ES2919335A1 - Pieza para la ejecucion de diques para el control de la erosion en carcavas - Google Patents

Abstract

Pieza apilable de hormigón (1) para la ejecución de diques para el control de la erosión en cárcavas de forma fundamentalmente prismática, con capacidad de presentar hueco/s vertical/es interior/es (3) abierto/s por las respectivas bases superior e inferior de la pieza. La pieza (1) presenta, una falta de paralelismo entre sus aristas longitudinales horizontales (2) de caras opuestas, debido a la diferencia de dimensión entre sus aristas transversales horizontales (4) entre caras opuestas, lo cual proporciona a la pieza una geometría de cuña que confiere al dique un trazado curvo. La pieza cuenta además con resaltes (6) en una de sus caras, sirviendo estos resaltes (6) como tope durante su colocación, enlazando las piezas de las hiladas superiores con las de las hiladas inferiores y con un canal horizontal (5). Así mismo, el sistema constructivo, permite la formación de un aliviadero superior (8), simplemente dejando pieza/s (1) sin colocar en las hileras superiores en la zona central de la estructura. El uso de esta pieza para la construcción de diques para el control de la erosión en cárcavas, sin necesidad de uso de morteros ni de maquinaria pesada, da lugar a estructuras de fácil ejecución, con una alta estabilidad, así como una alta capacidad drenante.

Description

DESCRIPCIÓN

PIEZA PARA LA EJECUCIÓN DE DIQUES PARA EL CONTROL DE LA EROSIÓN EN

CÁRCAVAS

SECTOR DE LA TÉCNICA

La presente solicitud invención se refiere a una pieza tipo bloque para la construcción de diques para el control y corrección de cárcavas. La finalidad de estos diques es disminuir la velocidad de circulación del agua de escorrentía facilitando la retención de sedimentos con el fin de estabilizar la cárcava reduciendo así la pérdida de suelo producida por el agua de escorrentía. La pieza aporta a la función a la que se destina notables ventajas e innovadoras características, que se describirán en detalle más adelante, que suponen una destacable mejora frente a los sistemas actualmente conocidos.

El campo de aplicación de la presente invención se encuentra dentro del sector de la construcción en general y, particularmente, de la ejecución de diques para la corrección de cárcavas causadas por el proceso erosivo en suelos naturales o cultivados por efecto del agua de escorrentía.

ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN

Como es sabido, desde los orígenes de la construcción, de las obras de urbanización e infraestructuras, y de la agricultura, ha sido necesario intervenir sobre el terreno, para adaptarlo a las necesidades o usos proyectados, manteniendo al mismo tiempo unas condiciones de seguridad y estabilidad.

En la construcción de diques para la corrección de cárcavas se han empleado sistemas basados en diferentes técnicas: restos vegetales, piedras, escollera, gaviones, muros de mampostería de piedra natural o de piezas monolíticas de hormigón de diferentes tipos y de elevado peso requiriendo maquinaria específica para su puesta en obra. Ninguna de las soluciones previas conocidas guarda relación alguna con la invención recogida en la presente memoria. Una revisión completa de los sistemas habituales para lucha contra la erosión y la corrección de cárcavas puede encontrarse en la publicación “Technical Supplement 14P: Gullies and Their Control” USDA-2007 (Suplemento Técnico 14P: Cárcavas y su control. Departamento de Agricultura de los Estados Unidos-2007) o, más recientemente en España, en la publicación "Criterios técnicos para el diseño y evaluación de cárcavas, revegetación para diversificación del paisaje, muros de contención, mejora ambiental de fuentes y abrevaderos y construcción de charcas artificiales” (Gómez Calero J.A. y col., 2019, Edit. Junta de Andalucía).

La experiencia ha demostrado que en el caso de elementos concebidos para reducir o corregir la escorrentía y evitar la erosión de suelos por efecto de la misma, el uso de estructuras rígidas e impermeables no es recomendable. El impacto del agua en grandes avenidas, y la acumulación de agua, hacen peligrar la estabilidad de estas estructuras. Tampoco es conveniente el uso de elementos pesados de carácter monolítico, por las dificultades de acceso de la maquinaria a cárcavas situadas en zonas de topografía accidentada.

La industria del pequeño prefabricado de hormigón ha desarrollado en las últimas décadas toda una serie de piezas, especialmente diseñadas para la contención de terrenos. No se trata de piezas "estándar” aplicadas en la retención de tierras, sino que son piezas específicamente diseñadas, desde su planteamiento inicial, para la conformación de estructuras verticales o ataluzadas de contención de tierras, ofreciendo soluciones con o sin armar, en función de las condiciones a las que se deba atender.

Este tipo de muros de contención está constituido por sillares de hormigón colocados en seco y aparejados de forma que utilizan principalmente su peso propio para conseguir estabilidad. Los sillares se disponen en seco, aparejados unos sobre otros, siendo habitualmente conocidos como muros de contención segmentados (MCS o SRW por sus siglas en inglés), a veces con cierta inclinación o ataluzado. Los diferentes sistemas existentes en la actualidad se pueden clasificar según diferentes aspectos básicos: los que usan piezas macizas o huecas. A su vez, respecto al sistema de "encaje/trabado/colocación”, se distinguen dos sistemas: (i) aquel cuyas piezas se apoyan sobre superficies lisas de las piezas situadas inmediatamente por debajo, y (ii) aquel cuyas piezas presentan resaltes para enlazar cada pieza con la/s que tiene inmediatamente por encima o por debajo.

Del mismo modo, los sistemas de estabilización y control de erosión recogidos por la literatura son extraordinariamente diversos, siempre dentro de aproximadamente los mismos principios de control, debido a las diferencias en los procesos que originan, por ejemplo, una cárcava: condiciones edafoclimáticas, geología y tecnologías y materiales localmente disponibles. Las principales tecnologías utilizadas para el control de cárcavas incluyen desde alternativas extremas, como la realización de terrazas en ladera y la construcción de grandes barreras de retención de materiales sueltos, a soluciones basadas en el uso de vegetación (sembrada, plantada o espontánea) que pueden resultar efectivas para pequeñas cárcavas.

La corrección permanente de la erosión en la cárcava se consigue mediante un sistema de retención de los sedimentos arrastrados, utilizando barreras semipermeables en los cauces, que dejen pasar el agua, pero facilitando la retención y acumulación de sedimentos y otros elementos como ramas o piedras arrastrados por la corriente. Los diques de retención deben tener la capacidad de disminuir la fracción sólida acarreada por una crecida, dando paso a la acumulación de material aguas arriba de la estructura, permitiendo así una disminución de la pendiente del cauce y de la capacidad de arrastre del flujo.

Los sistemas para ejecución de diques de contención con pequeñas piezas prefabricadas resultan ser los más adecuados para afrontar la formación de estructuras sencillas, diseñadas para frenar la formación y evolución del proceso erosivo en las cárcavas.

Se constata, pues, la necesidad de disponer de un sistema que permita la ejecución de diques con una clara sencillez constructiva, capaces de presentar una gran estabilidad y capacidad drenante, siendo el objetivo de la presente invención aportar un tipo de pieza que dé solución práctica y efectiva a los problemas e inconvenientes planteados que presenta el estado actual de la técnica.

Se conocen piezas, como la descrita en la patente (ES-2595852_B2), que presenta una pieza prefabricada de hormigón de tipología plana, para la protección de taludes, pero no son utilizables para la retención de sedimentos en el cauce de la cárcava y no permiten su colocación apilada.

DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN

La pieza para la ejecución de diques para reducción de la erosión por efecto del agua de escorrentía y retención de sedimentos que la presente invención propone es un bloque, del tipo de los utilizados para la construcción con fábrica de mampostería o muros de obra con bloque, que tiene un diseño innovador ya que presenta capacidad de drenaje que facilita la circulación del agua de escorrentía. Así mismo, permite la circulación del agua por encima de la coronación del dique mediante la ejecución de un aliviadero realizado con las mismas piezas. A su vez, facilita la acumulación de sedimentos arrastrados por el agua, conteniéndolos, frenando así la evolución del proceso erosivo; todo ello manteniendo la capacidad del bloque de mantenerse estable dentro de la construcción.

De forma concreta, el bloque de la invención es una pieza de configuración prismática, que puede ser maciza, o estar formada por paredes exteriores y paredes o tabiques interiores que determinan huecos abiertos por las respectivas bases superior e inferior de la pieza.

Tomando como base pues, un bloque prismático, macizo o dotado de hueco/s abierto/s por sus bases superior e inferior, que cuenta con un canal horizontal y resaltes en una de sus caras; se configura una geometría prismática con forma de cuña, partiendo de un paralelepípedo rectangular (ortoedro), cuyas aristas verticales están ligeramente desplazadas, confiriendo a la pieza una forma en cuña o dovela, con sus dos caras verticales longitudinales no paralelas.

Las piezas así diseñadas, permiten la ejecución de diques o muros, con hiladas de trazado curvo (en planta) gracias a la geometría en cuña. Las hiladas quedan enlazadas gracias a la geometría en cuña y a sus resaltes; e igualmente la capacidad drenante de la estructura frente al agua queda garantizada por la existencia del canal horizontal de los bloques, así como por el hueco vertical, con planta de hexágono irregular con los bordes redondeados, que, al mismo tiempo, aligera la pieza para facilitar su manejo y puesta en obra.

Los diques ejecutados con este bloque presentan una gran estabilidad de la estructura resultante, tanto por la geometría curva que le hace adoptar la geometría en cuña de la pieza, como por la inclinación que le hace adoptar los resaltes de la pieza; con este diseño se consigue pues una doble trabazón de los bloques.

El diseño de esta nueva pieza permite que la ejecución de diques con este bloque resulte sencillo y rápido, sin necesidad de morteros de juntas ni otros elementos auxiliares, diferentes de los propios bloques.

Cabe destacar pues, su manejabilidad, capacidad drenante, estabilidad mediante enlazamiento entre piezas, capacidad de crecimiento en altura, así como posibilidad de crecimiento en anchura.

La ejecución del sistema se prevé con la apertura de una zanja, sobre la que se dispondrán las piezas, quedando las primeras enterradas o semi-enterradas, con el fin de proporcionar estabilidad frente al deslizamiento. Los extremos laterales del dique pueden introducirse igualmente en el terreno. Al mismo tiempo es posible el anclaje de la estructura al terreno mediante barras introducidas en las partes huecas de algunos bloques, pudiendo rellenarse las partes huecas de estos bloques con material drenante. Se ofrece con ello un mejor comportamiento frente a la estabilidad, deslizamiento y vuelco, del conjunto.

La colocación de las piezas se realiza por hiladas completas, disponiéndolas niveladas, con canal y resaltes hacia la cara inferior, y manteniéndose los bloques de la misma hilada en contacto por sus caras verticales longitudinales (obteniéndose una geometría de arco, por la forma en cuña del bloque). En la primera hilada, los resaltes de las piezas pueden retirarse mediante un simple golpeo de maza manual, para facilitar el nivelado de los bloques. En las hiladas sucesivas, las piezas se colocan de la misma manera, desplazando los bloques hasta que los resaltes hagan tope en los bloques inferiores (obteniéndose un muro o dique ataluzado).

Los canales horizontales de las piezas permiten una alta permeabilidad al paso del agua, mientras que los huecos verticales mejoran la circulación del agua a través de la estructura, y por tanto su capacidad drenante.

El trasdós podrá rellenarse parcialmente con material drenante, que al mismo tiempo dará estabilidad al conjunto. Como material de relleno se utilizará grava de diferente granulometría disponiendo la grava de menor tamaño en las partes más próximas al dique. Se podrá colocar un fieltro geotextil antes de la última capa de material drenante de relleno, con el fin de mantener los finos de sedimentación alejados del dique. Igualmente, en los estribos, se podrán emplear opcionalmente fieltros geotextiles, que ayudarán a mantener protegidos los suelos, frente al efecto del agua en movimiento. La coronación puede contar con un aliviadero, dimensionado de modo que el calado máximo en la avenida correspondiente al periodo de retorno hidrológico de referencia, no supere a la cota de coronación del elemento de contención para evitar erosión en los estribos del dique.

La referida pieza para la ejecución de diques para el control de la erosión por efecto del agua de escorrentía y retención de sedimentos representa una solución innovadora de características estructurales y constitutivas desconocidas hasta ahora para tal fin, razones que unidas a su utilidad práctica y facilidad de ejecución, la dotan de fundamento suficiente para obtener el privilegio de la exclusividad que se solicita.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS

Para complementar la descripción que se está realizando y con objeto de contribuir a una mejor comprensión de las características de la invención, se acompaña a la presente memoria descriptiva, como parte integrante de la descripción, un juego de dibujos en los que, con carácter ilustrativo y no limitativo, se ha representado lo siguiente:

La figura 1 muestra una vista en perspectiva de un ejemplo de realización de la pieza para la ejecución de diques para reducción de la erosión por efecto del agua y retención de sedimentos, objeto de la invención, en la que se aprecian las partes y elementos de que consta, así como la configuración y disposición de la misma.

La figura 2 muestra una vista en perspectiva de un ejemplo de realización de la misma pieza de la figura 1, para la ejecución de diques para reducción de la erosión por efecto del agua, retención de sedimentos, objeto de la invención, volteada, en su posición de colocación, en la que se aprecian las partes y elementos de que consta, así como la configuración y disposición de la misma.

La figura 3 muestra una vista en planta de un ejemplo de realización de la pieza para la ejecución de diques para reducción de la erosión por efecto del agua, retención de sedimentos, objeto de la invención, en la que se aprecian las partes y elementos de que consta, así como la configuración y disposición de la misma.

La figura 4 muestra una vista en sección de un ejemplo de dique, formado por sendas hileras de bloques, según la invención, apreciándose el modo en que el dique queda finalizado.

La figura 5 muestra una vista en perspectiva de un ejemplo de dique, formado por sendas hileras de bloques, según la invención, apreciándose el modo en que el dique o muro queda finalizado.

REALIZACIÓN PREFERENTE DE LA INVENCIÓN

Tal como se aprecia en la figura 1, la invención consiste en una pieza especialmente aplicable para la ejecución de diques para control de la erosión en cárcavas por efecto del agua de escorrentía y retención de sedimentos, la cual se configura, de forma convencional, a partir de una pieza (1) de configuración aproximadamente prismática, con posibilidad de presentar hueco/s verticales interiores (3) abiertos por las respectivas bases superior e inferior de la pieza, los cuales serán aprovechados para mejorar la circulación de agua por el interior de la pieza, al tiempo que aligera/n su peso.

La pieza cuenta con resaltes (6) en una de sus caras, sirviendo estos resaltes (6) como tope durante su colocación, enlazando las piezas de las hiladas superiores con las de las hiladas inferiores, lo que otorga a la estructura una sección ataluzada, confiriéndole una mayor estabilidad.

Es importante destacar que, de forma caracterizadora, dicha pieza (1) presenta, una falta de paralelismo entre sus aristas longitudinales horizontales (2) de caras opuestas, debido a la diferencia de dimensión entre sus aristas transversales horizontales (4) entre caras opuestas, lo cual tiene como finalidad proporcionar a la pieza una geometría de cuña vista en planta, para generar un trazado curvo de las hiladas del muro o dique, confiriéndole mayor estabilidad a la estructura resultante.

Paralelamente, y en orden a permitir el paso de agua a través del muro o dique, la pieza (1) cuenta, además, con un canal horizontal (5), que sumado a los huecos verticales (3), confieren a la estructura una elevada permeabilidad al paso de agua y capacidad drenante.

Cabe destacar que, los diques ejecutados (7), pueden dotarse de un aliviadero superior (8), dejando sin colocar las piezas que resulten necesarias por cálculo según el caso.

Por último, debe señalarse que, para la ejecución de muros o diques con estas piezas (1), no será necesario el uso de mortero de juntas u otro/s elementos auxiliares. Será suficiente con colocar las piezas (1) con la cara del canal horizontal (5) y los resaltes (6) orientada hacia abajo, enlazando las piezas de las hiladas superiores, con las de las hiladas inferiores, utilizando los resaltes (6) como tope.

Descrita suficientemente la naturaleza de la presente invención, así como la manera de ponerla en práctica, no se considera necesario hacer más extensa su explicación para que cualquier experto en la materia comprenda su alcance y las ventajas que de ella se derivan, haciendo constar que, dentro de su esencialidad, podrá ser llevada a la práctica en otras formas de realización que difieran en detalle de la indicada a título de ejemplo, y a las cuales alcanzará igualmente la protección que se recaba siempre que no se altere, cambie o modifique su principio fundamental.

Claims (5)

REIVINDICACIONES

1. - Pieza apilable de hormigón (1) para la ejecución de diques para el control de la erosión en cárcavas, de forma fundamentalmente prismática, con capacidad de presentar hueco/s vertical/es interior/es (3) abierto/s por las respectivas bases superior e inferior de la pieza. La pieza (1) presenta, una falta de paralelismo entre sus aristas longitudinales horizontales (2) de caras opuestas, debido a la diferente dimensión entre sus aristas transversales horizontales (4) entre caras opuestas, lo cual proporciona a la pieza una geometría de cuña. La pieza cuenta además con resaltes (6) en una de sus caras, y con un canal horizontal (5).

2. - Pieza apilable de hormigón, según la reivindicación 1, caracterizada por tener una anchura y altura máximas y mínimas comprendidas entre 0,4 y 0,6 veces la longitud total de la pieza.

3. - Pieza apilable de hormigón, según las reivindicaciones 1 y 2, caracterizada por que los resaltes (6) en una de sus caras horizontales tienen un valor comprendido entre 2 y 4 cm, que hace que las diferentes hileras queden desplazadas, confiriendo a la estructura un ataluzado, lo que aporta estabilidad a la estructura resultante.

4. - Pieza apilable de hormigón, según las reivindicaciones 1 a 3, caracterizada por que el canal (5) existente en una de sus caras horizontales presenta una sección semicircular con un radio comprendido entre 2 y 4 cm.

5. - Pieza apilable de hormigón, según las reivindicaciones 1 a 4, caracterizada por que presenta e un hueco vertical (3), con planta de hexágono irregular y las uniones de aristas redondeadas, con una superficie comprendida entre un 15 y un 30% de la superficie horizontal total. Este diseño posibilita el paso del agua de escorrentía a través del dique, lo que aporta una alta capacidad drenante a la estructura resultante.