ES2995037T3 - Stabilized water flow control ground cover - Google Patents

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Abstract

Una estera no tejida de fibras termoplásticas o poliméricas orientadas aleatoriamente que definen espacios intersticiales que forman vías de interferencia para el flujo de agua no directo a través de las mismas, en donde la estera, al estar dispuesta sobre una superficie del suelo, modera la velocidad del flujo de agua ambiental para aumentar la filtración del agua ambiental en un subsuelo y resiste el flujo lateral rápido de agua ambiental a través de la cubierta del suelo, y con una capa de estabilización en una porción de la superficie inferior de la estera o, opcionalmente, fijada con grapas al suelo. Se describe un método para formar una cubierta de suelo estabilizada para controlar el flujo de agua. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

DESCRIPCIÓN
Cubierta de suelo estabilizada para control de flujo de agua
Referencia cruzada a solicitudes relacionadas
La presente solicitud reivindica el beneficio de la solicitud de patente provisional de EE. UU. N.S. 62/591,428 presentada el 28 de noviembre de 2017.
Campo Técnico
Esta invención se refiere en general a cubiertas de suelo y a métodos utilizados para cubrir grandes áreas de suelo con el fin de controlar la infiltración de agua ambiental en el suelo cubierto y/o la erosión eólica de la superficie de suelo. Más particularmente, la presente invención se refiere a cubiertas de suelo que regulan el flujo de agua ambiental que cubre grandes áreas de suelo a través de la cubierta de suelo para reducir la infiltración a través de la cubierta de suelo hacia un nivel freático inferior y a métodos para reducir la infiltración de agua ambiental con el fin de reponer el nivel freático. La invención proporciona además el control de la dispersión de polvo en respuesta a las fuerzas del viento sobre una superficie del suelo.
En esta solicitud se entenderá que los siguientes términos tienen las definiciones indicadas.
"Geosintético apenachado": un sistema de cubierta que generalmente se compone de césped sintético que tiene fibras sintéticas apenachadas sobre un soporte y una geomembrana y que se adapta para cubrir vertederos y otros cierres ambientales. Ejemplos de un sistema de cubierta geosintético apenachado se muestran en las Patentes de EE. UU. n.° 7,682,105 y n.° 9,163,375 de Ayers y Urrutia. El término "geosintético apenachado" también se utiliza para referirse a un sistema de cubierta de césped sintético.
"Césped sintético" - se refiere a un compuesto que comprende al menos un geotextil (tejido o no tejido) apenachado de uno o más hilos o hebras sintéticas y que tiene la apariencia de césped.
"Suelo inclinado" - se refiere a un suelo que no está nivelado, sino que tiene un ángulo de pendiente.
"Agua ambiental" - se refiere al agua que se encuentra en un suelo, como la lluvia, el derretimiento de la nieve y la escorrentía de aguas pluviales.
"Textil no tejido" o "estera no tejida" se refiere a estructuras de tela, láminas o redes cohesionadas entre sí enredando fibras o filamentos (y perforando películas) mecánicamente, térmicamente, con solventes o químicamente, cuyas estructuras son láminas porosas planas o con penachos o materiales similares a telas hechos directamente de fibras cortas separadas (cortas) y fibras largas (largas continuas) de materiales poliméricos, plástico fundido o película de plástico, unidas mediante tratamiento químico, mecánico, térmico o con solventes.
Antecedentes de la invención
Se han utilizado cubiertas para cubrir grandes áreas de suelo, incluidos vertederos, sitios de desechos, sitios de almacenamiento de fabricación y depósitos. Algunas cubiertas de suelo geosintéticas apenachadas se utilizan para arrojar agua ambiental y evitar que el agua se filtre a través del sitio y sea absorbida por la tierra, lo que puede permitir que entren contaminantes en la tierra. Otros sitios, como en las regiones áridas, experimentan tormentas de lluvia poco frecuentes, pero de corta duración. A menudo, las tormentas de lluvia son intensas con un volumen significativo de agua de lluvia. Un problema común con este tipo de lluvia en las regiones áridas es la rápida acumulación de grandes cantidades de agua que da como resultado grandes volúmenes de agua que se mueven veloz y rápidamente a través del suelo, particularmente a través de las laderas y en los barrancos, lechos de arroyos o barrancos que a menudo están presentes en dichas áreas. El flujo de gran volumen y la velocidad del agua ambiental que puede ocurrir a partir de lluvias repentinas e intensas plantean un peligro para las personas en áreas bajas y áreas remotas aguas abajo de la fuente de lluvia, y pueden causar daños al suelo a medida que el agua se mueve rápidamente a través del suelo. Además, el agua que se desplaza con rapidez no logra infiltrarse en el suelo ni reponer el nivel freático local, sino que un volumen significativo del agua ambiental disponible suele desplazarse rápidamente a través de los cauces de los ríos y hacia lugares remotos aguas abajo. Por lo tanto, gran parte del agua ambiental disponible no logra ingresar al nivel freático local.
Además, las regiones áridas suelen tener una cantidad insuficiente de plantas, pastos, arbustos y árboles para resistir la erosión causada por la dispersión de partículas de polvo y tierra por el viento. Estos materiales arrastrados por el viento erosionan las superficies del suelo y provocan condiciones atmosféricas polvorientas.
Si bien las cubiertas de suelo que repelen el agua permiten que el agua limpia se escurra del sitio cubierto y también controlan la erosión causada por el viento, existen razones para permitir la infiltración del agua ambiental para su absorción en la tierra subyacente. Sin embargo, los tipos de cubiertas de suelo geosintéticas apenachadas son costosos de fabricar, instalar y mantener.
En consecuencia, se observa que sigue existiendo la necesidad de una cubierta de suelo que pueda formarse para ralentizar o reducir el flujo de agua ambiental a través de un suelo para un flujo moderado que permita la absorción del agua en la tierra de origen local y el nivel freático que se encuentra debajo y controle el polvo, pero que sea fácil y rentable de fabricar, instalar y mantener. La presente invención se refiere a la provisión de tal cosa. Se hace referencia a los documentos US 2015/167254 A1 y US 2012/230777 A1 que se han citado como ejemplos del estado de la técnica.
Compendio de la invención
La invención se expone en el juego de reivindicaciones adjunto.
La presente invención satisface la necesidad en la técnica de una cubierta de suelo de control de agua estabilizada que proporcione una reducción de flujo de agua ambiental y un control de erosión eólica sobre superficies terrestres para la infiltración de fuentes locales en el nivel freático. En un aspecto, la presente invención satisface la necesidad en la técnica al proporcionar una cubierta de suelo estabilizada de control de flujo de agua de una estera no tejida de fibras poliméricas orientadas aleatoriamente que definen holguras intersticiales y la estera que tiene respectivos ejes longitudinal y transversal extendidos y un grosor que es menor que una minoría significativa del eje transversal. Las holguras intersticiales definen una pluralidad de sendas de interferencia para el flujo de agua no directo a través de la estera. Los penachos espaciados se apenachan con un hilo polimérico para formar una o más hojas sintéticas en cada penacho que se extienden desde la superficie superior de la estera hasta una extensión de hoja para simular un campo de césped. Los penachos se conectan por puentes de penachos en un lado opuesto de la estera. Una capa de estabilización en un lado inferior y una parte inferior próxima de la estera no tejida comprende una pluralidad de enganches de contacto cohesionados por calor de partes de al menos algunas de las fibras y los puentes de penachos, por lo que la estera se endurece. La estera, que se dispone sobre una superficie de suelo, modera la velocidad del flujo de agua ambiental para aumentar la filtración de agua ambiental a través de la superficie de suelo y resiste el flujo lateral rápido de la misma a través de la superficie de suelo.
En otro aspecto más, la presente invención proporciona un método para reducir el flujo de agua ambiental de una superficie de suelo, que comprende las etapas de:
(a) formar una estera no tejida alargada de fibras poliméricas orientadas aleatoriamente para definir una pluralidad de holguras intersticiales que proporcionan una pluralidad de sendas de interferencia para el flujo de agua no directo a través de ellas;
(b) apenachar una pluralidad de penachos espaciados entre sí con un hilo polimérico para formar una o más hojas sintéticas en cada penacho que se extienden desde la superficie superior de la estera hasta una extensión de hoja para simular un campo de césped y conectadas por puentes de penachos en un lado opuesto de la estera;
(c) definir una capa de estabilización en un lado inferior y una parte interior próxima de la estera no tejida de una pluralidad de enganches de contacto cohesionados por calor de partes de al menos algunas de las fibras poliméricas orientadas aleatoriamente y los puentes de penachos; y
y
(d) disponer la estera sobre una superficie de suelo, de modo que al disponerse la estera sobre la superficie de suelo y al exponerse a un flujo de agua ambiental, se modera la velocidad del flujo de agua hacia la capa de estabilización y a través de la estera para aumentar la filtración de permeabilidad al paso del agua a través de la estera a través de la superficie de suelo, al tiempo que se resiste el flujo lateral rápido del agua a través de la superficie de suelo.
La presente invención proporciona una cubierta de suelo estabilizada para control de flujo de agua nueva y mejorada para uso en conjunto con grandes áreas de tierra.
Los objetos, ventajas y características de la presente invención se harán evidentes tras la lectura de la siguiente descripción detallada junto con los dibujos y las reivindicaciones adjuntas.
Breve descripción de los dibujos
La Fig. 1 ilustra en vista en perspectiva una parte inferior de una cubierta de suelo de flujo de agua estabilizado según la presente invención.
La Fig. 2 ilustra en una vista en perspectiva la cubierta de suelo de flujo de agua estabilizado ilustrado en la Fig. 1.
La Fig. 3 ilustra en una vista en perspectiva una aplicación de la cubierta de suelo de flujo de agua estabilizada que se muestra en la Fig. I a un área de tierra sujeta a apariciones de fuentes de agua ambientales para reducir el flujo y la infiltración de agua ambiental para reponer un nivel freático.
La Fig. 4 ilustra en vista en perspectiva una realización alternativa, fuera del alcance del presente conjunto de reivindicaciones, de una cubierta de suelo estabilizada según la presente invención superpuesta sobre una superficie de suelo para control de polvo.
Descripción detallada
Con referencia a los dibujos, en la Fig. 1 se muestra en una vista inferior en perspectiva una cubierta de suelo 10 que incorpora los principios de la invención en una forma preferida. La cubierta de suelo 10 tiene una capa o estera textil no tejida 12 de fibras poliméricas 14 orientadas aleatoriamente (a veces denominadas en esta memoria fibras termoplásticas), que pueden hacerse de polietileno, polipropileno, poliolefina u otra fibra textil no tejida, hilada por adhesión o lanzada/tendida al aire como un tejido no tejido. La estera 12 tiene un eje longitudinal y transversal respectivamente extendidos y un grosor que es menor que una minoría significativa del eje transversal. Es decir, el grosor es menor que el ancho. La estera 12 tiene un lado superior 16 y un lado inferior opuesto 18. Las fibras 14 definen una pluralidad de espacios u holguras intersticiales 20. Los espacios 20 formados por las fibras 14 definen sendas de interferencia para el flujo de agua ambiental a través de la estera 12. Las fibras 14 interfieren con el flujo lineal directo y, en cambio, el agua ambiental fluye en canales no lineales, no directos, hacia abajo y lateralmente a través de la estera.
La estera 12 presenta una permitividad que permite un flujo de agua reducido a través de ella para la infiltración de agua ambiental, como la proveniente de una tormenta de lluvia 25 local hasta una fuente de ocurrencia para reponer un nivel freático. El término "permitividad" se refiere a una permeabilidad transversal del flujo de agua perpendicular a un plano de la estera 12 dividida por el grosor del tejido bajo una carga normal. Consúltese Designing with Geosynthetics del Dr. Robert Koerner (2012).
En la actualidad, se cree que las esteras 12 útiles con la presente invención se fabrican según las siguientes propiedades:
Denier de fibra (gramos por 9000 metros) en un intervalo de aproximadamente 100 deniers a aproximadamente 15.000 deniers.
Tamaño de apertura aparente (AOS): ASTM D4751 para AOS en un intervalo desde el tamaño de tamiz estadounidense de 3 (6730 micrómetros) hasta el tamaño de tamiz estadounidense de 30 (595 micrómetros).
La estera resultante tiene un grosor que varía entre aproximadamente 2,54 mm (0,1 pulgadas) y 101,6 mm (4 pulgadas).
La masa por unidad de área de la estera 12: 101,72 gramos por metro cuadrado (85 gramos/yd2 (3 oz/yd2) a 2034,34 gramos por metro cuadrado (1700 gramos/yd2(60 oz/yd2).
Con referencia continua a la Fig. 1, la cubierta de suelo 10 también incluye una serie o masa de hojas sintéticas 22 incorporadas y que se extienden desde el lado superior de la estera 12 como una pluralidad de penachos espaciados 24. La cubierta de suelo 10 comprende por lo tanto una realización configurada de un geosintético apenachado que permite un flujo de agua disminuido a través de la estera 12 que contribuye a la infiltración de agua ambiental a través de la estera y a la absorción del agua en la tierra para la reposición de un nivel freático. Las hojas sintéticas 22 pueden formarse por cualquier medio convencional, como por ejemplo mediante penachos de hilos a través de la estera no tejida o tejiendo penachos o líneas de penachos de fibras sintéticas o hilo en la estera no tejida. El apenachado implica tejer los hilos a través de la estera 12 con puentes de penachos 26 en el lado inferior 18 como se ilustra mejor en la Figura 2. El apenachado define así los penachos adyacentes 24 en un campo de penachos espaciados.
Como se analiza a continuación, los espacios 20 durante el uso operativo de la cubierta de suelo 10 quedan ocupados por agua ambiental y la combinación de las fibras dispuestas aleatoriamente 14, los espacios resultantes 20 y los penachos 24, reducen o moderan cooperativamente el flujo del agua ambiental a través de la estera 12 hacia un nivel freático 21 debajo de la superficie de suelo 23 como se muestra en la Fig. 3.
Preferentemente, las hebras sintéticas 22 son elementos alargados y delgados. Tal como se utiliza en esta memoria, "delgado" indica una longitud que es mucho mayor que su(s) dimensión(es) transversal(es). Ejemplos de elementos alargados y delgados contemplados como abarcados por la presente invención o en conjunción con ella son estructuras que se asemejan a hojas de hierba, varillas, filamentos, penachos, elementos similares a folículos, fibras, elementos estrechos en forma de cono, etc. Las hebras sintéticas 22 se extienden hacia arriba desde la estera de base 12 como un campo de dichas hebras. Esto puede simular un campo de hierba, paja de pino o similar. Las hebras sintéticas 22 se extienden hacia arriba una longitud de aproximadamente 12,7 mm (1/2 pulgada) a aproximadamente 101,6 mm (4 pulgadas).
Preferentemente, la composición química de las hojas de césped sintético 22 debe seleccionarse para que sea resistente al calor y a los rayos UV (para aguantar la exposición a la luz solar, que genera calor en las hojas y contiene rayos ultravioleta), y retardante al fuego. Además, los hilos de polímero de las hojas 22 no deben volverse quebradizos cuando se los somete a bajas temperaturas. El color y la textura del césped sintético seleccionados deben ser estéticamente agradables. Si bien otros diversos materiales pueden funcionar bien para las hojas de césped, actualmente se cree que las fibras de polietileno funcionan mejor.
Opcionalmente, las hojas de césped sintético 22 se apenachan para tener una densidad entre aproximadamente 169,53 gramos por metro cuadrado (5 onzas/yarda cuadrada) y aproximadamente 2034,34 gramos por metro cuadrado (60 onzas/yarda cuadrada). Preferiblemente, las hojas de césped sintético tienen una densidad entre aproximadamente 339 y 1356,23 gramos por metro cuadrado (10 y 40 onzas/yarda cuadrada). El apenachado es bastante homogéneo. En general, se inserta un "bucle" a un espaciamiento de calibración para lograr la densidad deseada. Cada bucle se muestra como dos hojas de césped en cada ubicación apenachada. Preferiblemente, las hojas de césped sintético 22 tienen un grosor de al menos aproximadamente 50 micrómetros.
El lado inferior 18 de la estera 12 en la realización ilustrada incluye una capa de estabilización generalmente 30 en una parte del borde lateral de la estera como se ilustra en la Fig. 1. La capa de estabilización 30 incluye el lado inferior 18 (y su superficie de poro abierto formada por las partes exteriores de las fibras 14) y una parte interior próxima de la estera 12. El lado inferior y las partes interiores próximas que forman la capa de estabilización 30 comprenden una dimensión menor del grosor de la estera 12. En la realización ilustrada, la capa de estabilización 30 se forma mediante enganches de contacto 32 de partes de al menos algunas de las fibras 14 y de partes de las fibras 14 y los puentes de penachos 26 como conexiones de unión de penachos. La capa de estabilización 30 endurece la estera 12 con una parte inferior o inferior de la estera 12 próxima a la superficie de suelo 23 proporcionando una estabilización estructural.
En la realización ilustrada, las fibras 14 y las fibras 14 y los puentes de penachos 26 se unen mediante calor, o se unen mediante penachos, para establecer la capa de estabilización 30. La estructura de la capa de estabilización 30 se forma mediante la cohesión por calor de las respectivas fibras superpuestas 14 en la estera 12 en los puntos de contacto 32, y mediante la cohesión por calor de las fibras 14 que están en contacto (32) con los puentes de penachos 26 que se extienden a través de partes del lado inferior de la estera 12. Esto se logra con un proceso de unión por calor/calandrado en el que la tela abierta lanzada de las fibras colocadas al aire se calienta y se calandra para reducir o llevar hacia abajo el lanzamiento de la estera. Por ejemplo, un rodillo calentado calienta las fibras 14 del lado inferior 18 y la parte próxima de la estera 12 y los puentes de penachos 26 y calandra las fibras calentadas y los puentes apenachados mientras deja los espacios intersticiales 20 porosamente abiertos para el flujo de agua ambiental. El lado inferior y la parte próxima de la estera 12 forman así la estructura estabilizadora integral unida 30 de la parte inferior de contacto con el suelo de la estera 12. Otra cohesión, como adhesivo, polipropileno en aerosol, polietileno o cloruro de vinilo polimerizante (PVC), o similares, pueden enganchar por contacto con las respectivas fibras y los puentes de penachos, mientras que dejan generalmente abiertos los poros definidos por las fibras para la permeabilidad de la estera. La parte de estabilización 30 retiene una base de los penachos 24 asegurada al lado inferior 18 y resiste el arranque de los penachos y la separación de los penachos de la estera 12 durante el uso a largo plazo de la cubierta de suelo en exposición al viento, agua ambiental y otros eventos relacionados con el clima, para la longevidad de la cubierta de suelo.
En referencia a las Figs. 1 y 3, la cubierta de suelo 10 se coloca para usarse sobre una extensión de tierra en donde se desea que el agua ambiental 25, tal como lluvia, nieve derretida o escorrentía de aguas pluviales, se filtre o infiltre en la tierra. A medida que el agua cae sobre la cubierta de suelo 10, se filtra, se percola o viaja generalmente 27, 29 a través de la estera 12. Las fibras espaciadas 14 y las holguras o espacios intersticiales 20 reducen o moderan cooperativamente el flujo del agua ambiental a través de la estera 12. Mientras que el agua ambiental fluye generalmente hacia abajo 27 a través de la estera colocada al aire 12, los penachos 24 de las hojas de hierba 22 reducen el flujo lateral rápido a un flujo más lento 29 a través de la cubierta de suelo 10. La unión de los penachos de las fibras 14 y los puentes de penachos 26 crea un arrastre en el flujo de agua mientras que los penachos permanecen asegurados en la parte de estabilización 30. La estera no tejida 12 de este modo ralentiza el movimiento y el caudal o velocidad de traslación del agua a través de la estera (hacia abajo y lateralmente). Esto ralentiza el flujo de agua ambiental a través, por encima y a través de la cubierta de suelo 10.
Como resultado, el agua ambiental tiene un tiempo de permanencia mayor en relación con la cubierta de suelo 10. La invención aumenta así la capacidad del agua ambiental sobre la cubierta de suelo para pasar desde la estera no tejida 12 hacia afuera de la parte de estabilización 30 y hacia la tierra subyacente para reponer el nivel freático 21. La cubierta de suelo 10 proporciona así disipación de energía hidráulica para el flujo superficial del agua que no se infiltra en el suelo. La disipación de energía resulta de la ralentización del agua ambiental que promueve la infiltración y la filtración. La ralentización del flujo de agua reduce aún más las fuerzas erosivas (energía) debajo de la cubierta de suelo y, por lo tanto, reduce el potencial de surcos de erosión o deslaves que, con el flujo de agua arrastrando sedimentos, crean un rebaje debajo de la cubierta de suelo. Un rebaje formado debajo de la cubierta de suelo da como resultado un trampolín en esa parte de la cubierta de suelo y el suelo cubierto, y puede conducir a un suelo potencialmente inestable, particularmente en pendientes. La presente invención proporciona así disipación de la erosión en un gran sitio de proyecto. Además, la estera no tejida 12 funciona muy bien para perturbar el flujo de viento sobre la cubierta de suelo 10 y reducir las fuerzas de elevación sobre la capa de base 14.
El tamaño de los poros o intersticios 16 debe seleccionarse para permitir el flujo de agua a través de la estera 12 y la parte estabilizadora 30, siendo lo suficientemente grande como para no impedir el flujo a través de la estera como resultado de la tensión del agua dentro de los poros.
En consecuencia, la cubierta de césped sintético 10 ayuda a disminuir la velocidad del flujo de agua del agua ambiental, como la lluvia, al mismo tiempo que proporciona una apariencia agradable a la cubierta de suelo y proporciona una superficie que crea un flujo de aire turbulento a través del lado superior, cuyo flujo de aire aplica una fuerza normal de apoyo contra la estera 12 para resistir el levantamiento del viento.
En otro aspecto, la invención proporciona un método para reducir el flujo de agua ambiental sobre una superficie de suelo para su infiltración en el nivel freático local a un fenómeno de agua ambiental, particularmente aplicable para regiones áridas. El método proporciona la cubierta 10 que comprende la estera 12 de fibras 14 tendidas al aire con penachos de hilo como el campo de penachos 24 que tiene las hojas 22 similares a la hierba con una parte estabilizada 32 de la estera de fibras 14 unidas y puentes de penachos 26 en el lado inferior de la estera 12, disponiendo la cubierta 10 sobre una gran área del suelo, para exponerse a fenómenos de agua ambiental, en el que la estera 12 reduce el flujo de agua ambiental para facilitar el paso del flujo hacia fuera del lado inferior para su infiltración en el nivel freático local.
Además, la cubierta de suelo 10 según la invención proporciona adecuadamente características de control o reducción del polvo además del control del flujo de agua. La estera 12 formada por las fibras colocadas por aire 12 define aberturas y pasajes generalmente 20 a través de la estera, con un grosor de aproximadamente 1/4 de pulgada a aproximadamente 3 pulgadas. La estera 12 proporciona de este modo poros no lineales constreñidos 20 o pasajes según lo definido por las fibras dispuestas aleatoriamente 14 en relación con un plano perpendicular entre el lado superior 16 y el lado inferior 18. Las fibras y los poros no lineales constreñidos 20 restringen el paso de polvo desde la superficie de suelo 23 en respuesta al flujo de viento a través de la cubierta 10. Se contempla que el lado superior texturizado 16 crea un flujo de aire turbulento próximo a la cubierta 10, cuyo flujo de aire pasa parcialmente por las aberturas o pasajes 20 en la estera 12, y de este modo las fibras 14, las aberturas 20 a través de la estera 12, y los penachos 24, resisten cooperativamente el flujo de salida de polvo desde la superficie de suelo a través de la estera 12. Además, como se discutió anteriormente, los pasajes y poros que definen la permitividad de la estera 12 reducen el agua ambiental que fluye a través de la estera.
La Fig. 4 ilustra en una vista en perspectiva una realización alternativa de una cubierta de suelo 50 superpuesta sobre una superficie de suelo 52 para controlar el polvo pero que también proporciona control del flujo de agua y resiste el levantamiento por el viento debido al peso de la propia estera 12, o alternativamente también opcionalmente asegurada con grapas 54 o sujetadores de seguridad de suelo similares. La cubierta de suelo 50 se forma por fibras 14 colocadas por aire. Esta realización alternativa es particularmente preferida para la aplicación temporal en un método de control de la elevación de materiales de la superficie como polvo transportado por el viento dentro del aire sobre una superficie de suelo, desplegando la estera 12 como una cubierta de suelo para el control del polvo que recubre una superficie de suelo 52 que tiene polvo expuesto 56 pero que se proporciona sin los hilos apenachada para los penachos 24 de césped simulado y sin la estructura estabilizada 30. El término "aplicación temporal" se refiere a un período de tiempo menor que el especificado convencionalmente para sistemas de cubierta geosintética apenachada para fines de cierre de sitios de conformidad con las pautas y reglas regulatorias relacionadas con los cierres de vertederos, sitios de desechos y sitios ambientales que requieren una geomembrana que restrinja la infiltración de agua y esté protegida contra la elevación por el viento. El término "aplicación temporal" en una realización ilustrativa se refiere a un período de hasta aproximadamente 10 años, aunque el método de estera para el control del polvo puede implicar un período más largo.
La cubierta de suelo 50 proporciona de este modo una estera de control de flujo de agua porosa, liviana y económica para cubrir grandes áreas de suelo expuesto al viento 52 mientras resiste el levantamiento de polvo 56 de la superficie de suelo. Al exponerse al viento, el lado superior no lineal 16 crea un flujo de aire turbulento generalmente 58 próximo 60 a la cubierta 50, cuyo flujo de aire pasa parcialmente por las aberturas o pasadizos 20 en la estera 12, y de ese modo las fibras 14 y las aberturas 20 a través de la estera 12, resisten cooperativamente el flujo de salida de polvo desde la superficie de suelo a través de la estera 12. En consecuencia, la presente invención proporciona un método para el control del polvo de las superficies de suelo asentando la cubierta de suelo 50 como un manto de la estera 12 en contacto con la superficie de suelo 52, y alternativamente asegurando el manto con anclajes, grapas en forma de U 54, pasadores u otros conectores mecánicos similares, al suelo, y alternativamente, con la masa de la estera 12 y/o el flujo de aire turbulento próximo, resistiendo cooperativamente las fuerzas de carga del viento, y restringiendo el flujo de polvo desde el suelo hacia el aire por el viento a través del área cubierta. El manto puede comprender múltiples tramos de la estera 12 parcialmente superpuestos uno al lado del otro y empalmados por los bordes (por ejemplo, esteras 12 que tienen una longitud de 3,66 m (12 pies) suministradas en rollos para su instalación desenrollada sobre la superficie de suelo y bordes superpuestos adyacentes unidos por calor para formar el manto de área amplia). Las grapas 54 proporcionan estabilización lateral de la estera 12. Las grapas 54 también se pueden emplear opcionalmente de forma provechosa con la cubierta de suelo 10 ilustrada en la Fig. 3.
Lo anterior describe realizaciones de una cubierta de suelo que ayuda a ralentizar o disminuir el flujo de agua ambiental sobre y a través de la cubierta de suelo mientras que fomenta la filtración e infiltración del agua en el suelo, adecuada para regiones áridas, para reponer los niveles freáticos y, además, proporciona un control de polvo para reducir el polvo aeroportado que surge del viento que pasa sobre el suelo bloqueado o restringido por la cubierta de suelo según realizaciones ilustrativas de la presente invención. Lo anterior describe la construcción de dicho aparato de cubierta de suelo y el despliegue del aparato de cubierta de suelo para la retención e infiltración de agua con polvo aeroportado reducido. Las cubiertas de suelo de la presente invención se construyen y disponen selectivamente para cumplir con características de rendimiento específicas para la longevidad de la vida útil de estabilización y la resistencia a la degradación ultravioleta. Si bien esta invención se ha descrito con referencia particular a ciertas realizaciones, una persona con conocimientos técnicos ordinarios puede apreciar que se pueden realizar variaciones y modificaciones sin alejarse del alcance de la invención como se describe en las reivindicaciones adjuntas.

Claims (12)

REIVINDICACIONES
1. Una cubierta de suelo estabilizada para control de flujo de agua (10), que comprende:
una estera no tejida (10) de fibras poliméricas orientadas aleatoriamente (14) que definen holguras intersticiales (20), teniendo la estera un eje longitudinal y transversal respectivamente extendidos y un grosor que es menor que una minoría significativa del eje transversal,
las holguras intersticiales (20) definen una pluralidad de sendas de interferencia para el flujo de agua no directo a través de ellas;
una pluralidad de penachos espaciados entre sí (24) apenachados con un hilo polimérico para formar una o más hojas sintéticas (22) en cada penacho que se extienden desde la superficie superior (16) de la estera (10) hasta una extensión de hoja para simular un campo de césped y conectados por puentes de penachos (26) en un lado opuesto de la estera; y
una capa de estabilización (30) en un lado inferior y una parte interior próxima de la estera no tejida (10), dicha capa de estabilización comprende una pluralidad de enganches de contacto cohesionados por calor (32) de partes de al menos algunas de las fibras (14) y los puentes de penachos (26), con lo que la estera se endurece,
por lo que la estera que se dispone sobre una superficie de suelo modera una tasa de flujo de agua ambiental hacia la capa de estabilización (30) y a través de la estera (10) para aumentar la filtración de permitividad del agua ambiental a través de la superficie de suelo y resiste el flujo lateral rápido de la misma a través de la superficie de suelo.
2. La cubierta de suelo estabilizada para control de flujo de agua según la reivindicación 1, en donde el denier de las fibras (14) está en un intervalo de aproximadamente 100 deniers a aproximadamente 15.000 deniers y la estera (10) proporciona un tamaño de abertura aparente en un intervalo de tamaño de tamiz estadounidense 3 a tamaño de tamiz estadounidense 30 (ASTM D4751).
3. La cubierta de suelo estabilizada para control de flujo de agua según la reivindicación 1, en donde la estera (10) tiene un grosor en un intervalo de aproximadamente 2,54 mm (0,1 pulgadas) a aproximadamente 101,6 mm (4,0 pulgadas) y en donde la estera (10) tiene una masa por unidad de área de aproximadamente 101,72 gramos por metro cuadrado (3 onzas por yarda cuadrada) a 2034,34 gramos por metro cuadrado (60 onzas por yarda cuadrada).
4. La cubierta de suelo estabilizada para control de flujo de agua según la reivindicación 1, en donde los penachos (24) se apenachan con una densidad de aproximadamente 169,53 gramos por metro cuadrado (5 onzas por yarda cuadrada) a aproximadamente 2034,34 gramos por metro cuadrado (60 onzas por yarda cuadrada) y dichos penachos (24) tienen una longitud de aproximadamente 12,7 mm (0,5 pulgadas) a aproximadamente 101,6 mm (4 pulgadas).
5. La cubierta de suelo estabilizada para control de flujo de agua según la reivindicación 1, en donde los enganches de contacto (32) comprenden fibras de contacto adyacentes unidas entre sí mediante calor.
6. La cubierta de suelo estabilizada para control de flujo de agua según la reivindicación 1, en donde los enganches de contacto (32) de la respectiva fibra (14) y el respectivo puente (26) se cohesionan por calor mediante calandrado de la estera (10) entre rodillos de calandrado calentados.
7. La cubierta de suelo estabilizada para control de flujo de agua según la reivindicación 1, que comprende además una pluralidad de grapas (54) para inserción espaciada a través de la estera dispuesta sobre una superficie de suelo.
8. Un método para reducir el flujo de agua de una superficie de suelo, que comprende las etapas de:
(a) formar una estera no tejida alargada (10) de fibras poliméricas orientadas aleatoriamente (14) para definir una pluralidad de holguras intersticiales (20) que proporcionan una pluralidad de sendas de interferencia para el flujo de agua no directo a través de las mismas;
(b) apenachar una pluralidad de penachos espaciados (24) con un hilo polimérico para formar una o más hojas sintéticas (22) en cada penacho que se extienden desde la superficie superior (16) de la estera (10) hasta una extensión de hoja para simular un campo de césped y conectadas por puentes de penachos (26) en un lado opuesto de la estera;
(c) definir una capa de estabilización (30) en un lado inferior (18) y una parte interior próxima de la estera no tejida (10) de una pluralidad de enganches de contacto cohesionados por calor (32) de partes de al menos algunas de las fibras poliméricas orientadas aleatoriamente (14) y los puentes de penachos (26); y
(d) disponer la estera (10) sobre una superficie de suelo (23), con lo que la estera (10), al disponerse sobre la superficie de suelo (23) y al exponerse a un flujo de agua ambiental (25), modera la velocidad del flujo de agua hacia la capa de estabilización (30) y a través de la estera (10) para aumentar la filtración de permitividad del agua a través de la estera a través de la superficie de suelo mientras resiste el flujo lateral rápido del agua a través de la superficie de suelo.
9. El método según la reivindicación 8, en donde la etapa de formar la estera (10) utiliza una fibra (14) que tiene un denier en un intervalo de aproximadamente 100 deniers a aproximadamente 15.000 deniers y la estera (10) tiene un tamaño de abertura aparente en un intervalo de tamaño de tamiz estadounidense 3 a tamaño de tamiz estadounidense 30 (ASTM D4751).
10. El método según la reivindicación 8, en donde la estera (10) se forma para tener un grosor en un intervalo de aproximadamente 2,54 mm (0,1 pulgadas) a aproximadamente 101,6 mm (4,0 pulgadas) con una masa por unidad de área de aproximadamente 101,72 gramos por metro cuadrado (3 onzas por yarda cuadrada) a 2034,34 gramos por metro cuadrado (60 onzas por yarda cuadrada).
11. El método según la reivindicación 8, en donde la etapa de formar penachos apenacha penachos del hilo para que tengan una densidad de penachos de aproximadamente 169,53 gramos por metro cuadrado (5 onzas por yarda cuadrada) a aproximadamente 2034,34 gramos por metro cuadrado (60 onzas por yarda cuadrada) y dichos penachos tienen una longitud de aproximadamente 12,7 mm (0,5 pulgadas) a aproximadamente 101,6 mm (4 pulgadas).
12. El método según se describe en la reivindicación 8, en donde la formación de la capa de estabilización (30) comprende la cohesión térmica de fibras adyacentes (14) como los enganches de contacto (32).
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