ES2829401T3 - Membrana de seguridad con protuberancias para vertederos - Google Patents

Abstract

Membrana de seguridad drenante e impermeabilizante con protuberancias (10a, 10b) para vertederos, minas o túneles, que tiene un peso comprendido entre 400 g / m2 y 1500 g / m2, de una lámina de plástico (104) que tiene un grosor (S1) entre 0,45 mm y 1,6 mm de HDPE, PP o mezclas de los mismos, provista de protuberancias de pequeño tamaño (100) en forma de pirámide truncada, idénticas entre sí y dispuestas en un patrón regular con una alta densidad de distribución; en que dicha membrana con protuberancias (10a, 10b) tiene un grosor total (H4) entre 3 mm y 7 mm; en que dicha membrana con protuberancias (10a, 10b) se caracteriza porque tiene una densidad de distribución de dichas protuberancias (100) superior a 25000 protuberancias / m2, con un paso (P4) entre 6 mm y 6,8 mm, en que la protuberancia (100) individual tiene una forma combinada que está constituida por una estructura (101) con forma de pirámide truncada que actúa como una estructura rígida de carga y de una parte superior (102) en forma de casquete esférico deformable (110), en que (101, 102, 110) están entrelazados y conectados entre sí de tal manera que ceden progresivamente si se someten a una carga concentrada; en que dicha protuberancia (100) cede primero en correspondencia con dicha parte superior (102) y sólo en el extremo se aprieta en la base (103) de dicha estructura (101), como un amortiguador, de tal manera que redistribuye de manera uniforme las cargas entre las protuberancias (100) y se evite su colapso, también con un efecto anti-obstrucción a efectos de drenaje y un efecto anti-fisuras de las capas de interfaz; en que dicha protuberancia (100), con la superficie interior de la cavidad (106, 107) conformada enteramente como una pirámide truncada regular, se obtiene formando dicha lámina (104, S1) alrededor de un punzón con forma de pirámide truncada (200) con una base rectangular, en que la base mayor (201) corresponde a la abertura (108) de la cavidad (107) y la base menor (202) constituye el fondo plano (106, 109) de dicha cavidad, mientras que en la cara opuesta de la parte superior (102, 105) la superficie exterior es un casquete esférico (110) de tal manera que forma en el interior (102, 106, 107) una reducción progresiva del grosor del material (111) como un cuello que hace que ceda de manera uniforme y progresiva; en que dicho grosor de la parte superior (102) es como máximo igual al grosor de la lámina (S1) en correspondencia con el soporte superior (112), y lateralmente donde está conectado a la estructura (101, 115) y en que, en la base (103) de dicha protuberancia (100), los bordes exteriores (114) tienen un radio (R2) que es mayor con respecto a la contracción natural del material (R3) de tal manera que endurece la base (103) con respecto a la estructura (101).

Description

DESCRIPCIÓN

Membrana de seguridad con protuberancias para vertederos

La presente invención se refiere a una membrana de drenaje de seguridad, del tipo con protuberancias, para vertederos, minas o túneles; dicha membrana, de material plástico, permite el drenaje e impermeabilización bajo cargas pesadas, ya que está dotada de protuberancias huecas de alta resistencia, las cuales están destinadas a limitar las cargas mecánicas sobre las capas de interfaz; También se proporciona una variante de forma de realización, que es particularmente adecuada para la aplicación con pendientes pronunciadas.

Campo de la invención

La invención encuentra una aplicación específica en la industria de la construcción y particularmente en el sector de los componentes semiacabados para obras de ingeniería civil o ambiental, como por ejemplo las membranas delgadas destinadas a la impermeabilización y drenaje de vertederos, minas o túneles; En particular, la membrana de drenaje de acuerdo con la invención encuentra una aplicación preferente, pero no exclusiva, en el fondo de los vertederos, actuando como barrera impermeabilizante y como capa para la recolección de fugas, asegurando así una alta resistencia a la compresión y protegiendo también las capas de interfaz. En términos más generales, la membrana de acuerdo con la invención está destinada a la impermeabilización de emplazamientos o edificios subterráneos, separándolos de las capas adyacentes, también en asociación con otros materiales.

Hoy en día, en el sector de la construcción, están muy extendidos diferentes tipos de membranas, monocapa o multicapa, con diversas finalidades: por ejemplo, conviene recordar las membranas de vapor, las membranas impermeabilizantes bituminosas, las membranas drenantes, las membranas separadoras, las geomembranas y las láminas separadoras de tela no tejida. En particular, las membranas delgadas de tipo con protuberancias, que también se conocen como membranas alveolares, y que generalmente son impermeables, se utilizan ampliamente en obras de ingeniería civil y ambiental; consisten en una capa fina de material plástico provisto de protuberancias huecas obtenidas en continuidad superficial, a modo de protuberancias cilíndricas o troncocónicas o protuberancias en forma de pirámide truncada dispuestas en un patrón regular, de manera que aumente la distancia entre la capa inferior y la capa superior, es decir, actuando como separadores. Básicamente, se utilizan para crear un espacio vacío entre las capas con el fin de aislar y / o facilitar el drenaje de los líquidos permeados; este último, de hecho, puede fluir hacia abajo de forma sustancialmente natural en el espacio intermedio obtenido desde dichos salientes, descendiendo de acuerdo con la pendiente hasta un nivel inferior donde generalmente se coloca un elemento de recolección o colector, de tal manera que transfiera de manera segura dichos líquidos fuera del edificio o hacia dispositivos de eliminación.

En la técnica anterior, entre las membranas con protuberancias más extendidas utilizadas por los operadores del sector de la construcción conviene recordar, por ejemplo, las comercializadas con el nombre Platon, por la empresa noruega Isola AS - Porsgrunn, www.isola.no, o las comercializadas con el nombre de Tefond por la empresa italiana TeMa Technologies and Materials Srl - www.temacorporation.com; estas últimas, en particular, tienen protuberancias troncocónicas de parte superior plana de apoyo que, a lo largo de los bordes, tienen bordes redondeados de tal manera que facilitan el solapamiento sobre las juntas, en que también están provistos de un cordón adhesivo que las sella de forma continua para realizar impermeabilizaciones en terrenos muy húmedos o bajo cursos de agua artificiales.

Desde el punto de vista de la producción, una membrana con protuberancias del tipo mencionado anteriormente se puede obtener industrialmente extruyendo una lámina de material plástico y a continuación formándola sobre un rodillo cuya superficie está provista de protuberancias salientes, que también se denomina rodillo de formación con protuberancias. Más detalladamente en cuanto a dicha extrusión, se dispone de un sistema de alimentación gravimétrico que dosifica automáticamente las materias primas directamente en la tolva, por donde entran a la extrusora donde tiene lugar la fusión, para a continuación ser distribuidas uniformemente alrededor de dicho rodillo formador. El material plástico fundido de esta manera por medio de una depresión gotea y se adhiere temporalmente a la superficie con protuberancias del rodillo, de tal manera que toma la misma forma con protuberancias y también reproduce la misma superficie lisa en las zonas entre una protuberancia y la otra. La membrana así formada pasa a continuación a través de unos cilindros de acondicionamiento térmico hacia una torre de almacenamiento, para finalmente ser transportada a la zona de corte, laminado y empaquetado. En el caso de que también se disponga de una capa base, dicha tela no tejida se puede acoplar de forma ventajosa durante el proceso de fabricación de la lámina, por ejemplo transportándola ya estirada sobre el producto recién formado, de manera que se aproveche el calor restante de la lámina y se creen múltiples puntos de fusión en caliente en correspondencia con la parte superior de las protuberancias; como alternativa, es posible pegar el tejido frío mediante adhesivos aplicados en perlas o en gotas.

Las materias primas más adecuadas para este tipo de procesamiento son las resinas del tipo denominado olefinas, y en particular el polietileno, que puede ser de baja densidad, de densidad media o incluso de alta densidad, llamados respectivamente LDPE, MDPE y HDPE, generalmente HDPE para membranas de alta resistencia; como alternativa, también son adecuados el polipropileno, también conocido por el acrónimo PP, o las poliolefinas termoplásticas, también conocidas por el acrónimo TPO. En algunos casos también se utiliza poliestireno, que se conoce con el acrónimo PS. Dichas materias primas pueden ser nuevas o regeneradas, estas últimas derivadas de la recuperación de productos en la fase de postproducción o postconsumo.

Recientemente, las empresas que operan en el sector de la ingeniería civil y ambiental han propuesto nuevos productos, también conocidos como geocompuestos, destinados a mejorar el aislamiento de algunas instalaciones subterráneas, como vertederos, minas y túneles, donde las operaciones de impermeabilización y drenaje son delicadas y costosas. En particular, dichas nuevas soluciones tienen como objetivo aumentar el drenaje y / o limitar el grosor de la capa y / o reducir el daño por cualquier fuga o daño en las capas; además, dichas nuevas soluciones tienen como objetivo aumentar la duración segura de la aplicación y limitar los costes globales de la aplicación. Hoy en día, entre las soluciones de drenaje subterráneo más efectivas, se proporciona una estera de drenaje de filamentos plásticos o una red de forma tridimensional o soluciones todavía más mejoradas de membranas con protuberancias, que generalmente se interponen entre una capa filtrante y una capa impermeable o entre dos capas filtrantes. Dichos geocompuestos para drenaje subterráneo se denominan en ocasiones geoseparadores y comprenden un núcleo tridimensional, que tiene como finalidad obtener un hueco que permita drenar los fluidos.

Solo a modo de ejemplo, entre las soluciones disponibles comercialmente de membranas aislantes o drenantes subterráneas, nos gustaría recordar la barrera aislante de polipropileno denominada Barrier Bento 4, de la mencionada empresa italiana TeMa Technologies and Materials Srl, que se basa en bentonita sódica natural en polvo contenida entre dos capas de geotextil de tela no tejida. También conviene recordar la membrana de drenaje compuesta para vertederos comercializada con el nombre T-Drain de la misma empresa, que es del tipo geonet de polietileno HDPE con revestimiento de lámina de PP y película impermeabilizante. Por otra parte, también nos gustaría recordar el geocompuesto para drenaje y ventilación plano denominado Newdrain, de la empresa italiana Geosintex Srl - www.geosintex.com, que consiste en un núcleo drenante de monofilamentos extruidos con morfología de burbuja isométrica o canal paralelo, que es acoplado mediante termosoldado a uno o dos geotextiles de filtrado y separación. Entre las membranas multicapa para el sector medioambiental, cabe recordar también el geocompuesto drenante denominado B-Drain 500 de la citada empresa italiana TeMa Technologies and Materials Srl, que consta de una lámina con protuberancias de HDPE de 500 g / m 2 acoplada en línea a un geotextil de polipropileno no tejido con función filtrante. Finalmente, para aplicaciones particulares donde se requiere una alta capacidad de drenaje, se debe recordar la membrana de panal bicúspide de PS de la misma compañía italiana llamada T-Kone HD.

Entre dichos geocompuestos drenantes, también se conocen soluciones que son adecuadas para aplicaciones de seguridad con cargas pesadas, para sitios peligrosos o contaminados, por ejemplo para interceptar y drenar las aguas eventualmente permeadas entre las capas de vertederos o minas a modo de capa protectora; entre las soluciones más extendidas, en particular, hay que recordar el geoseparador drenante llamado Leakdrain S de la empresa inglesa ABG Limited www.abgltd.com, que consiste en una lámina en forma de cúspide de HDPE con una alta resistencia a la compresión en que las protuberancias están cerca entre sí y son de reducidas dimensiones para asegurar una alta resistencia a la compresión con un pequeño grosor, por ejemplo de 3,5 o 6 mm y disponible en varios pesos, o la membrana denominada Pozidrain de la misma empresa inglesa en que la parte superior de las protuberancias de dicho geoseparador se acopla a una capa filtrante de PP; además, para dichas aplicaciones de seguridad también son conocidas y están muy extendidas las membranas de drenaje llamadas respectivamente Hi Drain, de la empresa sudafricana Acquatan Pty Ltd www.aquatan.com, o Protexia, de la empresa inglesa Geofabrics Ltd www.geofabrics.com.

La presente invención tiene como objetivo proponer una solución mejorada de una membrana de seguridad con protuberancias, de tipo drenante e impermeabilizante, flexible, de pequeño peso y grosor total, que en particular soporta cargas muy pesadas y simultáneamente evita desgarros localizados en las capas de interfaz, con una parte superior deformable, como un amortiguador; dicha membrana de drenaje y protección es económica, fácil de producir y fácil de colocar.

Técnica Anterior

Con el propósito de determinar el estado de la técnica relacionado con la solución propuesta se realizó una verificación convencional, buscando archivos públicos, lo que ha llevado a encontrar algunos documentos de la técnica anterior, entre los cuales:

D1: US4789578 (Twyford et al.)

D2: US6691472 (Hubert)

D3: EP2322726 (Droog)

D4: EP1807573 (Bamforth) y

D5: WO 97/24495 A1 (Oldroyd Systemer AS) que describe una membrana con protuberancias provista de protuberancias de pequeño tamaño en forma de pirámide truncada, idénticas entre sí y dispuestas en una matriz regular con una alta densidad de distribución.

D1 describe una lámina protectora membranosa impermeable, que está destinada a evitar el paso de agua y soluciones salinas corrosivas hacia las estructuras; consta de una capa impermeable de adhesivo bituminoso, que tiene adherida a la cara superior una capa de protección que consiste en una rejilla polimérica flexible. Dicha rejilla comprende una pluralidad de filamentos continuos y salientes que se extienden en dos direcciones, transversales entre sí, de manera que refuercen dicha capa impermeable y la protejan de cargas localizadas, formando canales de drenaje.

D2 propone una membrana compuesta para cimentaciones, destinada a proteger de la humedad y drenar el agua, que tiene una superficie exterior en contacto con el suelo que es impermeable, lisa y continua, y una superficie interior que permanece adherente a la cimentación; la invención consiste en una lámina alveolar provista de salientes en forma de protuberancias troncocónicas o protuberancias en forma de pirámide truncada de parte superior plana y un receso central, con una lámina exterior impermeable que cubre las cavidades de dichos salientes y una lámina adhesiva de doble cara aplicada en el lado opuesto sobre las partes superiores planas de las protuberancias de manera que se adhiere al muro de cimentación en caso de hundimiento del terreno. La invención también proporciona un refuerzo continuo, que tiene altura mínima y con una forma de semitubos, dispuestos en paralelo en correspondencia de dichas protuberancias en la pared base que soporta dicha lámina impermeable.

D3 propone una membrana protuberante de alta resistencia, obtenida por termoformado de una lámina, con salientes elevados de base circular de tipo ojival, con paredes cóncavas de tal manera que se ahusan en correspondencia con la parte superior, la cual es redondeada en forma de un casquete. También se proporcionan formas alternativas de dichas protuberancias, con la parte superior aplanada en el extremo y agujereada.

D4 propone un producto multicapa para uso en impermeabilización o contención de líquidos, gases o sólidos, que es particularmente adecuado para sellar vertederos y túneles; se proporciona una membrana impermeable o semipermeable de tipo con protuberancias, con capas de geotextil opcionales acopladas por encima y por debajo de dicha membrana, que permite el drenaje de fluidos a través del espacio obtenido entre los salientes. Las protuberancias son salientes huecos con base circular y ahusados en la parte superior, también en forma de cúspide redondeada, de tal manera que facilitan la unión entre partes de membrana mediante superposición parcial, para formar también una barrera soldada continua.

Por lo tanto, a la luz de lo encontrado en la literatura de patentes y en la práctica profesional, es razonable considerar como conocidas las siguientes soluciones de una membrana para impermeabilizar y / o drenar obras subterráneas de ingeniería civil o ambiental:

- una lámina de material plástico con salientes cilíndricos o troncocónicas, o salientes en forma de pirámide truncada, también llamada membrana con protuberancias;

- una capa filtrante y / o impermeabilizante opcional, asociada por encima y / o por debajo de dicha lámina, de tal manera que los fluidos permeados fluyan en el espacio intermedio creado por dichas protuberancias;

- una membrana de drenaje impermeable multicapa, con protuberancias que tienen una parte superior plana para facilitar el apoyo y / o el acoplamiento, en que a lo largo de los bordes las protuberancias tienen una disposición y forma diferente con bordes redondeados con el fin de superponer las partes de la membrana, con perlas de sellado opcionales;

- una membrana de drenaje impermeable con protuberancias y nervaduras de refuerzo;

- una membrana de drenaje impermeable con protuberancias que tiene una base circular con una parte superior cónica y redondeada, también en forma de ojiva;

- una membrana de drenaje impermeable del tipo con protuberancias adecuada para aplicaciones subterráneas bajo carga, con protuberancias troncocónicas que tienen una parte superior plana con una altura total de aproximadamente 7,5 mm y una distancia de centro a centro de 26 mm con una densidad de distribución de aproximadamente 1600 / m2, véase, por ejemplo, la Fig. relativa a la técnica anterior (Fig. 1a), o con protuberancias troncocónicas que tienen una parte superior plana con una altura total de aproximadamente 10 mm y una distancia de centro a centro de 20 mm con una densidad de distribución de aproximadamente 2500 / m2, como por ejemplo la Fig. 1elativa a la técnica anterior (Fig. 1b). Dichas membranas tienen respectivamente un peso entre 500 g / m2 y 800 g / m2, y un peso entre 700 g / m2 y 1000 g / m2, para una resistencia a la compresión de entre 100 y 500 kN / m2;

- una membrana impermeable con protuberancias de pequeño tamaño en forma de pirámide truncada, es decir, con una altura total de entre 3 mm y 6 mm, con una densidad de distribución máxima de aproximadamente 20000 / m2, un peso entre 500 g / m2 y 1200 g / m2, especialmente indicado para vertederos y cargas pesadas, con una resistencia a la compresión entre 900 kN / m2 y 2000 kN / m2, dependiendo de dicho peso, como por ejemplo en las Fig.s relativas a la técnica anterior (Fig. 1c, 1d). Inconvenientes

Para concluir, hemos observado que las soluciones conocidas descritas tienen algunos inconvenientes o en todo caso algunos límites.

En líneas generales, todas las soluciones convencionales de membranas con protuberancias o geocompuestos tridimensionales para drenaje se pueden mejorar si se aplican como una fina capa de seguridad en sitios peligrosos y / o contaminados, tal como se proporciona hoy en día para vertederos y minas. En primer lugar, entre las soluciones más cercanas en la literatura de patentes, y también en la práctica profesional, como por ejemplo en las figuras relativas al estado de la técnica (Fig. 1a, 1b, 1c, 1d), se encuentra el problema de proporcionar salientes rígidos y con una resistencia extrema. Más detalladamente, se necesita una alta resistencia en grosores pequeños, de tal manera que soporte la pesada carga proporcionada por dichas aplicaciones sin ceder instantáneamente, es decir, sin colapsar, obstaculizando de esta manera la salida; por el contrario, existe una necesidad simultánea de adsorber cargas localizadas de tal manera que las protuberancias no afecten ni dañen las capas de interfaz, es decir, de tal manera que cedan parcialmente. De hecho, los operadores del sector saben que las membranas de drenaje con resaltes extremadamente rígidos provocan tensiones mecánicas excesivas en las capas subyacentes, tal como ocurre en ocasiones en los vertederos, donde se produce la formación de desgarros en la capa principal de impermeabilización con la consiguiente infiltración y / o fugas de lixiviados. A partir de los experimentos se observó que una de las principales causas de dichos desgarros es la forma geométrica de dichas protuberancias, rígidas y con una parte superior sustancialmente plana poco redondeada en los bordes, ya que es el extremo superior de un cilindro, un paralelepípedo o un cono truncado, diseñado para facilitar el apoyo y / o el acoplamiento.

En segundo lugar, se observó que algunas membranas drenantes finas y flexibles para los sectores de la construcción, con capas filtrantes, son poco resistentes desde el punto de vista estructural y muchas veces presentan aplastamientos localizados que dificultan la salida de los líquidos. Además, se observó que las soluciones con elementos de refuerzo superficial, como por ejemplo en D1, no son adecuadas para cargas pesadas, grandes tamaños y alta capacidad de drenaje ya que, por otro lado, es necesaria para aplicaciones de vertedero. Además, son muy costosas y difíciles de colocar en correspondencia con las juntas.

En tercer lugar, se observó que en las membranas con protuberancias rigidizadas con salientes continuos en la lámina, como por ejemplo en D2, dichos salientes están dirigidos a ejercer una acción genérica de refuerzo de la membrana pero no pretenden evitar el aplastamiento de las protuberancias con la consecuente obstrucción en el drenaje, bajo cargas pesadas, ni evitan el conocido problema de grietas en la capa de interfaz debido a que dichas protuberancias de la parte superior plana tienen un área pequeña y bordes afilados, por lo que no son aptos para vertederos.

En cuarto lugar, se observó que las soluciones de una membrana con protuberancias con una estructura de base circular con paredes curvas y ahusadas en la parte superior como una punta redondeada, como en D3, tienen como objetivo maximizar la resistencia a la compresión de la protuberancia para asegurar el drenaje bajo cargas pesadas, y también tienen como objetivo facilitar las operaciones de moldeo; sin embargo, la solución propuesta es de tipo rígido y no permite que la parte superior de la protuberancia ceda parcialmente y / o se deforme progresivamente, como un amortiguador, ya que por el contrario es deseable distribuir las cargas puntuales y evitar grietas. Además, se observó en general que una solución de una protuberancia que tiene una base circular facilita la integración geométrica de una parte superior redondeada en forma de casquete pero, sin embargo, tiene una resistencia a la compresión menor con respecto a las protuberancias que tienen una estructura en forma de pirámide truncada.

En quinto lugar, se observó que las soluciones de una membrana drenante con protuberancias que tiene salientes de base circular y ahusados en la parte superior, como en D4, facilitan el solapamiento de partes de membrana, es decir, el tendido en continuidad de protección, y son también más resistentes que las protuberancias cilíndricas convencionales. Sin embargo, dichas protuberancias son muy rígidas y también tienen una forma sustancialmente puntiaguda que puede crear el conocido daño en las principales membranas impermeables. Dicho problema es particularmente grave en el caso de los vertederos, donde las grietas o perforaciones provocan fugas de lixiviados y contaminación ambiental.

De ahí la necesidad de que las empresas del sector encuentren soluciones más efectivas con respecto a las soluciones existentes; el objetivo de la presente invención es también resolver los inconvenientes descritos. En particular, existe la necesidad de una membrana de drenaje de seguridad para vertederos, minas o túneles de tipo rentable, fácil de producir industrialmente, que tenga un pequeño grosor total, flexible, fácil de fabricar y colocar, superponible a lo largo de los bordes, sin necesidad de sellado para formar una capa continua drenante e impermeable, en que la membrana asegura una altísima resistencia a la compresión localizada y que, al mismo tiempo, va cediendo progresivamente a partir de la parte superior de la protuberancia, a modo de amortiguador, de tal manera que se evita el fenómeno conocido de desgarros puntuales en las capas de interfaz. Por lo tanto, con respecto a las soluciones conocidas y convencionales, existe la necesidad de una membrana con protuberancias anti-agrietamiento que tenga una mayor resistencia a la compresión o una resistencia a la compresión igual pero que tenga un peso inferior y unos costes más bajos. Además, dicha membrana con protuberancias debería facilitar la colocación segura en pendientes pronunciadas, con mayor fricción, es decir agarre, en la cara trasera, es decir, sin deslizarse por la pendiente.

Breve descripción de la invención

Estos y otros objetivos se consiguen con la presente invención de acuerdo con las características tal como se indica en las reivindicaciones adjuntas, resolviendo los problemas anteriormente mencionados mediante una membrana de seguridad con protuberancias (10a, 10b) para rellenos sanitarios, minas o túneles, que permite el drenaje e impermeabilización bajo cargas pesadas, que consiste en una lámina de plástico con protuberancias huecas de pequeño tamaño (100), dispuestas en un patrón regular con una densidad superior a 25000 protuberancias / m2; tienen una forma combinada, con una estructura (101) en forma de pirámide truncada y una parte superior (102) en forma de casquete esférico deformable, entrelazados y conectados entre sí de tal manera que ceden progresivamente, para redistribuir las cargas, para facilitar el drenaje y evitar grietas en las capas de interfaz. La parte superior (102) tiene en el interior una reducción progresiva del grosor del material, a modo de cuello (111), que lo hace ceder de forma uniforme y progresiva, mientras que la base (103) se endurece. En una variante de la invención (10b), para pendientes pronunciadas, la superficie inferior está provista de salientes alineados antideslizantes (116) entre las aberturas (108).

Objetivos

De esta forma, gracias a la considerable contribución creativa cuyo efecto constituye un progreso técnico inmediato, se logran diversas ventajas.

Un primer objetivo consiste en la realización de una membrana de seguridad con protuberancias del tipo drenante e impermeabilizante, para vertederos, minas o túneles, que está destinada a ser instalada bajo cargas pesadas aunque tiene un grosor y peso total considerablemente inferior a todas las soluciones conocidas y convencionales utilizadas actualmente; la membrana propuesta, gracias a la particular forma y disposición de las protuberancias, proporciona una altísima resistencia a la compresión aunque es ligera y flexible, con notables ventajas en la compra, transporte e instalación de la misma.

Un segundo objetivo, ligado al primero, consiste en realizar dicha membrana de seguridad con protuberancias a partir de protuberancias que ceden progresivamente partiendo de la parte superior y finalmente se colapsan en la base, de manera que se redistribuyan uniformemente las cargas concentradas y se eviten obstrucciones localizadas que limitan la función de drenaje.

Un tercer objetivo consiste en realizar dicha membrana de seguridad de tal modo que se reduzcan las tensiones mecánicas en las capas de interfaz, gracias a la particular configuración de la parte superior de las protuberancias, cediendo progresivamente como un amortiguador, de tal manera que prevenga el fenómeno conocido de desgarros localizados en la capa principal de impermeabilización por encima de o en las otras capas.

Un cuarto objetivo consiste en obtener industrialmente las ventajas anteriormente mencionadas, con grandes volúmenes de producción y bajos costos.

Estas y otras ventajas se desprenderán de la siguiente descripción detallada de algunas formas de realización preferentes, con la ayuda de los dibujos esquemáticos adjuntos, cuyos detalles de ejecución no deben considerarse limitativos sino únicamente ilustrativos.

Contenido de los dibujos

Las Fig. 1a, 1b y 1c muestran esquemáticamente, en una proyección axonométrica, partes de tres membranas con protuberancias diferentes (M1, M2, M3) de lámina de plástico para aplicaciones subterráneas y en vertederos, de acuerdo con la técnica anterior; respectivamente, como ejemplo no exhaustivo, se considera dicha membrana Platon de la empresa Isola AS - Porsgrunn, dicha membrana Tefond de la empresa TeMa Technologies y Materials Srl, y dicha membrana Leakdrain de la empresa inglesa ABG Limited. Las membranas de las Figuras 1a y 1b están provistas de protuberancias troncocónicas dispuestas con un paso regular, en que en la primera (M1) el grosor total (H1) es de aproximadamente 7,5 mm con un paso P1 de 26 mm para una densidad de distribución de aproximadamente 1600 protuberancias / m 2, mientras que en el segundo (M2) el grosor total (H2) es de aproximadamente 20 mm con un paso P2 de 20 mm para una densidad de aproximadamente 2500 protuberancias / m2 En la membrana de la Figura 1c (M3), por otro lado, las protuberancias tienen forma de pirámide truncada y el grosor total (H3) es de aproximadamente 5 mm con un paso P3 de aproximadamente 7,4 mm para una densidad de distribución de aproximadamente 19000 protuberancias / m2; La Figura 1d es una sección transversal de la parte anterior de membrana (M3), en correspondencia con las protuberancias. Las vistas son esquemáticas; para facilitar la comprensión, dichas porciones de membrana tienen el mismo tamaño, siendo convencionalmente cuadradas con un lado unitario (U) de 52 mm.

La Figura 2a muestra, en una proyección axonométrica, una parte de membrana con protuberancias de lámina de plástico de acuerdo con la presente invención; las protuberancias son troncocónicas con una parte superior en forma de casquete esférico y deformable, para un grosor total (H4) inferior a 7 mm, por ejemplo 5 mm, y un paso (P4) como máximo de 6,8 mm, es decir, con aproximadamente 64 protuberancias por dicha parte cuadrada de lado unitario (U) de 52 mm, para una densidad de distribución superior a 25000 protuberancias / m2 La Figura 2b es un detalle ampliado de la Figura 2a anterior.

La Figura 3a es una vista superior ortogonal de una parte de la membrana con protuberancias proporcionada por la invención; la Figura 3b se refiere al plano de sección X1-X1 igual que en la vista anterior. La Figura 3c es un detalle ampliado de la protuberancia única, igual que en el círculo rayado en la vista anterior.

La Figura 4a es una vista axonométrica esquemática, con aristas vivas, de las geometrías que generan la protuberancia proporcionada por la invención, en que internamente se muestran con una línea rayada las dimensiones generales del punzón en forma de pirámide truncada que forma la superficie interior; la Figura 4b muestra la protuberancia en forma de producto terminado.

La Figura 5 es una vista ortogonal desde la parte inferior de la parte de membrana con protuberancias igual que en dicha Figura 2.

Las Figuras 6a y 6b se refieren a una variante de una forma de realización de la invención, con salientes antideslizantes que sobresalen de la superficie inferior; la Figura 6a se refiere al plano de sección X2-X2 igual que en la siguiente vista desde abajo, es decir, la Figura 6b.

La Figura 7 muestra un detalle axonométrico, visto desde la parte inferior, de dicha variante de forma de realización con salientes antideslizantes igual que en las Figuras 6a y 6b anteriores.

La Fig. 8 es un diagrama bidimensional cartesiano que representa los valores experimentales de resistencia a la compresión (Rc), en función del peso (Pm) de la membrana, relativo a las pruebas realizadas según la norma ASTM D1621-16 sobre la membrana con protuberancias de acuerdo con la invención (10a, 10b), que también se comparan con las correspondientes pruebas realizadas en dichas membranas convencionales de la técnica anterior (M1, M2, M3).

Realización práctica de la invención

Con referencia también a las Figuras (Fig. 2-8), la presente invención se refiere a una membrana de impermeabilización y drenaje de seguridad con protuberancias (10a, 10b) para rellenos sanitarios, minas o túneles, que permite un drenaje e impermeabilización eficiente bajo cargas pesadas, con alta resistencia a la compresión, y que al mismo tiempo limita las tensiones mecánicas en las capas de interfaz, evitando su agrietamiento. La membrana propuesta incluye salientes huecos en forma de pirámide truncada y configuradas particularmente con fines de protección y de deformación progresiva, tal como se describe a continuación. Dichos salientes, que convencionalmente se denominan protuberancias (100), son de pequeño tamaño, idénticos entre sí, y están dispuestos en un patrón regular con un paso reducido (P4) con respecto a las soluciones convencionales de tal manera que se obtenga una densidad de distribución muy alta, es decir, superior a 25000 protuberancias / m2; el grosor total (H4) de la membrana acabada está entre 3 mm y 7 mm, con un peso entre 400 g / m2 y 1500 g / m2. Dicha membrana está hecha de una lámina de plástico (104) con un grosor (S1) entre 0,45 mm y 1,6 mm, de HDPE, PP o una mezcla de los mismos.

Se observó que la gran cantidad de protuberancias (100) por metro cuadrado (Fig. 3a, 3b), al incrementar los puntos de contacto con respecto a todas las membranas actualmente disponibles para el mismo propósito, brinda la ventaja combinada de asegurar una mayor resistencia a la compresión que dichas soluciones convencionales, como en la técnica anterior conocida, y también de tensiones puntuales limitantes en las capas de interfaz; Con el fin de maximizar tanto el efecto anti-fisuración de la interfaz como el efecto anti-aplastamiento de la membrana con protuberancias, con una distribución uniforme de cargas localizadas. De acuerdo con la invención la parte superior (102) de cada protuberancia (100) es deformable y exteriormente tiene forma de casquete, es decir, redondeado como una cúpula. De acuerdo con los objetivos de la invención, a los efectos de un comportamiento estructural óptimo de la protuberancia, se prevé una estructura en forma de pirámide truncada (101) sobre el que descansa un casquete (110) cuyo radio de curvatura es aproximadamente la mitad del tamaño del lado de la base inferior de la propia pirámide truncada, tal como se describe en detalle a continuación (Fig. 3c, 4a, 4b).

En general, en una aplicación subterránea como por ejemplo en un vertedero, la membrana con protuberancias se coloca en contacto con capas de bentonita o GCL, o también láminas de HDPE con un grosor de aproximadamente 2 mm utilizadas como elementos impermeabilizantes. En la práctica profesional se ha observado que la presencia de un número incluso grande de salientes que tienen una forma convencional con una parte superior plana y no redondeada puede dañar dichas capas con el conocido efecto de punzonado o perforado; dicha forma de casquete del saliente, según lo previsto por la invención, evita dicho daño y también permite que los fluidos se muevan mejor. Además, el casquete proporciona la capacidad de absorber una tensión de compresión de manera más eficaz con respecto a una protuberancia puntiaguda o plana, como un efecto de absorción de impactos.

Más detalladamente, la protuberancia (100) tiene la parte superior (102) en forma de casquete esférico (110), es decir, redondeada exteriormente a modo de cúpula semiesférica apoyada sobre una pirámide truncada de forma que están unidos externamente en correspondencia con los bordes laterales redondeados, tangentes a ellos, es decir, en continuidad redondeada (Fig. 2b, 4b); básicamente, dicha parte superior en el exterior aparece como una bóveda de crucería abovedada de planta cuadrada, que está cortada lateralmente por las paredes planas de una pirámide truncada. La parte inferior (109) de la cavidad (107) es plano y es tal que crea en los lados una reducción del grosor (S1) del material plástico a modo de cuello (111) que resulta en la deformación progresiva de la protuberancia (100) bajo carga. La particular combinación de forma, tamaño, material, grosor y distribución de las protuberancias (100) permite que la membrana propuesta (10a, 10b) redistribuya uniformemente las cargas entre las protuberancias, con los siguientes efectos combinados: anti-colapso, es decir, anti­ aplastamiento de las protuberancias, anti-obstrucción con el propósito de continuidad del drenaje y anti-grietas de las capas de interfaz.

La membrana de acuerdo con la invención (10a, 10b) (Fig. 2-7) proporciona particularmente una resistencia a la compresión más alta que las membranas utilizadas convencionalmente, como en los ejemplos de la técnica anterior más utilizados (Fig. 1a, 1b, 1c, 1d); dicha ventaja permite, por ejemplo, garantizar una mayor protección y seguridad a la vez que también permite reducir considerablemente el peso y el coste de la membrana, facilitando su transporte y colocación. Ensayos experimentales (Fig.8) de resistencia a la compresión (Rc), en función del peso (Pm) de la membrana, realizados de acuerdo con la norma ASTM D1621-16 sobre la membrana con protuberancias de acuerdo con la invención (10a, 10b), han demostrado la efectividad de la solución propuesta obteniendo, con el mismo peso (Pm), valores experimentales siempre superiores de dicha resistencia (Rc) con respecto a dichas membranas convencionales de la técnica anterior (M1, M2, M3), en que la primera muestra (M1) (Fig.1a) tiene protuberancias troncocónicas que tienen un grosor total (H1) de aproximadamente 7,5 mm y un paso (P1) de 26 mm, para una densidad de distribución de aproximadamente 1600 protuberancias / m2, mientras que la segunda muestra (M2) (Fig.1b) tiene protuberancias troncocónicas con un grosor total (H2) de aproximadamente 10 mm y un paso (P2) de 20 mm, para una densidad de aproximadamente 2500 protuberancias / m2; la tercera muestra (M3) (Fig. 1c, 1d) tiene protuberancias en forma de pirámide truncada con un grosor total (H3) de aproximadamente 5 mm y un paso (P3) de aproximadamente 7,4 mm, para una densidad de aproximadamente 19000 protuberancias / m2. Por otro lado, la muestra de la membrana de drenaje y protección de acuerdo con la invención (10a, 10b) tiene dichas protuberancias (100) en forma de pirámide truncada de base rectangular y bordes redondeados, con la parte superior (110) conformada externamente como un casquete deformable (102), de acuerdo con los modos y objetivos descritos, que tiene un grosor total (H4) de aproximadamente 5 mm y un paso (P4) de aproximadamente 6,5 mm, para una densidad superior a las soluciones convencionales, es decir, de aproximadamente 25600 protuberancias / m2.

En el diagrama bidimensional (Fig.8), que muestra los valores de dichos ensayos, por ejemplo, debe tenerse en cuenta que en las muestras de peso medio (Pm), es decir, de unos 700 g / m2 que tienen un grosor de la lámina (S1) de aproximadamente 0,7 mm, los valores de resistencia a la compresión (Rc) obtenidos son casi el doble con respecto a la membrana (M3) de la técnica anterior más resistente; debe tenerse en cuenta también que en dicha membrana convencional (M3) se ha observado en ocasiones el conocido problema de punzonado en las capas de interfaz, en el que, por otra parte, dicho problema se ha resuelto en la membrana de acuerdo con la invención (10a, 10b). De esta manera se observó que dicho casquete esférico distribuye la carga de forma más uniforme con respecto a los salientes convencionales de la parte superior plana, aumentando así la resistencia a la compresión gracias al apretón inicial de la superficie esférica, seguido por el de la base en forma de pirámide truncada, obteniendo un efecto protector y amortiguador eficaz.

Con mayor detalle por lo que se refiere a una forma de realización preferente (10a) (Fig. 2-5), se proporciona una densidad de distribución de dichas protuberancias (100) superior a 25000 protuberancias / m2, alrededor de 25600 protuberancias / m2, con un paso (P4) de entre 6 mm y 6,8 mm, por ejemplo 6,5 mm, y con aproximadamente 64 protuberancias en una parte cuadrada de la membrana que tiene un lado de 52 mm, en que la protuberancia única (100) tiene una forma combinada hecha de una estructura (101) con forma de pirámide truncada, de paredes planas, que actúa como una estructura rígida de carga sobre la que descansa una parte superior (102) en forma de casquete esférico deformable, en que dicha estructura y la parte superior (101, 102) están enclavadas y conectadas entre sí de tal manera que ceden progresivamente si se someten a una carga concentrada; en que dicha protuberancia (100) cede primero en correspondencia con dicha parte superior (102) y sólo en el extremo se aprieta en la base (103) de dicha estructura (101), como un amortiguador, de tal manera que se redistribuya uniformemente las cargas entre las protuberancias (100) y evitar su colapso, también con un efecto anti-obstrucción a efectos de drenaje y un efecto anti-fisuras de las capas de interfaz.

En particular (Fig. 4a, 4b), dicha protuberancia (100) tiene la superficie interior de la cavidad (106, 107) totalmente configurada como una pirámide truncada regular ya que se obtiene formando dicha lámina (104, S1) alrededor de un punzón (200) con forma de pirámide truncada de base rectangular, en que la base mayor (201) corresponde a la abertura (108) de la cavidad (107) y la base menor (202) forma el fondo plano (109) de dicha cavidad, mientras que en la cara opuesta de la parte superior (102, 105) la superficie exterior es un casquete esférico (110) de tal manera que forma en el interior (102, 106, 107) una reducción progresiva del grosor del material como un cuello (111) que lo hace ceder de manera uniforme y progresiva. Por tanto, el grosor de la parte superior (102) es como máximo igual al grosor de la lámina (S1) en el centro cerca del soporte superior (112) y, lateralmente, donde se une a la estructura (101, 115). En la base (103) de dicha protuberancia (100) los bordes exteriores (114) tienen un radio (R2) mayor con respecto a la contracción natural del material (R3) de tal manera que endurece la base (103) con respecto a la estructura (101).

Más detalladamente en cuanto a la forma de la protuberancia (Fig. 4a, 4b), se prevé que dicha pirámide truncada, correspondiente a la superficie interior de la cavidad (200, 106, 107), tenga la base mayor (201, 108) con los lados (L1) con una longitud de 3,4 mm con una tolerancia de ± 1 mm, mientras que la base más pequeña (202, 109) tiene los lados (L2) con una longitud de 2 mm con una tolerancia de ± 0,5 mm, en que la distancia (H5) entre dichas bases (201, 202) es de 4,5 mm con una tolerancia de ± 1,5 mm, con los bordes (203) redondeados de acuerdo con la contracción natural del material. Dicho casquete esférico (110) tiene un radio (R1) igual a la mitad de dicho lado mayor (L1), con una tolerancia de ± 10%, y está unido en los bordes laterales (115) de dicha estructura (101) en forma de pirámide truncada, que son preferentemente redondeados (115) de acuerdo con el encogimiento natural del material (R3), es decir, de unos 0,5 mm considerando un grosor medio de la lámina. Con dicho redondeo y con un estiramiento adecuado del material, tal como se describe a continuación, se obtiene un casquete (110, R1) que sobrepasa correctamente dicho punzón (200) en forma de pirámide truncada, uniendo de manera tangente dichos bordes laterales redondeados (R3), es decir, en continuidad superficial fuera de dicha estructura (101), a modo de bóveda de crucería sobre tambor de base cuadrada. Además, en la base (102) de dicha protuberancia (100), los bordes exteriores (114) tienen un radio (R2) igual a aproximadamente la mitad de dicho lado (L1) de la base más grande (201) del punzón con forma de pirámide truncada, con una tolerancia de ± 0,5 mm, o preferiblemente de aproximadamente 1,7 mm.

En una variante de forma de realización (10b) (Fig. 6a, 6b, 7), que es particularmente adecuada para el tendido en pendientes pronunciadas, la membrana descrita anteriormente (Fig. 2-4) no es completamente lisa (Fig.5) en la superficie posterior (106) pero tiene, en correspondencia con el plano de apoyo, es decir, excluyendo dichas cavidades (107) (Fig. 6a), múltiples protuberancias antideslizantes (116), que preferiblemente tienen forma de pequeños salientes con una parte toroidal (Fig. 6b, 7) como aletas salientes alineadas a lo largo de un eje central de dicha protuberancia (100), en que dichos salientes son paralelos entre sí y discontinuos ya que están interrumpidos por dichas aberturas (107, 108). Dichos salientes antideslizantes (116) tienen dimensiones en grosor y ancho, consideradas en sección transversal (Fig.6b) en el punto de máximo saliente, es decir, en el centro de cada saliente (116), y tienen un valor entre una y dos veces el grosor (S1) de dicha lámina (104), de manera que se mejore la adherencia de la membrana a las capas subyacentes, facilitando la colocación en paredes o pendientes muy pronunciadas, como ocurre por ejemplo en los flancos laterales en vertederos. Se observó en la práctica que dicha solución, durante la colocación, permite incrementar la fricción de dicha membrana protuberante sobre las capas de interfaz, como las capas de bentonita o las láminas de HDPE, evitando el deslizamiento y asegurando una protección continua.

El proceso de obtención industrial de la membrana con protuberancias (10a, 10b, 100) anteriormente descrita incluye las siguientes etapas operativas: en primer lugar, extruir dicho material plástico de forma que se forme una lámina delgada (104), de acuerdo con el grosor (S1) correspondiente al peso (Pm) de la membrana terminada, es decir, el gramaje planificado; a continuación formar dicha lámina alrededor de un rodillo de formación provisto de salientes que actúan como punzones de formación (200), que tienen la forma de una pirámide truncada regular y están dispuestos en un patrón con un paso constante (P4), con una altura (H4) entre dichas bases (201, 202) que es tal que se obtenga el grosor total deseado (H5), de acuerdo con el peso deseado. Por ejemplo (Fig. 4a, 4b), para un producto terminado que tiene un peso de aproximadamente 700 g / m2, se proporciona un engrosamiento (S1, H4) en dicho punzón con forma de pirámide truncada (200, H5), que es centralmente igual a 0,73 mm con una tolerancia de /- 0,25 mm.

En particular, la variación en el grosor de la parte superior (102, 109, 110) a efectos de dicha deformación (113) y de dicha deformación progresiva, de acuerdo con lo previsto por la invención, se puede obtener industrialmente empleando rodillos rotativos de vacío y estirando el material extruido alrededor de la base menor (202, 109) de dicho punzón (200) durante la rotación, deformándolo y adelgazando de tal forma que se obtenga una superficie exterior redondeada en forma de casquete esférico mientras que el extremo superior, del soporte (112) para la interfaz externa, tiene un grosor (S1) mayor, es decir, es sustancialmente igual al grosor de la lámina (104). Se observó que dicha forma de la parte superior (102), con la superficie exterior (105, 110) diferente a la interior (106, 109) y con cuellos (111) que la debilitan haciéndola ceder de forma controlada y adaptable con un fácil montaje del equipo de producción, no se obtiene por conformado, es decir, no se proporciona una matriz externa de conformado. Para ello, en las soluciones conocidas más próximas a la invención, como por ejemplo la solución M3 con protuberancias de pequeño tamaño como en las figuras de la técnica anterior (Fig. 1c, 1d), se observó que el grosor del material es sustancialmente constante ya que se obtienen sustancialmente por conformado plano de una lámina caliente, por ejemplo sobre una placa con salientes sobre la que se baja una matriz para el contraconformado de la lámina, como moldura.

La membrana con protuberancias de acuerdo con la invención (10a, 10b) con la forma descrita anteriormente (100, 101, 102, 109, 110, 111, 113, L1, L2, H4, H5, P4, R1, R2, R3) (Figs. 2-7) obtiene experimentalmente (Fig.8) valores de resistencia a la compresión (Rc), de acuerdo con la norma ASTM D1621-16, entre aproximadamente 800 kN / m2 y unos 4800 kN / m2 dependiendo del peso (Pm) o del grosor (S1) de la lámina de plástico, en que el primer valor se obtiene con un grosor (S1) de aproximadamente 0,45 mm o un peso (Pm) de aproximadamente 450 g / m2 mientras que el segundo valor se obtiene con un grosor (S1) de aproximadamente 1,2 mm y un peso (Pm) de aproximadamente 1150 g / m2, en que los valores intermedios son directamente proporcionales a la variación en el grosor, considerando una tolerancia de ± 15%. Véase, por ejemplo, el diagrama cartesiano (Fig.8) que resalta los resultados experimentales referidos a muestras de dicha membrana propuesta (10a) en varios pesos (Pm), es decir de unos 450 g / m2, 550 g / m2, 700 g / m2, 800 g / m2, 1050 g / m2 y 1150 g / m2, respectivamente.

De este modo se constató en la práctica profesional que la membrana de seguridad drenante e impermeabilizante (10a, 10b) de acuerdo con la invención consigue los objetivos previstos, mejorando considerablemente el aislamiento y la protección de obras subterráneas como por ejemplo, en particular, vertederos, minas o túneles. La solución propuesta, como ejemplo no exhaustivo, es particularmente adecuada para formar una capa drenante y protectora en la parte inferior y en los flancos de vertederos para la recogida de lixiviados y / o de aguas subterráneas, así como para formar una capa drenante entre la capa superior del suelo y las membranas o capas de recubrimiento de dichos vertederos. Además, resulta adecuado para la recogida y evacuación de biogás que se forman debajo de la capa de cobertura, y también está destinado a formar una capa eficaz de control o seguridad debajo de cualquier otra capa drenante, impermeable o cualquier otra capa con funciones técnicas particulares. En términos más generales, se observó que simplifica la fabricación y protección de cualquier excavación de drenaje y / o sistemas de impermeabilización y / o sistemas para detener la humedad ascendente capilar en el suelo.

Referencia

(10a, 10b) membrana de seguridad con protuberancias de acuerdo con la invención, del tipo drenante e impermeabilizante, para vertederos, minas o túneles, en la versión básica con una superficie de apoyo lisa (10a) o en la versión con salientes antideslizantes (10b) para pendientes pronunciadas; (100) protuberancia de la membrana de acuerdo con la invención, interiormente hueca, que tiene una forma combinada;

(101) estructura en forma de pirámide truncada;

(102) parte superior en forma de casquete esférico deformable;

(103) base;

(104) lámina de plástico;

(105) superficie exterior de la membrana o cara exterior, con protuberancias;

(106) superficie inferior de la membrana o cara de apoyo, con cavidades abiertas;

(107) abertura de la cavidad interior de la protuberancia;

(108) base más grande de la pirámide truncada, correspondiente a la apertura de la cavidad;

(109) base más pequeña de la pirámide truncada, correspondiente a la parte inferior de la cavidad y también a la superficie interna de la parte superior;

(110) casquete esférico, correspondiente a la superficie exterior de la parte superior;

(111) cuello;

(112) soporte exterior;

(113) deformación de la parte superior en el interior, bajo carga;

(114) borde exterior en la base de la protuberancia;

(115) borde exterior de la estructura;

(116) proyección antideslizante, en la superficie inferior;

(200) dimensiones generales del punzón en forma de pirámide truncada que forma la superficie interna del saliente;

(201) base más grande del punzón;

(202) base más pequeña del punzón;

(203) borde lateral del punzón;

(HI, H2, H3) grosor total de las membranas con protuberancias de la técnica anterior (Fig. 1a, 1b, 1c y 7), que son por ejemplo (HI, M1) de 7,5 mm y (H2, M2) de 10 mm y (H3, M3) de 5 mm.

(H4) grosor de la membrana con protuberancias de acuerdo con la invención;

(H5) distancia entre la base mayor y la menor, es decir, profundidad de la cavidad;

(L1, L2) dimensión del lado de la base de la pirámide truncada que forma la superficie interior del saliente, en que (L1) es el lado de la base más grande y (L2) es el lado de la base más pequeña; (M1, M2, M3) membranas con protuberancias de referencia, como en la técnica anterior conocida, en las que (M1) tiene un grosor total (H1) de 7,5 mm con protuberancias troncocónicas que tienen una distancia de centro a centro (P1) de 26 mm y una distribución de la densidad de aproximadamente 1600 protuberancias / m2, y en que (M2) tiene un grosor total (H2) de 10 mm con salientes troncocónicos que tienen una distancia de centro a centro (P2) de 20 mm y una densidad de distribución de aproximadamente 2500 protuberancias / m2, mientras que (M3) tiene un grosor total (H3) de aproximadamente 5 mm con salientes en forma de pirámide truncada que tiene una distancia de centro a centro (P3) de aproximadamente 7,4 mm y una densidad de distribución de aproximadamente 19000 protuberancias / m2

(PI, P2, P3, P4) paso, es decir, distancia de centro a centro entre las protuberancias dispuestas en un patrón, referidas respectivamente a la primera (PI, M1), la segundo (P2, M2) y la tercera membrana (P3, M3) como en la técnica anterior conocida (Fig. 1a, 1b, 1c y 7), que son respectivamente de 26 mm, 20 mm y 7,4 mm.

(P4) se refiere, por otro lado, a la membrana con protuberancias de acuerdo con la invención (10a, 10b) en que dicho paso está entre 6 mm y 6,8 mm;

(Pm) peso de la membrana con protuberancias;

(Rc) resistencia a la compresión de la membrana con protuberancias;

(R1) radio del casquete esférico, en el exterior de la parte superior;

(R2) radio de la base, en el borde exterior;

(R3) radio de curvatura de acuerdo con la contracción natural del material;

(S1) grosor de la lámina de plástico.

(U) lado unitario de una parte cuadrada de membrana con protuberancias, que convencionalmente en las figuras de referencia es de aproximadamente 52 mm.

Claims (6)

REIVINDICACIONES

1. Membrana de seguridad drenante e impermeabilizante con protuberancias (10a, 10b) para vertederos, minas o túneles, que tiene un peso comprendido entre 400 g / m2 y 1500 g / m2, de una lámina de plástico (104) que tiene un grosor (S1) entre 0,45 mm y 1,6 mm de HDPE, PP o mezclas de los mismos, provista de protuberancias de pequeño tamaño (100) en forma de pirámide truncada, idénticas entre sí y dispuestas en un patrón regular con una alta densidad de distribución; en que dicha membrana con protuberancias (10a, 10b) tiene un grosor total (H4) entre 3 mm y 7 mm; en que dicha membrana con protuberancias (10a, 10b) se caracteriza porque tiene una densidad de distribución de dichas protuberancias (100) superior a 25000 protuberancias / m2, con un paso (P4) entre 6 mm y 6,8 mm, en que la protuberancia (100) individual tiene una forma combinada que está constituida por una estructura (101) con forma de pirámide truncada que actúa como una estructura rígida de carga y de una parte superior (102) en forma de casquete esférico deformable (110), en que (101, 102, 110) están entrelazados y conectados entre sí de tal manera que ceden progresivamente si se someten a una carga concentrada; en que dicha protuberancia (100) cede primero en correspondencia con dicha parte superior (102) y sólo en el extremo se aprieta en la base (103) de dicha estructura (101), como un amortiguador, de tal manera que redistribuye de manera uniforme las cargas entre las protuberancias (100) y se evite su colapso, también con un efecto anti-obstrucción a efectos de drenaje y un efecto anti-fisuras de las capas de interfaz; en que dicha protuberancia (100), con la superficie interior de la cavidad (106, 107) conformada enteramente como una pirámide truncada regular, se obtiene formando dicha lámina (104, S1) alrededor de un punzón con forma de pirámide truncada (200) con una base rectangular, en que la base mayor (201) corresponde a la abertura (108) de la cavidad (107) y la base menor (202) constituye el fondo plano (106, 109) de dicha cavidad, mientras que en la cara opuesta de la parte superior (102, 105) la superficie exterior es un casquete esférico (110) de tal manera que forma en el interior (102, 106, 107) una reducción progresiva del grosor del material (111) como un cuello que hace que ceda de manera uniforme y progresiva; en que dicho grosor de la parte superior (102) es como máximo igual al grosor de la lámina (S1) en correspondencia con el soporte superior (112), y lateralmente donde está conectado a la estructura (101, 115) y en que, en la base (103) de dicha protuberancia (100), los bordes exteriores (114) tienen un radio (R2) que es mayor con respecto a la contracción natural del material (R3) de tal manera que endurece la base (103) con respecto a la estructura (101).

2. Membrana con protuberancias (10a, 10b) de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizada porque dicha pirámide truncada, correspondiente a la superficie interior de la cavidad (200, 106, 107), tiene la base mayor (201, 108) con los lados (L1) que tienen una longitud de 3,4 mm con una tolerancia de ± 1 mm, mientras que tiene la base más pequeña (202, 109) con los lados (L2) que tienen una longitud de 2 mm con una tolerancia de ± 0.5 mm, en que la distancia (H5) entre dichas bases (201, 202) es de 4.5 mm con una tolerancia de ± 1,5 mm, con bordes redondeados (203) de acuerdo con la contracción natural del material; y en que dicho casquete esférico (110) tiene un radio (R1) que es igual a la mitad de dicho lado mayor (L1), con una tolerancia de ± 10%, y está conectado en los bordes laterales (115) de dicha estructura (101) con forma de pirámide truncada, que se redondean de acuerdo con la contracción natural del material (R3); y en que, en la base (103) de dicha protuberancia (100), dichos bordes exteriores (114) tienen dicho radio (R2) igual a la mitad de dicho lado (L1) de la base mayor (201), con una tolerancia de ± 0,5 mm; y en que dicho paso (P4) entre dichas protuberancias (100) es de 6,5 mm, con una densidad de distribución de 25600 protuberancias / m2 y de tal manera que se obtienen 64 protuberancias en una parte cuadrada de membrana de 52 mm de lado, en que dichos valores se consideran con una tolerancia de ± 5%.

3. Membrana con protuberancias (10a, 10b) de acuerdo con las reivindicaciones 1 y 2, caracterizada porque tiene una resistencia a la compresión (Rc), de acuerdo con la norma ASTM D1621-16, que se encuentra entre 800 kN / m2y 4800 kN / m2 dependiendo de dicho grosor (S1) de la lámina de plástico (Fig.8), en que se obtiene el primer valor con un grosor (S1) de 0,45 mm y el segundo valor con un grosor (S1) de 1,2 mm, respectivamente, en que los valores intermedios son directamente proporcionales a la variación de grosor con una tolerancia de ± 15%.

4. Membrana con protuberancias (10b) de acuerdo con la reivindicación 1 o 2 o 3, caracterizada porque tiene la superficie inferior (106) en estado de apoyo, la cual está provista de múltiples salientes antideslizantes (116) alineados a lo largo de un eje central de dicha protuberancia (100), los cuales son paralelos entre sí y discontinuos al ser interrumpidos por dichas aberturas (107, 108).

5. Membrana con protuberancias (10b) de acuerdo con la reivindicación anterior, caracterizada porque dichos salientes antideslizantes (116) tienen forma de pequeños salientes con una parte toroidal (Fig. 6b, 7), es decir, aletas redondeadas y salientes, tanto transversal como longitudinalmente; en que dichos salientes antideslizantes (116) tienen un grosor y ancho variable que son, considerados en sección transversal en el punto de máximo saliente, en el centro de cada saliente (116), entre una y dos veces el grosor (S1) de dicha lámina (104).

6. Membrana con protuberancias (10a, 10b) de acuerdo con al menos una de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque se obtiene industrialmente mediante un proceso que comprende las siguientes fases operativas: primero extruir dicho material plástico de tal manera que se forme una lámina delgada (104), de acuerdo con el grosor (S1) correspondiente al peso (Pm) de la membrana terminada, y a continuación formar dicha lámina alrededor de un rodillo de formación provisto de salientes que actúan como punzones de formación (200), que tienen la forma de una pirámide truncada regular y están dispuestos en un patrón con un paso constante (P4), en que existe una altura (H4) entre dichas bases (201, 202) que es tal que se obtiene el grosor total (H5) deseado, de acuerdo con el peso deseado; y en que la variación en el grosor de la parte superior (102, 109, 110) con el propósito de que se deforme (113) y que ceda de forma progresiva se obtiene con un rodillo rotatorio de vacío y estirando el material extruido alrededor de la base más pequeña (202, 109) de dicho punzón (200) durante la rotación, deformándolo y adelgazándolo con cuellos (111) de tal manera que se obtiene una superficie exterior redondeada en forma de casquete esférico (110) mientras que el extremo superior tiene el grosor mayor (S1, 112), es decir, es sustancialmente igual al grosor de la lámina (104).