transmisividad que excede 3.5 x 10 metros cuadrados/seg. Vease Figura 6 para resultados de prueba reales. (Alternativamente, en otras aplicaciones el valor de transmisividad no puede ser tan alto). El drenaje es muy importante debido a que la lluvia en la superficie de cierre penetra rapidamente a traves de la arena y geotextil en la geomembrana impermeable inferior y se dirige a una serie de zanjas de drenaje o bancos de superficie de cunetas perimetrales y estanques (no mostrado).
Esta invencion se puede utilizar como cubierta en pendientes muy empinadas (es decir, 3 horizontal: 1 vertical) en rellenos sanitarios y otras aplicaciones ambientales con grandes reservas hechas por el hombre. Para evitar el movimiento del relleno 105 de arena, es necesario asegurar escorrentfa del agua de superficie permea a traves de la arena y las capas de cesped sintetico en los espacios entre los pernos de recubrimiento de drenaje. La geomembrana 102 en esta invencion puede transmitir el agua arriba a una determinada distancia (es decir, longitud cntica) antes que el sistema de drenaje se inunde y la escorrentfa empiece a erosionar o lavar la arena bajo la pendiente. La Figura 5 muestra la longitud de flujo cntico en una aplicacion de pendiente.
Para el sistema de cubierta de esta invencion, la longitud cntica para diferentes intensidades de lluvia se puede calcular mediante la siguiente ecuacion:
imagen1
en donde:
q = mdice de flujo del recubrimiento de drenaje a I = sin a; t = duracion;
a= angulo de pendiente de cubierta de relleno de tierra como se define en las Figuras 4 y 5;
R = intensidad de lluvia (8.467.10-5 m/s) (ft/hora); y L = longitud arbitraria medida de la cima de la pendiente (Figura 5). La longitud de pendiente de drenaje cntica se define como:
L-cr= q________
R.cos a
5 Con base en los resultados de prueba de transmisividad (con referencia a la Figura 6). Se calcula Lcr utilizando una intensidad de lluvia R = 4 in/hora (0.333 ft/hora) (7.056 x 10-6 m/s) y se muestra en la Figura 8. Con la ecuacion anterior la longitud de drenaje del sistema se puede calcular dependiendo del evento de lluvia de diseno. El sistema luego necesitara ser drenado a las zanjas o bancos de agua de superficies tfpicas en estanques de agua de superficie de sitio. Si la longitud de pendiente de drenaje cntica no tiene suficiente distancia, entonces la arena se puede poner en tiras en 10 ubicaciones designadas solo proporcionando los requerimientos de anclaje y evitar el movimiento de la arena provocado por saturacion del sistema de drenaje y percolacion de agua en la arena. Tambien se puede utilizar anclaje a traves de la aplicacion de una envoltura 107 de cesped sintetico creada por encerrar arena suelta o bolsas 108 de arena en un panel de cesped sintetico y se despliega paralelo a la pendiente o con la pendiente. Con base en los requerimientos de cierre de salida, un sistema de drenaje puede o no puede ser requerido excepto por debajo del anclaje de cesped sintetico para 15 permitir que pase a traves del agua y disipacion de la fuerza de agua. Con referencia a la Figura 9.
La filtracion paralela a la pendiente dentro de la capa de arena se calcula como sigue: Como se muestra en la Figura 5, la filtracion paralela a la pendiente dentro de la capa de arena puede ocurrir cuando la longitud de pendiente real es mayor de Lcr. En este caso (condiciones de flujo sobre la longitud de pendiente Ls2), las lmeas de flujo son paralelas a la superficie de pendiente y la fuerza de filtracion J actua en el volumen de suelo de Lcr x h x 1 es igual a:
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Asumiendo que la interfaz de cesped artificial tiene un angulo = 8' de friccion efectivo y sin adhesion, entonces se establece la siguiente ecuacion de equilibrio de fuerza,
imagen2
Esta ecuacion se puede disponer como:
Tan a = Yu tan 5’
Yb + Tw
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en donde:
a = angulo de pendiente;
Yb = peso unitario del suelo boyante;
Yw = peso unitario de agua; y
30 8' = angulo de friccion efectivo de la interfaz entre la capa de cesped artificial-arena
Se observa que Yb es aproximadamente igual a Yw y el angulo de pendiente maximo posible es aproximadamente la mitad de 8'. En otras palabras, la filtracion reduce el angulo maximo de pendiente estable a aproximadamente la mitad de aquel para agua que no fluye paralelo a la superficie de pendiente. A partir de la ecuacion anterior, se puede evaluar la estabilidad del sistema. La Figura 7 muestra la prueba de friccion de la presente invencion. La prueba muestra un valor 35 de friccion interna de 43 grados, de esta forma si se reduce el valor a la mitad entonces la pendiente maxima que el material se puede poner bajo condiciones de lluvia estanan en la pendiente de 21.5 grados que es mas pronunciado que una pendiente 3 horizontal:1 vertical.
Descripcion de materiales
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* Polietileno lineal de baja densidad, cloruro polivinilo, polietileno de alta densidad y polietileno de muy baja densidad son los materiales preferidos para la geomembrana impermeable y el componente de drenaje sintetico de esta invencion.
* Red de drenaje de polietileno de alta densidad sobre laminas HDPE texturizadas (con referencia a la Figura 2A) o recubrimientos de drenaje tales como Super GripNet (con referencia a la Figura 2). El proposito de este componente es aumentar el coeficiente de friccion del sistema de capas. De esta forma, si dos pies (60.96 cm) de cubierta de suelo, segun se requiera en la parte superior mediante regulaciones ambientales, se desea para cierre de salida final, las caractensticas de friccion del sistema son capaces de sostener la cubierta de suelo en las pendientes empinadas.
* Los hilados con color resistentes al agua y clima (tal como verde) (polietileno 100% estabilizado con UV) que se va a utilizar como componente de cesped sintetico.
* Telas geotextiles/polietileno y polipropileno.
* El cesped tiene lastre de aproximadamente 0.5 a aproximadamente 1.5 de relleno de arena. La colocacion de la arena se hara utilizando bombas de aire, barras separadoras, etc., para suministrar el material a las pendientes.
Por medio de resumen general, pero no de limitacion, la presente invencion proporciona:
1. Un cesped sintetico que se combina con una geomembrana impermeable en una base soportada en suelo para formar una cubierta final o temporal para rellenos sanitarios y otras reservas hechas por el hombre.
2. Una geomembrana impermeable con un dispositivo de separacion tridimensional estructuralmente de autosoporte (pernos) que, cuando se cubren por los geotextiles del cesped sintetico, proporciona un sistema de drenaje sin bloquear el espacio entre los pernos de la geomembrana.
3. Un sistema de drenaje que permitira que penetre agua a traves de las capas de cesped artificial y arena en una zona transmisiva creada por los pernos, de esta forma evitando la saturacion y percolacion en la arena y lavado de la superficie del sistema de cubierta.
4. Un sistema de drenaje en donde el agua de superficie en el drenaje se dirigira bajo la pendiente a bancos de drenaje y bajo canaletas en cierto espacio lateral como se define por los calculos de longitud cntica descritos anteriormente. El agua de superficie luego se dirigira a sitios de cunetas perimetrales y estanques de agua de superficie.
5. Un sistema de drenaje en el que el drenaje de separacion puede comprender, en lugar de pernos estructurados en el recubrimiento propiamente dicho, una red de drenaje de polietileno de alta densidad que se aplica directamente en la parte superior de un recubrimiento de geomembrana texturizada aspero inferior para formar una capa de drenaje.
6. Un sistema de drenaje que permite la instalacion del cesped sintetico no solo en superficies relativamente planas sino tambien en pendientes muy empinadas como aquellas que ocurren en rellenos sanitarios y residuos de minena sin erosionar la arena del sistema de cubierta.
7. Un metodo para proporcionar un sistema de drenaje para un cesped sintetico en una geomembrana impermeable para los cierres de rellenos sanitarios al utilizar un sistema de capas que no requiere el uso de equipo pesado para terremotos. El metodo comprende las etapas:
a. Preparar el suelo que soporta la cubierta intermedia en areas planas y pendientes;
b. Poner una membrana impermeable en la parte superior de la cubierta de suelo intermedia utilizada en rellenos sanitarios y reservas;
c. Poner el sistema de drenaje en la parte superior de la geomembrana.
Se puede evitar esta etapa si se utiliza un recubrimiento con recubrimiento de drenaje de pernos.
d. Colocar el ensamble de cesped en la parte superior del drenaje del dispositivo de separacion sin realizar ninguna preparacion adicional para la separacion de drenaje; y
e. Poner aproximadamente 0.5 a aproximadamente 1.5 pulgadas (aproximadamente 1.27 a aproximadamente 3.8.1 cm) de capa de arena al soplar y rociar la arena dentro del cesped.
8. Una capa de relleno del material particulado tal como arena dispuesta entre los hilos verticales de cesped de polietileno de una profundidad de menos que la longitud de las tiras y directamente en la parte superior de los geotextiles en los que las tiras son tupidos.
9. Un metodo que proporciona lastre al sistema de cubierta contra el levantamiento del viento creado por vientos de alta 5 fuerza en la forma de amontonamiento de rellenos sanitarios y reservas. Esto elimina la necesidad de anclaje extensivo
de los geosinteticos expuestos.
10. Un metodo que proporcionara resistencia adicional a la luz UV a un geotextil en el que los hilos de polietileno son tupidos o anudados.
11. Un sistema de cubierta para rellenos sanitarios y reservas hechas por el hombre que se pueden convertir a cubiertas
10 Subtftulo “D” y cubiertas reguladas por la EPA al agregar dos pies (60.96 cm) de cubierta de suelo vegetativa en la parte
superior. El sistema de drenaje y la capa de arena proporcionaran suficiente transmisividad para cumplir con las regulaciones gubernamentales para el drenaje de infiltracion de suelo vegetativo superior en cierres ambientales.
12. Un sistema de cubierta que proporciona valores altos de friccion interna entre las capas que permitiran la colocacion de dos pies (60.96 cm) de suelo en pendientes laterales que exceden 3 horizontal: 1 vertical en una fecha posterior sin
15 deslizamiento en el sistema de cubierta.
13. Un sistema de cubierta para rellenos sanitarios en regiones aridas en donde no crecera cesped u otra vegetacion y se obtienen “creditos de calidad del aire” para controlar emisiones de polvo fugitivas de erosion de viento.
14. Para aplicaciones que no requieren una capa de transmision, la presente invencion se puede utilizarsin el componente de drenaje y relleno, y el cesped sintetico aplicado directamente en la parte superior de la geomembrana.
20

Claims (10)

  1. 5
    10
    15
    20
    25
    Reivindicaciones
    1. Un sistema de cubierta para vertederos de desechos, en donde el sistema de cubierta comprende:
    A. un cesped sintetico que comprende un compuesto de un geotextil tupido o anudado con uno o mas hilos sinteticos y
    B. una geomembrana impermeable que esta comprendida de un material polimerico,
    en donde el sistema de cubierta se utiliza en la ausencia de una cubierta superior de soporte de suelo vegetativo y en donde la geomembrana impermeable se utiliza con un componente de drenaje sintetico.
  2. 2. Un sistema de cubierta como se define por la reivindicacion 1 en donde la geomembrana impermeable se selecciona del grupo que consiste de polietileno de alta densidad, polietileno de muy baja densidad, polietileno lineal de baja densidad o cloruro polivinilo.
  3. 3. Un sistema de cubierta como se define por la reivindicacion 2 en donde la geomembrana impermeable esta comprendida de polietileno lineal de baja densidad.
  4. 4. Un sistema de cubierta como se define por la reivindicacion 2 en donde la geomembrana impermeable esta comprendida de polietileno de alta densidad.
  5. 5. Un sistema de cubierta para vertederos de desechos como se reivindica en la reivindicacion 1, en donde el sistema de cubierta comprende:
    A. un cesped sintetico que comprende un compuesto de un geotextil tupido o anudado con un cesped sintetico;
    B. una geomembrana impermeable que esta comprendida de un material polimerico; y
    C. un sistema de drenaje que comprende un componente de drenaje sintetico, en donde el sistema de cubierta se utiliza en la ausencia de una cubierta superior de soporte de suelo vegetativo.
  6. 6. Un sistema de cubierta como se define por la reivindicacion 5 en donde la geomembrana impermeable se selecciona del grupo que consiste de polietileno de alta densidad, polietileno de muy baja densidad, polietileno lineal de baja densidad o cloruro polivinilo.
  7. 7. Un sistema de cubierta como se define por la reivindicacion 5 en donde la geomembrana impermeable esta comprendida de polietileno lineal de baja densidad.
  8. 8. Un sistema de cubierta como se define por la reivindicacion 5 en donde la geomembrana impermeable esta comprendida de polietileno de alta densidad.
  9. 9. Un sistema de cubierta como se define por la reivindicacion 1 en donde la geomembrana impermeable es texturizada.
  10. 10. Un sistema de cubierta como se define por la reivindicacion 5 en donde la geomembrana impermeable es texturizada.
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