ES2935061T3 - Sistema de cobertura de suelo sintético para el control de la erosión - Google Patents
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Abstract
Un sistema de cobertura de suelo sintético para el control de la erosión que se colocará sobre el suelo, incluido un césped sintético que comprende un compuesto de uno o más geotextiles con mechones de hilos sintéticos y una capa/reverso impermeable. La cubierta de suelo sintética también incluye un lastre de relleno de arena/tierra aplicado al césped sintético y un agente aglutinante aplicado al relleno de arena/tierra para estabilizar el relleno de arena/tierra contra las fuerzas de corte del agua a alta velocidad. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)
Description
DESCRIPCIÓN
Sistema de cobertura de suelo sintético para el control de la erosión
Referencia cruzada a la solicitud relacionada
Esta solicitud es una continuación en parte de la solicitud de patente no provisional de EE. UU. No. de serie 13/417.275, presentada el 11 de marzo de 2012, ahora pendiente, que a su vez reivindica el beneficio de la solicitud de patente provisional de EE. UU. 61/451,839 presentada el 11 de marzo de 2011. Los beneficios, el estado y la prioridad se reivindican como una solicitud de continuación en parte.
Antecedentes
La técnica anterior describe sistemas para la protección contra la erosión que típicamente adoptan la forma de una combinación de tapete sintético y césped natural. Además, la técnica anterior generalmente requiere anclajes múltiples para resistir las fuerzas de erosión y levantamiento ocasionado por el viento que se producen en el tapete sintético. Por lo tanto, la industria continúa buscando mejores sistemas de protección contra la erosión que sean efectivos, económicos y que cumplan con las diversas leyes, normas y directrices ambientales locales, estatales y federales para estos sistemas.
El césped artificial se ha utilizado ampliamente en estadios deportivos (campos de juego), así como a lo largo de las pistas de los aeropuertos y en el ajardinado en general. Una consideración principal de los campos de juego de césped artificial es la capacidad de drenaje del campo. Ejemplos de la técnica anterior en el drenaje de césped sintético son las patentes de Estados Unidos N° 5.876.745; 6.858.272; 6.877.932 y 6.946.181. Sin embargo, este césped artificial generalmente solo es adecuados para superficies de juego de campo donde el suelo es sustancialmente plano y la preocupación es solo referente a la capacidad de mejorar las condiciones de juego de campo.
Especificación de Patente de los Estados Unidos N° US 2012/230777 describe un sistema de cobertura de suelo sintético para el control de la erosión que se coloca sobre el suelo, que incluye un césped sintético que comprende un compuesto de uno o más geotextiles en tepes con hilos sintéticos. La cobertura de suelo sintético también incluye un lastre de relleno de arena/suelo aplicado al césped sintético y un agente aglutinante aplicado al relleno de arena/suelo para estabilizar el relleno de arena/suelo contra las fuerzas cortantes del agua a alta velocidad.
El uso de drenaje en la técnica anterior del césped artificial se ocupa principalmente de la infiltración lenta de superficies planas para evitar la inundación del campo, y tal uso de drenaje generalmente no puede manejar la escorrentía muy elevada y rápida que se produciría en laderas muy grandes y empinadas de topografía del suelo natural o artificial, tales como rellenos sanitarios, pilas de almacenamiento, bermas, terraplenes, diques, canales de drenaje, pilas de relaves mineros, etc.
Compendio de la invención
La presente solicitud proporciona un sistema de cobertura de suelo sintético compuesto de acuerdo con las reivindicaciones adjuntas. Haciendo una breve descripción, la presente invención proporciona un sistema nuevo y útil para cubrir diversos tipos de terrenos inclinados el los que es necesaria la protección contra la erosión del agua y del viento. Más particularmente, en una primera forma a modo de ejemplo, la invención comprende un sistema de cobertura de suelo sintético para el control de la erosión que se coloca sobre un suelo inclinado sustancialmente no nivelado, que incluye un césped sintético que comprende un compuesto de un elemento de soporte impermeable y elementos similares a hojas de césped sintético asegurados al mismo y que se extienden desde el mismo. Se aplica un lastre de relleno al césped sintético encima del elemento de soporte y se aplica un agente aglutinante al lastre de relleno para proteger el lastre de relleno contra las fuerzas cortantes del agua a alta velocidad. Con esta construcción, el sistema de cobertura de suelo sintético puede permanecer en su lugar sobre un suelo inclinado sustancialmente no nivelado a pesar de las fuerzas cortantes de la gravedad, el viento y el flujo de agua.
El elemento de soporte impermeable comprende un geotextil. El elemento de soporte impermeable comprende un geotextil permeable y un polímero impermeable aplicado al geotextil permeable para impermeabilizar el elemento de soporte. Opcionalmente, el polímero impermeable comprende polietileno, polipropileno, poliuretano, terpolímero de etileno propileno dieno (EPDM) o cloruro de polivinilo (PVC).
En una forma opcional, el polímero impermeable se aplica como una lámina, se pega, se rocía o se reviste sobre el geotextil permeable.
Preferiblemente, el polímero impermeable no es plano para sujetarse al suelo en pendiente, no nivelado.
Opcionalmente, el agente aglutinante en el sistema de cobertura de suelo sintético para el control de la erosión es cemento, lechada, cal o similar. Opcionalmente, el agente aglutinante puede comprender un polímero.
Preferiblemente, el agente aglutinante aplicado al relleno da como resultado un relleno aglutinado que tiene una profundidad de entre aproximadamente 1,27 cm y aproximadamente 5,08 cm (aproximadamente 1/2 pulgada y aproximadamente 2 pulgadas). Además, preferiblemente, el relleno se aplica al césped sintético en estado seco y
después se humedece para curarlo y que forme un relleno aglutinado. Preferiblemente, el relleno comprende arena o material granular y el agente aglutinante comprende cemento. Preferiblemente, la proporción de arena a cemento está entre aproximadamente 1:1 y 3:1 en peso.
Opcionalmente, la cobertura de suelo sintético también incluye al menos una tela de filtro para colocar sobre o en el suelo y una malla de rejilla abierta colocada entre el césped sintético y la tela de filtro. Preferiblemente, la al menos una tela de filtro comprende tela sintética no tejida. También preferentemente, la malla de rejilla abierta comprende un sistema de drenaje sintético. Opcionalmente, la cobertura de suelo sintético puede incluir al menos una geomembrana de barrera de baja permeabilidad para colocar junto al suelo.
Opcionalmente, el césped sintético tiene una densidad de entre aproximadamente 678,12 gramos por metro cuadrado y aproximadamente 4068,69 gramos por metro cuadrado (aproximadamente 20 onzas por yarda cuadrada y 120 onzas por yarda cuadrada). Preferiblemente, el césped sintético tiene fibras con una longitud media de entre aproximadamente 1,27 cm y 10,16 cm (aproximadamente 0,5 y 4 pulgadas) que actúan como refuerzo para el relleno de arena/suelo. Opcionalmente, el césped sintético tiene fibras con una longitud media de entre aproximadamente 3,81 cm y 7,62 cm (aproximadamente 1,5 y 3 pulgadas).
Preferiblemente, la tela de filtro está situada para estar en contacto directo con la superficie del suelo y comprende tela sintética tejida. Alternativamente, la tela sintética puede ser un material no tejido.
En otra forma a modo de ejemplo, no cubierta por la invención reivindicada, el método para cubrir el suelo para el control de la erosión incluye los pasos de: (a) colocar césped sintético sobre el suelo, teniendo el césped sintético un elemento de soporte y hojas de césped sintético que se extienden desde el mismo; (b) aplicar un lastre de relleno seco al césped sintético; y (c) aplicar un agente humectante al relleno seco para curar el relleno seco y formar un relleno aglutinado para estabilizar el relleno contra las fuerzas cortantes del agua a alta velocidad.
Opcionalmente, el lastre de relleno seco incluye cemento y el agente humectante comprende agua.
En otra forma a modo de ejemplo, no cubierta por la invención reivindicada, el método para cubrir el suelo para el control de la erosión incluye los pasos de: (a) colocar césped sintético sobre el suelo, teniendo el césped sintético un elemento de soporte y hojas de césped sintético que se extienden desde el mismo; (b) aplicar un lastre de relleno seco al césped sintético; y (c) aplicar un agente aglutinante húmedo al relleno seco para unir el relleno seco formando un relleno aglutinado para estabilizar el relleno de arena/suelo contra las fuerzas cortantes del agua a alta velocidad.
Opcionalmente, el lastre de relleno seco incluye material granular y el agente aglutinante comprende un polímero. En otra forma, el agente aglutinante comprende una lechada de cemento. Opcionalmente, el lastre de relleno seco puede incluir arena y/o grava.
Se debe entender que esta invención no se limita a los dispositivos, métodos, condiciones o parámetros específicos descritos y/o mostrados en este documento, y que la terminología utilizada en este documento tiene el propósito de describir realizaciones particulares únicamente a modo de ejemplo. Por lo tanto, se pretende que la terminología se interprete de manera amplia y no se pretende que sea limitativa de la invención reivindicada. Por ejemplo, como se utiliza en la especificación que incluye las reivindicaciones adjuntas, las formas singulares "un", "una" y "uno" incluyen el plural, el término "o" significa "y/o" y la referencia a un valor numérico particular incluye al menos ese valor en particular, a menos que el contexto indique claramente lo contrario. Además, no se pretende que los métodos descritos en el presente documento se limiten a la secuencia de pasos descritos, sino que se pueden llevar a cabo siguiendo otras secuencias, a menos que se indique expresamente lo contrario en el presente documento.
Breve descripción de las figuras de dibujos
La Figura 1 es una vista esquemática en sección de un sistema de cobertura de suelo sintético para el control de la erosión según un primer ejemplo que no corresponde a la presente invención.
La Figura 2 es una vista esquemática en sección de un sistema de cobertura de suelo sintético para el control de la erosión según otro ejemplo que no corresponde a la presente invención, mostrado con un drenaje de malla de rejilla abierta en la parte inferior del sistema.
La Figura 3A es una vista esquemática en sección de un sistema de cobertura de suelo sintético para el control de la erosión según otro ejemplo que no corresponde a la presente invención.
La Figura 3B es una vista en sección detallada y esquemática del sistema de cobertura de suelo sintético para el control de la erosión de la Figura 3A.
La Figura 4 es una vista esquemática en sección de un sistema de cobertura de suelo sintético para el control de la erosión según otro ejemplo que no corresponde a la presente invención.
La Figura 5A es una vista en sección esquemática del sistema de cobertura de suelo sintético para el control de la erosión de la Figura 1 y se muestra instalado sobre un terreno de distintas pendientes.
La Figura 5B es una vista en sección detallada y esquemática del sistema de cobertura de suelo sintético para el control de la erosión de la Figura 5A.
La Figura 6A es una vista esquemática en sección de un sistema de cobertura de suelo sintético para el control de la erosión según un ejemplo de la presente invención.
La Figura 6B es una vista superior en perspectiva de la cobertura de suelo sintético de la Figura 6A.
La Figura 6C es una vista en perspectiva desde abajo de la cobertura de suelo sintético de la Figura 6A.
Descripción detallada
La presente invención proporciona una capa de protección contra la erosión para su uso en terraplenes, zanjas, diques, canales de agua, bajantes, vertederos y otras condiciones de suelo topográfico escarpado que están expuestos a las fuerzas cortantes del agua y del viento.
En una forma a modo de ejemplo de la presente invención, se utiliza césped sintético en combinación con un relleno de lastre aglutinado/estabilizado para proporcionar un sistema de cobertura de suelo nuevo y útil, al mismo tiempo que proporciona un beneficioso sistema de protección contra la erosión que no requiere mantenimiento. Esta combinación (a veces denominada material compuesto) se puede utilizar para cubrir pendientes y revestir zanjas de drenaje, cunetas y bajantes. Con el sistema de cobertura de esta invención, los propietarios y operadores pueden obtener importantes ahorros de costes al construir un sistema de cobertura con césped sintético que no requiere soporte vegetal y no requiere una capa de suelo superficial típica de los sistemas de cobertura finales conocidos de la técnica anterior.
Más particularmente, en un primer ejemplo, la invención comprende un sistema de cobertura de suelo sintético para el control de la erosión que se coloca sobre el suelo, que incluye un césped sintético que comprende un compuesto de uno o más geotextiles en tepes con hilos sintéticos. La cobertura de suelo sintético también incluye un lastre de relleno estabilizado/aglutinado aplicado al césped sintético (estabilizado contra las fuerzas cortantes del agua a alta velocidad).
Opcionalmente, el lastre de relleno comprende arena o suelo y se une con un agente aglutinante, tal como cemento, lechada, cal o similar.
Con esta invención, se pueden revestir bajantes y zanjas con este sistema para resistir elevadas fuerzas cortantes del agua y el viento sin lavar el suelo de debajo del sistema. El césped artificial proporciona la separación del relleno de arena del suelo debajo y las láminas de césped actúan como refuerzo estructural del relleno de arena a la vez que proporcionan una superficie estéticamente agradable. El relleno de arena en la parte superior se estabiliza contra el lavado o el viento mediante un agente aglutinante aplicado al relleno de arena, que generalmente tiene el efecto de cementar o unir la arena. Esto permite que la invención resista elevadas fuerzas cortantes del agua o del viento. A este respecto, la fuerza de unión no necesita ser terriblemente alta. En efecto, no es necesario alcanzar una resistencia estructural tan grande como la del hormigón, por ejemplo. En cambio, es suficiente que el agente aglutinante simplemente mantenga la arena aglutinada contra las fuerzas erosivas del viento y el agua. En este sentido, la arena/suelo se une a las otras partículas de arena y/o a las hojas de césped sintético mediante el aglutinante.
La Figura 1 es una vista en sección esquemática de un ejemplo de un sistema sintético de cobertura de suelo 110 para el control de la erosión que no está de acuerdo con la presente invención y que muestra la superficie del suelo S cubierta con el presente sistema de control de la erosión de cobertura de suelo. El sistema incluye un césped sintético 140 que incluye un elemento de soporte 142 y hojas de césped sintético 141 aseguradas al elemento de soporte. Un relleno de suelo/arena estabilizada/aglutinada 160 está situado en la parte inferior del césped sintético 140 sobre el elemento de soporte 142. El suelo S se puede cubrir con una subrasante de arena, subrasante de grava o una cubierta intermedia antes de colocar el sistema de cobertura de suelo sintético 110 para el control de la erosión, según se desee. En este primer ejemplo de realización, el césped sintético 140 se coloca más o menos directamente encima del suelo S. Como se verá a continuación, el sistema también puede estar provisto de elementos adicionales interpuestos entre el suelo S y el césped 140.
Preferiblemente, el césped sintético 140 se utiliza como componente principal del sistema de cobertura de suelo sintético. Se puede construir utilizando una máquina de tejer o una máquina de formación de tepes que pueden usar, por ejemplo, más de 1000 agujas para producir un ancho de césped de aproximadamente 4,57 metros (alrededor de 15 pies). Preferiblemente, el césped sintético incluye hojas de césped sintético 141 que comprenden monofilamentos de polietileno y/o fibras fibriladas y no fibriladas de película de hendidura tejidas para obtener una longitud de hoja de entre aproximadamente 1,27 cm y 10,16 cm (aproximadamente 0,5 pulgadas y 4 pulgadas). Se pueden utilizar otros polímeros para las hojas de césped sintético, según se desee. Preferiblemente, las hojas de césped sintético 141 están tejidas en tepes para tener una longitud de hoja de entre aproximadamente 3,81 cm y 7,62 cm (aproximadamente 1,5 pulgadas y 3 pulgadas). Lo más preferiblemente, las hojas de césped sintético 141 están tejidas en tepes para tener una longitud de hoja de aproximadamente 3,81 cm (aproximadamente 1,5 pulgadas). Opcionalmente, las hojas de césped sintético 141 se tejen en tepes para tener una densidad de entre aproximadamente 678,12 gramos por metro cuadrado y aproximadamente 4068,69 gramos por metro cuadrado (aproximadamente 20 onzas/yarda cuadrada y aproximadamente 120 onzas/yarda cuadrada). Preferiblemente, las hojas de césped sintético tienen un grosor de al menos unas 100 micras.
Las hojas de césped sintético 141 se insertan en tepes en el sustrato o elemento de soporte 142 que comprende una tela sintética tejida o no tejida. Además, este elemento de soporte puede ser un elemento de soporte de una sola capa o puede ser un elemento de soporte de varias capas, según se desee. Opcionalmente, se puede asegurar un geofiltro al sustrato para reforzar el sustrato y asegurar mejor las hojas de césped sintético.
La composición química de los componentes del césped sintético se debe seleccionar para resistir la degradación por exposición a la luz solar, que genera calor y contiene radiación ultravioleta. Los hilos de polímero no se deben volver quebradizos cuando son sometidos a bajas temperaturas. La selección del color y la textura del césped sintético debe ser estéticamente agradable.
Los componentes parecidos al césped real consisten preferiblemente en fibras de polietileno verde 141 de aproximadamente 3,81 cm a aproximadamente 6,35 cm (aproximadamente 1,5 a aproximadamente 2,5 pulgadas) de longitud formando tepes en un geotextil tejido o no tejido. Para mayor resistencia en laderas muy empinadas, se puede formar tepes de un elemento de soporte de componente de geofiltro adicional para mejorar la estabilidad dimensional. Los filamentos de césped de polietileno 141 tienen preferiblemente una vida operativa extendida de al menos 15 años.
Una capa de arena/suelo 160 de alrededor de 1,27 cm a alrededor de 5,08 cm (alrededor de 0,5 a alrededor de 2,0 pulgadas) se coloca encima del césped sintético como relleno para lastrar el material y proteger el sistema contra el levantamiento ocasionado por el viento así como para proporcionar estabilidad dimensional. Preferiblemente, el relleno está entre alrededor de 1,27 cm y 2,54 cm (alrededor de 0,5 y 1 pulgada). La capa de arena/suelo proporciona protección adicional a los geotextiles contra la luz ultravioleta. Además, el lastre de arena/suelo se une con cemento, lechada, cal u otro agente aglutinante para resistir las fuerzas cortantes del agua y del viento en pendientes laterales empinadas, zanjas de drenaje y bajantes. A este respecto, el césped sintético 140 se coloca primero sobre el suelo y después el relleno de arena/suelo se extiende sobre el césped sintético en forma seca. Esto permite que el material de relleno seco se asiente con facilidad y eficacia en la parte inferior del césped sintético. A continuación, el relleno se riega (rociando agua sobre el césped) y se deja curar para formar una capa de relleno endurecida y aglutinado. En este sentido, el relleno de arena/suelo se une a sí mismo y se une a las hojas individuales del césped sintético. Por lo tanto, en el caso de que el relleno aglutinado se agriete en algunos lugares, las hojas individuales del césped actúan como anclajes y ayudan a mantener el relleno aglutinado en su sitio.
El relleno de "arena/suelo" incluye arenas propiamente dichas (incluyendo arenas de sílice, arenas de cuarzo, etc.), suelos, arcillas, mezclas de los mismos, etc. También incluye materiales que son similares a la arena o al suelo. Por ejemplo, se podrían emplear relaves granulares de canteras de roca (tales como mármol granular, cuarzo, granito, etc.). Además, se puede utilizar grava pequeña como relleno de "arena/suelo". A este respecto, se prefiere que el relleno sea de naturaleza inorgánica para que sea muy estable y duradero. Pero el material granular orgánico se podría emplear en ciertas aplicaciones. Además, el agente aglutinante podría ser inorgánico u orgánico. Preferiblemente, el agente aglutinante es inorgánico (de nuevo, por motivos de estabilidad y de larga duración). Los cementos, lechadas, agentes encalantes, etc., se adaptan bien a esta aplicación. Pero se podrían emplear otros agentes aglutinantes, tales como aglutinantes orgánicos. Por ejemplo, se podrían utilizar aglutinantes con base de polímeros (por ejemplo, un producto de uretano). De hecho, en tiempos recientes ha llegado al mercado un agente aglutinante de pulverización para unir grava pequeña en caminos con el nombre de marca “Klingstone” y vendido por Klingstone, Inc. de Waynesville, NC.
Los solicitantes han descubierto que una dosificación de aproximadamente tres partes de arena y una parte de cemento funciona bien como relleno seco. Una vez humedecido y curado, este relleno de arena aglutinada proporciona un excelente lastre para evitar el levantamiento del césped por el viento y también resiste el daño o la erosión del viento, la lluvia o los elevados flujos de agua. Una dosificación de arena y cemento en partes iguales también funciona bien, al igual que las proporciones entre estos dos ejemplos. Sin embargo, por razones económicas, se debe optar por utilizar solo la cantidad de cemento necesaria para mantener aglutinado el relleno y las hojas de césped sintético, ya que el cemento es más costoso que la arena (generalmente). Por lo tanto, las dosificaciones más cercanas a 3:1 son generalmente más económicas pero tienen menor resistencia, mientras que las dosificaciones más cercanas a 1:1 son generalmente más fuertes, pero más caras. Además, una dosificación de 2:2:1 de arena/cemento/cal también funciona bien. Además, en lugar de cal, se pueden utilizar cenizas volantes.
Ventajosamente, la presente invención se puede utilizar incluso donde se esperan flujos altamente concentrados (por ejemplo, bajantes, grandes zanjas de drenaje). Con este fin, el relleno de arena/suelo se estabiliza con un agente aglutinante, tal como cemento, lechada, cal, etc. Esto crea un relleno 160 de arena/suelo más o menos cementado o aglutinado para resistir las fuerzas cortantes del flujo de agua y el viento.
Esta invención combina la utilización de césped sintético para proporcionar una apariencia visual agradable, protección contra la erosión con un mantenimiento mínimo. La invención incorpora un relleno aglutinado que, junto con el césped sintético, puede soportar escorrentías de agua muy rápidas. Por lo tanto, el sistema de cobertura de esta invención se puede instalar en pendientes muy pronunciadas que normalmente se producen en terraplenes, diques, presas, bajantes, vertederos y pilas de almacenamiento. El sistema se puede utilizar como material de control de la erosión que puede resistir grandes fuerzas cortantes del agua o el viento.
Además de las realizaciones descritas anteriormente, el sistema puede adoptar otras formas. Por ejemplo, el sistema
puede comprender una membrana con una capa de drenaje cubierta por césped sintético que tiene un relleno cementado (estabilizado) utilizando cualquiera de los agentes aglutinantes descritos en este documento y similares. En tal realización, una capa inferior incluye una membrana estructurada de baja permeabilidad (opcionalmente con textura o púas en el lado inferior y tacos de drenaje en el lado superior) y una capa superior. La capa superior puede incluir césped (con, por ejemplo, una altura de pelo de 3,81 cm (1,5 pulgadas) y un relleno de mezcla de arena, cal y cemento. En un ejemplo, el relleno puede ser de 1,91 cm (0,75 pulgadas) de la mezcla.
La Figura 2 es una vista en sección esquemática de un sistema de cobertura de suelo sintético 210 para el control de la erosión según un segundo ejemplo que no corresponde a la presente invención, mostrado con una malla de rejilla abierta en la parte inferior del sistema. De manera similar a la realización a modo de ejemplo de la Figura 1, el sistema de cobertura a modo de ejemplo 210 para el control de la erosión que se muestra en la Figura 2 se utiliza para controlar la erosión del suelo S. El sistema 210 incluye una tela de filtro inferior (geofiltro) 220, una malla de rejilla abierta o geo -red 230 y césped sintético 240. El césped sintético 240 incluye un elemento de soporte 242 y hojas 241 fijadas al elemento de soporte. Un relleno de suelo/arena estabilizada/ aglutinada 260 está situado en la parte inferior del césped sintético 240 sobre el elemento de soporte 242. El suelo S se puede cubrir con una subrasante de arena, subrasante de grava o una cubierta intermedia antes de colocar el sistema de cobertura de suelo sintético 210 para el control de la erosión, según se desee. Preferiblemente, la tela de filtro inferior 220 comprende una tela sintética tejida o no tejida. En algunas aplicaciones, la tela de filtro inferior 220 se puede reemplazar por una geomembrana de barrera de baja permeabilidad.
Las Figuras 3A y 3B representan un sistema de cobertura de suelo sintético 310 para el control de la erosión según un tercer ejemplo que no corresponde a la presente invención, que se muestra sin una malla de rejilla abierta en la parte inferior del sistema. De manera similar a la realización a modo de ejemplo de la Figura 1, el sistema de cobertura a modo de ejemplo 310 para el control de la erosión que se muestra en estas figuras se utiliza para controlar la erosión del suelo S. El sistema 310 incluye una geomembrana impermeable 350 y un césped sintético 340. La geomembrana impermeable 350 es una lámina polimérica con púas delgadas en la superficie inferior y protuberancias en forma de tacos o listones en la superficie superior. Por ejemplo, véanse las protuberancias superiores 351-354 y las púas 357 359. Las púas inferiores ayudan a anclar la geomembrana impermeable al suelo S y las protuberancias superiores ayudan a anclar el césped sintético 340 a la geomembrana impermeable 350. Las protuberancias superiores también proporcionan una capa de drenaje transmisiva o un espacio en el que el agua puede fluir sobre la membrana debajo del césped sintético. El césped sintético 340 incluye un elemento de soporte 342 y hojas 341 aseguradas al elemento de soporte. Un relleno 360 de arena/suelo estabilizado/ aglutinado está situado en la parte inferior del césped sintético 340 por encima del elemento de soporte 342.
La Figura 4 es una vista en sección esquemática de otro sistema de cobertura de suelo sintético 410 para el control de la erosión que no está de acuerdo con la presente invención, que se muestra con una capa de refuerzo en el elemento de soporte del césped sintético. De manera similar a la realización a modo de ejemplo de la Figura 1, el sistema de cobertura a modo de ejemplo 410 para el control de la erosión que se muestra en la Figura 4 se utiliza para controlar la erosión del suelo S. El sistema 410 incluye un césped sintético 440 que incluye un elemento de soporte 442 y hojas 441 aseguradas elemento de soporte. El elemento de soporte 442 puede ser un elemento de soporte de una sola capa o un elemento de soporte de múltiples capas. Una barrera de uretano 443 está aplicada en la parte inferior del elemento de soporte 442 y actúa para fortalecer tanto el elemento de soporte como la conexión entre las hojas 441 y el elemento de soporte 442. La barrera de uretano 443 también hace que el elemento de soporte 442 sea generalmente impermeable al agua. Un relleno 460 de arena/suelo estabilizado/aglutinado está situado en la parte inferior del césped sintético 440 por encima del elemento de soporte 442.
Las Figuras 5A y 5B muestran el ejemplo de realización de Figura 1 aplicado sobre un terreno de pendientes variables. Este sistema de cobertura de suelo sintético 110 tiene la capacidad de gestionar precipitaciones de alta intensidad y evita la erosión del lastre de relleno de arena/suelo y/o las tensiones cortantes en el césped que van desde 4,88 kg por metro cuadrado (1 libra por pie cuadrado) hasta más de 122 kg por metro cuadrado (25 libras por pie cuadrado).
Los solicitantes han encontrado que la arena funciona particularmente bien como agente de lastre principal, aunque el suelo también funciona bien. Incluso se podría emplear grava pequeña como agente de lastre principal. Además, los solicitantes han encontrado que el agente aglutinante que funciona mejor en la mayoría de las aplicaciones es el cemento, aunque también podrían funcionar otros agentes aglutinantes. Por lo tanto, aunque los materiales cementosos son los aglutinantes preferidos, otros materiales también podrían funcionar.
La Figura 6A es una vista en sección esquemática de un sistema de cobertura de suelo sintético 610 para el control de la erosión según un ejemplo de la presente invención. De manera similar a la realización a modo de ejemplo de Figura 1, el sistema de cobertura de suelo 610 para el control de la erosión se utiliza para controlar la erosión del suelo S. El sistema 610 generalmente incluye un césped sintético 640 que incluye un elemento de soporte 642 y hojas 641 fijadas al elemento de soporte. El elemento de soporte 642 puede ser un elemento de soporte de una sola capa o de varias capas. Se aplica o se forma un elemento de soporte o capa impermeable 650 en la parte inferior del elemento de soporte 642 y actúa para fortalecer tanto el elemento de soporte 642 como la conexión entre las hojas 641 y el elemento de soporte 642. Preferiblemente, la capa impermeable 650 hace que el elemento de soporte 642 sea impermeable al agua, por lo que se evita que el agua u otros líquidos presentes sobre el elemento de soporte 642 penetren en el suelo S. Se aplica un lastre de relleno 660 al césped sintético encima del elemento de soporte y se
aplica un agente aglutinante al lastre de relleno para proteger el lastre de relleno contra las fuerzas cortantes del agua a alta velocidad.
La capa impermeable o elemento de soporte 650 comprende un geotextil. Opcionalmente, la capa impermeable 650 comprende un geotextil permeable y un polímero impermeable aplicado al geotextil permeable para hacer que la capa 650 sea impermeable. Opcionalmente, el polímero impermeable comprende polietileno, polipropileno, poliuretano, EPDM o PVC. En una forma, el polímero impermeable es rociado sobre el geotextil permeable y después es curado. Opcionalmente, el polímero impermeable se forma aplica en forma de lámina, se pega, se recubre o se aplica de otro modo al geotextil permeable. En formas a modo de ejemplo, el elemento de soporte impermeable 650 es sustancialmente no plano para sujetar el suelo inclinado no nivelado (ver Figura 6B).
En una forma opcional, se pueden incorporar elementos sólidos con el polímero impermeable para proporcionar una mayor capacidad de sujeción cuando se coloca el sistema de cobertura de suelo 610 en un suelo inclinado no nivelado. Por ejemplo, en una forma, una pluralidad de objetos sólidos o puntiagudos en forma de clavija se colocan sobre el geotextil permeable y el polímero impermeable se aplica al geotextil permeable, fijando así la pluralidad de objetos al mismo para proporcionar una capa impermeable no plana 650. En otra forma opcional, la pluralidad de objetos se incorpora dentro del polímero impermeable y se fijan al geotextil permeable al rociar o aplicar el polímero impermeable sobre el geotextil permeable. En otra forma opcional más, un componente en forma de rejilla generalmente delgado que comprende una pluralidad de púas o elementos de extrusión se coloca encima del geotextil permeable y el polímero impermeable se aplica encima del componente en forma de rejilla, fijando así el componente en forma de rejilla en la capa impermeable 650.
Preferiblemente, al proporcionar la capa impermeable no plana 650 que se fija al sistema de cobertura de suelo 610, el sistema de cobertura de suelo 610 se puede instalar en un suelo inclinado no nivelado en un proceso de un solo paso, lo que se puede ver que reduce los costes de fabricación e instalación.
Hay muchas ventajas en el sistema de cobertura de esta invención. El sistema de cobertura reduce los costes de construcción, reduce los costes anuales de funcionamiento y mantenimiento al mismo tiempo que proporciona una estética superior, fiable y consistente. También reduce la necesidad de costosos canales de escollera y zanjas de drenaje, sustancialmente sin problemas de erosión ni sedimentación, incluso durante condiciones climáticas adversas. Es una buena opción en áreas sensibles donde la erosión del suelo y la sedimentación son preocupaciones importantes porque la pérdida de suelo se reduce sustancialmente. También elimina la necesidad de balsas de sedimentación y los impactos ambientales de construcción asociados. Permite pendientes más pronunciadas, porque habrá un riesgo reducido de problemas de estabilidad del suelo.
Si bien la invención se ha mostrado y descrito en formas a modo de ejemplo, resultará evidente para los expertos en la técnica que se pueden realizar muchas modificaciones, adiciones y supresiones sin apartarse del alcance de la invención tal como se define en las siguientes reivindicaciones.
Claims (18)
1. Un sistema de cobertura de suelo sintético compuesto (610) para el control de la erosión para ser colocado sobre un suelo inclinado sustancialmente no nivelado, que comprende:
un césped sintético (640) que comprende un elemento de soporte de césped (642) y elementos similares a hojas de césped sintético (641) formando tepes y asegurados al mismo y que se extienden desde el mismo;
un lastre de relleno (660) aplicado al césped sintético encima del elemento de soporte del césped; y un agente aglutinante aplicado al lastre de relleno (660) para proteger el lastre de relleno de las fuerzas cortantes del agua a alta velocidad;
en donde el sistema de cobertura de suelo sintético compuesto comprende, además:
un elemento de soporte impermeable (650) aplicado o formado en una parte inferior del elemento de soporte de césped (642), comprendiendo dicho elemento de soporte impermeable (650) un geotextil permeable y un polímero impermeable aplicado al geotextil permeable para impermeabilizar el elemento de soporte; comprendiendo dicho sistema de cobertura de suelo sintético un material compuesto fijado del elemento de soporte impermeable (650) y el césped sintético (640), fortaleciendo dicho elemento de soporte impermeable el elemento de soporte de césped (642) y la conexión entre los elementos en forma de hoja (641) y el elemento de soporte de césped (642),
en donde el sistema de cobertura de suelo sintético compuesto (610) puede permanecer en su lugar sobre un terreno inclinado, sustancialmente no nivelado, a pesar de las fuerzas cortantes de la gravedad, el viento y el flujo de agua, y en donde se evita que el agua presente sobre el elemento de soporte de césped penetre en el suelo debido al elemento de soporte impermeable.
2. Un sistema de cobertura de suelo sintético para el control de la erosión como se reivindica en la Reivindicación 1, en el que el polímero impermeable comprende polietileno, polipropileno, poliuretano, terpolímero de etileno propileno dieno o cloruro de polivinilo; y opcionalmente,
en el que el polímero impermeable tiene un espesor medio de alrededor de 0,0127 cm a 0,1016 cm (alrededor de 5 a 40 milésimas de pulgada).
3. Un sistema de cobertura de suelo sintético para el control de la erosión de acuerdo con la reivindicación 2, en el que el polímero impermeable es formado en láminas, es pegado, rociado o revestido sobre el geotextil permeable.
4. Un sistema de cobertura de suelo sintético para el control de la erosión de acuerdo con la reivindicación 2, en el que el polímero impermeable no es plano para fijarse al suelo en pendiente no nivelado.
5. Un sistema de cobertura de suelo sintético para el control de la erosión de acuerdo con la reivindicación 1, en el que el agente aglutinante comprende un material cementoso que posteriormente se cura con agua.
6. Un sistema de cobertura de suelo sintético para el control de la erosión de acuerdo con la reivindicación 1, en el que el agente aglutinante se aplica como una emulsión en agua.
7. Un sistema de cobertura de suelo sintético para el control de la erosión de acuerdo con la reivindicación 1, en el que el agente aglutinante comprende uno o más del siguiente grupo: cal, lechada, cemento; y un polímero.
8. Un sistema de cobertura de suelo sintético para el control de la erosión de acuerdo con la reivindicación 1, en el que el relleno (660) se aplica al césped sintético (640) en estado seco y después se humedece para ser curado formando un relleno aglutinado.
9. Un sistema de cobertura de suelo sintético para el control de la erosión de acuerdo con la reivindicación 1, en el que el agente aglutinante aplicado al relleno da como resultado un relleno aglutinado que tiene una profundidad de entre aproximadamente 1,27 cm y aproximadamente 5,08 cm (aproximadamente 1/2 pulgada y aproximadamente 2 pulgadas).
10. Un sistema de cobertura de suelo sintético para el control de la erosión de acuerdo con la reivindicación 1, en el que las hojas de césped sintético actúan como anclajes para ayudar a asegurar el relleno y en el que el relleno está aglutinado a las hojas de césped sintético.
11. Un sistema de cobertura de suelo sintético para el control de la erosión de acuerdo con la reivindicación 1, en el que el césped sintético tiene fibras con una longitud media de entre aproximadamente 1,27 cm y 7,62 cm (aproximadamente 0,5 y 3 pulgadas) que actúan como refuerzo para el relleno.
12. Un sistema de cobertura de suelo sintético para el control de la erosión de acuerdo con la reivindicación 1, en el que el césped sintético comprende fibras de polietileno, polipropileno o nailon.
13. Un sistema de cobertura de suelo sintético para el control de la erosión de acuerdo con la reivindicación 1, en el que el césped sintético comprende monofilamento o fibras de película con hendidura.
14. Un sistema de cobertura de suelo sintético para el control de la erosión de acuerdo con la reivindicación 1, en el que el césped sintético (640) tiene una densidad de entre aproximadamente 508,58 gramos por metro cuadrado y aproximadamente 4068,69 gramos por metro cuadrado (alrededor de 15 onzas por yarda cuadrada y 120 onzas por yarda cuadrada).
15. Un sistema de cobertura de suelo sintético para el control de la erosión de acuerdo con la reivindicación 1, en el que el relleno (660) comprende arena y el agente aglutinante comprende cemento; opcionalmente, en el que la proporción de arena a cemento está entre aproximadamente 1:1 y 5:1 en peso.
16. Un sistema de cobertura de suelo sintético para el control de la erosión de acuerdo con la reivindicación 1, en el que el lastre de relleno es inorgánico y el agente aglutinante es inorgánico.
17. Un sistema de cobertura de suelo sintético para el control de la erosión de acuerdo con la reivindicación 1, en el que al menos uno del lastre de relleno o el agente aglutinante es orgánico.
18. Un sistema de cobertura de suelo sintético para el control de la erosión de acuerdo con la reivindicación 2, que comprende además una pluralidad de elementos sólidos incorporados dentro del polímero impermeable.
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