MX2012006382A - Procedimiento y planta para la produccion de un perfil de fibra de vidrio para ser usado como elemento reforzante para reforzar una pared de excavacion. - Google Patents

Abstract

En la producción de elementos de refuerzo para reforzar la cara de excavación de un túnel, un perfil de fibra de vidrio comprende un cuerpo que se extiende de forma axial formado por fibras de vidrio ancladas en una resma polimérica mediante un proceso de polimerización; la superficie exterior de este perfil presenta una forma corrugada respecto a un plano transversal axial del perfil; este aspecto corrugado está definido por un grado diferente de compresión de las fibras de vidrio más exteriores del perfil, fabricadas con un elemento sustancialmente en forma de hilo.

Description

PROCEDIMIENTO Y PLANTA PARA LA PRODUCCIÓN DE UN PERFIL DE FIBRA DE VIDRIO PARA SER USADO COMO ELEMENTO REFORZANTE PARA REFORZAR UNA PARED DE EXCAVACIÓN CAMPO DE LA INVENCIÓN La presente invención se encuentra dentro del ámbito de la producción de elementos de refuerzo para reforzar la cara de excavación de un túnel. De forma más precisa, la presente invención se refiere a un perfil de fibra de vidrio con mejores propiedades de resistencia a la extracción que aquellos perfiles convencionales usados para el mismo fin. La presente invención también se refiere a un procedimiento para la producción de este perfil de fibra de vidrio mediante un número limitado de etapas a costes relativamente limitados. La presente invención también se refiere a una planta para llevar a cabo el procedimiento, es decir, para la producción del perfil de fibra de vidrio de acuerdo con la invención.

ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN Como se sabe en el campo de reforzar paredes de excavación en túneles, se han usado durante muchos años elementos de fibra de vidrio, especialmente en presencia de arcilla y suelos no cohesionados. Estos elementos se pueden usar tanto para reforzar la cara de excavación y también corno elementos de enclavamiento radial. Se sabe también que perfiles de fibra de vidrio se conectan con el terreno que los rodea mediante cementación. En otras palabras, cada perfil es enterrado en un mortero de cemento tras haber sido insertado en una pre-perforación apropiada realizada en la pared que se va a reforzar. La disposición de los perfiles, su longitud y su densidad (es decir, número por metro cuadrado) varía de acuerdo con las condiciones de operación. Los perfiles de fibra de vidrio presentan normalmente una sección transversal sólida o alternativamente una cavidad axial que se usa para la inserción del mortero de cemento.

Las figuras 1 a 3 son relativas a un perfil (10) de fibra de vidrio usado convencionalmente. Como se muestra, el perfil presenta una sección circular hueca internamente con un diámetro exterior que varía, en la mayoría de los casos, de 55 a 70 milímetros. El perfil (10) es producido normalmente mediante un procedimiento de extrusión por estirado durante el cual la fibra de vidrio, previamente impregnada con una base polimérica, pasa a través de una boquilla calentada que presenta forma circular. En lo que se refiere a la figura 1 al final del procedimiento de extrusión por estirado, la superficie exterior (1A) del perfil (1 ) se mecaniza para mejorar su adhesión al mortero de cemento. De forma particular el mecanizado consiste en la producción de un surco (2) mediante eliminación de material a través del fresado de los perfiles, corte de parte de las fibras longitudinales que forman el perfil, reduciendo la sección transversal resistente del mismo. Como se muestra, este surco se extiende en una espiral de una forma similar a un hilo.

En lo que se refiere a la figura 3, durante la instalación del perfil (10) el mortero de cemento (5) se inserta entre la superficie exterior (1 A) del perfil (1) y la pre-perforación a través de válvulas o mediante otros elementos de funcionalidad equivalente. En el caso especifico de válvulas estas se colocan en puntos longitudinales del perfil. El mortero de cemento (MC) llega a las válvulas mediante conductos (no mostrados), que se posicionan dentro de la cavidad longitudinal (3) del perfil (1 ) para ser distribuido subsiguientemente en torno a la superficie relativa (1A), ocupando también el surco espiral (2) como se muestra claramente en la figura 3. Durante cualquier esfuerzo de tracción (T) sobre el perfil, el mortero de cemento (MC) dispuesto en el surco (2) se somete a una acción de cizallamiento que ofrece poca resistencia a la extracción del perfil. La forma geométrica del perfil (1 ) provoca de hecho una interrupción longitudinal de las fibras de vidrio posicionadas externamente. Estas fibras se separan sustancialmente en la práctica y por tanto no pueden contribuir a la resistencia a la tracción (TS). Se ha apreciado también que debido a la disminución de la sección transversal resistente provocada por la retirada de material, los perfiles de fibra de vidrio usados en la actualidad no ofrecen en modo alguno una resistencia a la tracción aceptable.

Se conocen también procedimientos en los que se envuelve un hilo o red metálica en torno a un perfil fabricado de fibras de vidrio que subsiguientemente se polimerizan. Tras la polimerización el hilo metálico de la red se retira del perfil, dejando una marca negativa sobre el mismo que forma las estrías del perfil. Tales procedimientos se describen, por ejemplo, en los documentos de la técnica anterior JP-57-18484, EP-0667228, EP-0733456. En estos casos corrugadotas estrías del perfil no se determinan antes de la polimerización del perfil, pero derivan de la marca que es dejada por el hilo o red metálica que se debe retirar necesariamente después del proceso de polimerización.

Por tanto el principal objetivo de la presente invención es proporcionar un nuevo perfil de fibra de vidrio y un nuevo procedimiento para la producción de este perfil que permita que sean superadas las desventajas anteriormente citadas.

Dentro de este objetivo un primer objeto de la presente invención es proporcionar un perfil de fibra de vidrio que presente una gran resistencia a la extracción, mayor que la que se pueda conseguir con soluciones convencionales.

Otro objeto de la presente invención es proporcionar un procedimiento para la producción de este perfil de fibra de vidrio que incluya un número limitado de etapas de fácil producción a costes competitivos.

Un objeto adicional de la presente invención es proporcionar un perfil y un procedimiento que sean fiables y relativamente de fácil implementación a costes competitivos. Un objetivo adicional de la presente invención es proporcionar una planta que permita la implementación del procedimiento de acuerdo con la presente invención.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN La presente invención se refiere por tanto a un perfil de fibra de vidrio que se va a usar como elemento de refuerzo para reforzar una pared de excavación, por ejemplo, en el campo de construcción de galerías y/o túneles. El perfil de acuerdo con la invención comprende un cuerpo que se extiende de forma axial formado por fibras de vidrio ancladas en una resina polimérica mediante un proceso de polimerización. El perfil se caracteriza porque la superficie externa tiene un aspecto corrugado, lo que pretende indicar un aspecto sustancialmente ondulado respecto a un plano transversal axial del perfil. De forma particular este aspecto corrugado se define por un grado diferente de compresión de las fibras más exteriores del perfil. En la práctica, de acuerdo con la invención las fibras de vidrio más exteriores son comprimidas a intervalos axiales y mantienen su integridad para mantener la sección transversal resistente del perfil. Se ha apreciado que el aspecto corrugado de la superficie exterior del perfil aumenta de forma ventajosa la resistencia a la extracción del mismo ya que el mortero de cemento destinado a rodear el perfil es sometido principalmente a compresión y ya no a cizallamiento, como es el caso en los perfiles convencionales.

La presente invención también se refiere a un procedimiento para la producción de un perfil de fibra de vidrio de acuerdo con la presente invención. El procedimiento proporciona la impregnación de las fibras de vidrio con una resina polimérica y subsiguiente orientación de las mismas de acuerdo a una dirección axial, que dispone las mismas de modo que configuran un perfil que se extiende de forma axial. El procedimiento de acuerdo con la invención proporciona la compresión de las fibras de vidrio más exteriores a intervalos axiales de modo que facilitan un aspecto corrugado a la superficie exterior del perfil, es decir, un aspecto ondulante considerado respecto a un plano transversal axial del perfil. El perfil se somete subsiguientemente a un proceso de polimerización que ancla la estructura del perfil.

De acuerdo con una posible realización las fibras más exteriores son comprimidas por un elemento de compresión en forma de hilo que, por ejemplo, puede estar formado por un hilo fabricado de poliéster, fibras de vidrio u otros materiales funcionalmente equivalentes. El elemento de compresión en forma de hilo se puede retirar tras completarse el proceso de polimerización o, más preferiblemente y de forma ventajosa, puede permanecer incorporado u ocluido en el perfil en el proceso de polimerización.

De acuerdo con la invención la compresión de las fibras de vidrio más exteriores del perfil es tal que la superficie exterior (15b) de dicho perfil y el elemento de compresión en forma de hilo presentan conjuntamente una forma corrugada general que se corresponde sustancialmente con la forma corrugada del perfil finalmente deseado. En otras palabras la definición del perfil corrugado del perfil acabado se completa ya antes de la etapa de polimerización y no depende de la retirada del elemento en forma de hilo tras la polimerización. De este modo todo el procedimiento de fabricación del perfil llega a ser mucho más simple y rápido que los procedimientos de la técnica conocida.

De acuerdo con una primera posible realización del procedimiento el elemento de compresión en forma de hilo se forma mediante un hilo con sección circular y se enrolla en una espiral, preferiblemente con paso constante, en torno al perfil de modo que la superficie exterior presenta un aspecto regular, preferiblemente sinusoidal, respecto a un plano transversal axial. De acuerdo con una realización alternativa el elemento de compresión en forma de hilo presenta una sección cóncava y se enrolla en torno al perfil de fibra de vidrio sustancialmente con paso cero, esto es, con un paso que es sustancialmente comparable al espesor del elemento en forma de hilo. Tras la compresión las fibras de vidrio más exteriores se disponen parcialmente en la cavidad definida por la sección del elemento en forma de hilo. De esta forma se define el aspecto corrugado para la superficie exterior del perfil.

En el procedimiento de la presente invención el perfil corrugado se define por completo antes de la polimerización, y por tanto no depende de la retirada del elemento de compresión en forma de hilo después de la polimerización.

La presente invención también se refiere a una planta para implementar un procedimiento de acuerdo con la presente invención. La planta de acuerdo con la invención comprende un tanque de impregnación que contiene una resina polimérica mediante la cual se impregnan las fibras de vidrio. La planta también comprende medios para la orientación y disposición de las fibras de vidrio de modo que permita una orientación en la dirección axial de las fibras y una disposición que configure un perfil axial. La planta también comprende medios de compresión para comprimir las fibras de vidrio más exteriores del perfil a intervalos axiales de modo que facilite un aspecto corrugado a la superficie. De forma particular estos medios de compresión se disponen de forma operativa aguas arriba de los medios de polimerización apropiados mediante los que se activa el proceso de polimerización que ancla las fibras de vidrio en la resina polimérica.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS Deberían ser evidentes características y ventajas adicionales de la presente invención a partir de la descripción de realizaciones de un perfil de acuerdo con la presente invención y de un procedimiento relativo y planta para la producción de este perfil, mostrado a modo de ejemplo no limitativo en los dibujos que acompañan, en los que: - la figura 1 es una vista lateral de una parte de un perfil en material compuesto usado en la actualidad; - la figura 2 es una vista lateral del perfil de la figura ; - la figura 3 es una vista relativa a una aplicación del perfil de las figuras 1 y 2; - la figura 4 es una vista en sección longitudinal de una parte de una primera realización de un perfil de acuerdo con la presente invención; - la figura 5 es una vista en sección adicional de acuerdo con la línea IV-IV de la figura 4; - la figura 6 es una vista relativa a una aplicación del perfil de la figura 4; - la figura 7 es una vista en sección longitudinal de una parte de una segunda realización de un perfil de acuerdo con la presente invención; - la figura 8 es una vista en sección transversal del perfil de la figura 7; - la figura 9 es una vista de una realización adicional de un perfil de acuerdo con la presente invención; - la figura 10 es un diagrama esquemático de una planta para la producción de un perfil de acuerdo con la presente invención.

DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LA INVENCIÓN El perfil de acuerdo con la presente invención se indica en lo sucesivo con el número de referencia 15. Este perfil 15 presenta un cuerpo que se extiende de forma axial formado por fibras de vidrio 15A, 15B alineadas de acuerdo a una dirección axial X. De forma más precisa, las fibras de vidrio 15A, 15B son ancladas en una resina polimérica, preferiblemente poliéster, mediante un proceso de polimerización. De acuerdo con la invención la superficie exterior 15B del cuerpo 15 se comprime a intervalos longitudinales de modo que presente un aspecto corrugado, es decir, un aspecto sustancialmente ondulante respecto a un plano transversal axial del perfil 15, es decir, respecto a un plano transversal que contiene el eje longitudinal. El aspecto corrugado de la superficie 15B se define con un grado diferente de compresión de las fibras de vidrio más exteriores 5B que están sustancialmente comprimidas a intervalos axiales. De forma más precisa, "compresión" se entiende como una compresión en la dirección sustancialmente radial de las fibras exteriores 5B de modo que la superficie exterior 15B esté formada con partes más comprimidas alternadas con partes menos comprimidas. La expresión "dirección radial" indica una dirección transversal sustancialmente ortogonal a la dirección axial X.

La figura 4 es una vista en sección relativa a una parte de un perfil 15 de acuerdo con la presente invención. La figura 5 por otra parte es una sección producida a lo largo de un plano transversal axial y permite la observación de la disposición de las fibras 5A, 5B que forman el perfil 15. Como es evidente las fibras más internas 5A del perfil 15 están alineadas en paralelo a la dirección axial X y presentan un aspecto integral y continuo sin interrupciones longitudinales. Las fibras más exteriores 5B están por otro lado comprimidas a intervalos axiales, pero sin presentar interrupciones longitudinales. De forma particular la compresión de las fibras 5B más exteriores define partes del perfil 15 en las que presenta una extensión radial D1 y otras partes en las que presenta una extensión radial D2. La continuidad de las fibras más exteriores 15B aumenta de forma ventajosa la resistencia a la tracción del perfil respecto a la resistencia ofrecida por un perfil convencional, tal como el que se muestra en la figura 1 . En otras palabras, a diferencia de las soluciones convencionales, las fibras más exteriores 5B del perfil 15 no están interrumpidas o cortadas longitudinalmente, sino únicamente comprimidas.

La figura 6 es una vista relativa a una posible aplicación del perfil 15. De forma más precisa, esta figura se refiere a una posible instalación del perfil 15 insertado en una pre-perforación realizada en una pared de excavación que se tiene que reforzar. El volumen de espacio entre el perfil 15 y la superficie 19 de la pre-perforación se rellena con mortero de cemento MC. La estructura exterior de la superficie 15B asegura que durante la aplicación de esfuerzos de tracción T en el perfil 15, el mortero de cemento MC está sometido principalmente a esfuerzos de compresión (indicadas por las flechas con referencia C) y no a tensiones de cizallamiento como ocurre en soluciones convencionales (véase la figura 3). A través del mortero de cemento estas tensiones por compresión se transfieren directamente a la pared interior de la pre-perforación. En consecuencia, la resistencia a la extracción del perfil 15 aumenta de forma ventajosa cuando los morteros de cemento MC presentan por la otra parte excelentes propiedades de esfuerzo de compresión y por otro lado transfieren esfuerzos de compresión al terreno del entorno. Los ensayos de laboratorio han mostrado que con la misma sección y dimensión radial, la resistencia a la extracción del perfil 15 de acuerdo con la invención es más del 40% superior al de perfiles convencionales que presentan la estructura mostrada en las figuras 1 a 3. La resistencia a la extracción se considera en la práctica como el esfuerzo de tracción T que se debe aplicar al perfil con el fin de retirarlo de una pared continente en la que se ha cementado previamente.

Con referencia una vez más a la figura 4 se puede observar que la superficie exterior 15B del perfil 15 presenta un aspecto corrugado regular y más exactamente un aspecto sustancialmente sinusoidal respecto a un plano transversal axial. De forma más precisa, la superficie exterior 15B presenta preferiblemente una parte cóncava 16 (en la práctica se desea indicar una parte más comprimida) y una parte convexa 17 (es decir, una parte menos comprimida) que se extiende en una espiral que se alterna en dirección axial X. Como mejor se especifica más adelante, esta estructura se puede obtener, por ejemplo, enrollando un elemento de compresión 8 en forma de hilo en una espiral con un paso de espiral constante durante la formación del perfil 5 y en particular antes del proceso de polimerización mediante el que las fibras de vidrio 5A, 5B se anclan a la resina polimérica. Las figuras 7 a 9 son relativas a una segunda realización del perfil 15 de acuerdo con la presente invención que difiere de la de las figuras 4 a 6 debido a la sección transversal diferente del perfil 15, en donde el término "transversal" indica una sección de acuerdo con un plano sustancialmente ortogonal a la dirección axial X. En esta segunda solución el perfil 15 presenta una cavidad 27 con una sección sustancialmente circular que se extiende de forma axial preferiblemente por toda la longitud del perfil. Esta cavidad 27 presenta la función de permitir el paso de conductos (no mostrado) que transportan el mortero de cemento MC.

A este respecto la figura 9 muestra una segunda parte de un perfil 15 relativa a esta segunda realización. De forma más precisa, la segunda parte comprende una primera parte 21 A y una segunda parte 21 B que presenta una superficie exterior 15B que se corresponde con la mostrada en las figuras 7 y 8. Se define una parte intermedia 22 entre las dos partes 21 A, 2 B para el posicionamiento de válvulas de alimentación (no mostradas) del mortero MC que es transportado por estas válvulas a través de los conductos (no mostrados) posicionados de forma operativa a lo largo de la cavidad axial 17. Como se muestra, la parte intermedia 22 presenta una superficie exterior sustancialmente cilindrica, es decir, no presenta un aspecto corrugado característico de las otras partes del perfil 15. Se proporciona una paso radial 19 para permitir que el mortero MC pase desde la parte interior de la cavidad axial 27 al exterior del perfil 15.

La presente invención también se refiere a un procedimiento para la producción de un perfil de acuerdo con la presente invención. De forma más precisa el procedimiento se puede usar tanto para producir un perfil con sección sólida tal como el mostrado en las figuras 4 a 6, como un perfil provisto con una cavidad axial 27, tal como el relativo a las figuras 7 a 9.

El procedimiento de acuerdo con la invención proporciona la impregnación de las fibras de vidrio 5A, 5B con una resina polimérica, preferiblemente poliéster. Las fibras 5A, 5B están orientadas preferiblemente con la acción de esfuerzo de tracción, de acuerdo a una dirección axial X y están dispuestas mutuamente de modo que configuran un perfil 15 que se extiende sustancialmente de forma axial. El procedimiento de acuerdo con la invención proporciona por tanto compresión de las fibras de vidrio 5B más exteriores del perfil 15 a intervalos axiales de modo que facilitan un aspecto corrugado a la superficie exterior 15B, con lo que se desea indicar un aspecto sustancialmente ondulante respecto a un plano transversal axial, tal como el plano IV-IV indicado en la figura 4. Se pretende que el plano transversal axial se trate sustancialmente como un plano que pertenece al conjunto de planos que presenta el eje X como centro.

De forma más precisa, esta compresión de la superficie exterior 15B se implementa durante la tracción y por tanto el avance axial del perfil 15. Subsiguientemente el perfil 15 se somete a un proceso de polimerización a través del cual se anclan las fibras de vidrio 5A, 5B de las cuales está compuesto el perfil en posición y forma en la resina polimérica.

Por tanto a diferencia de los procedimientos de extrusión por estirado convencionales la forma final del perfil 15 es determinada antes y no después de la etapa de polimerización. De forma particular la forma ondulante de la superficie exterior 15B se facilitada mediante una compresión de las fibras más exteriores 5B sin interrupción longitudinal alguna de las mismas. En otras palabras, las fibras exteriores 5B mantienen una estructura integral y continua en toda su extensión longitudinal relativa.

Por tanto la forma ondulante de la superficie exterior 15B no depende de si se retira o no el elemento de compresión que se usa antes de la polimerización para comprimir las fibras, de modo que puede mantenerse de forma ventajosa incorporado al perfil incluso después de la polimerización de modo que constituye una parte integral del mismo.

De acuerdo con una posible realización preferida de la invención las fibras de vidrio más exteriores 5B se comprimen radialmente mediante un elemento de compresión 8 en forma de hilo (mostrado en la figura 7) que está enrollado en una espiral en torno a la superficie exterior 15B del perfil 15. La expresión "elemento de compresión en forma de hilo" indica en general un elemento que se puede enrollar en torno al perfil del mismo modo que un hilo, una cinta u otros artículos similares de modo que genera una acción de compresión. El elemento de compresión en forma de hilo puede estar fabricado de material metálico o no metálico. En el segundo caso este podría estar fabricado por ejemplo de poliéster o fibras de vidrio. No obstante se podrían usar otros tipos de material. Además el elemento de compresión en forma de hilo puede presentar una sección transversal de forma circular (como en el caso de un hilo) o alternativamente también poligonal.

De acuerdo con una primera realización del procedimiento de acuerdo con la invención el elemento 8 en forma de hilo es de la forma de un hilo con una sección circular sólida y está enrollado con un paso de espiral P sustancialmente constante de modo que la superficie exterior 15B presenta un aspecto regular sustancialmente a lo largo de toda la extensión longitudinal, como se puede apreciar en la figura 7. Este hilo se mantiene enrollado en torno al perfil 15 durante el proceso de polimerización del mismo con el fin de mantener la estructura ondulante impartida a la superficie exterior 15B.

Mediante el proceso de polimerización las fibras de vidrio 5A, 5B son ancladas de forma permanente en la resina polimérica, en la práctica ocupando la posición previamente impuesta por la tensión del elemento de compresión 8 en forma de hilo. Al final del proceso de polimerización el elemento de compresión 8 en forma de hilo se puede retirar de la superficie externa 5B, pero de forma más ventajosa se mantiene incorporado al perfil polimerizado.

De acuerdo con una realización adicional del procedimiento de acuerdo con la invención el elemento de compresión 8 en forma de hilo presenta una sección transversal cóncava, por ejemplo, semicircular, y está enrollado en tomo al perfil 15 con paso de espiral sustancialmente nulo, es decir, sustancialmente comparable con el espesor del elemento en forma de hilo. De forma particular el elemento 8 en forma de hilo está enrollado de modo que la semicircunferencia da a las fibras exteriores del perfil 15. Tras este enrollamiento y subsiguiente polimerización las fibras de vidrio más exteriores 5B están parcialmente dispuestas en la concavidad semicircunferencia! de modo que definen el aspecto corrugado de la superficie exterior 15B del perfil 15. Al final del proceso de polimerización el elemento 8 en forma de hilo se puede separar del perfil 15 de modo que "libere" la superficie exterior 15B o, de forma más preferible, puede permanecer incorporado en el perfil polimerizado de modo que haga el proceso incluso más simple y económico.

El procedimiento de acuerdo con la invención permite por tanto también que se obtenga un perfil con sección axial hueca como se muestra en las figuras 7 y 8. En este caso el procedimiento proporciona el uso de un núcleo cilindrico en torno al cual se orientan las fibras longitudinales 5A, 5B y se disponen antes de la compresión de las fibras más exteriores 5B, es decir, antes del proceso de polimerización. El diámetro del núcleo cilindrico en la práctica determina el diámetro Di de la cavidad axial 27 del perfil 15 (figura 9).

Desde el punto de vista operacional, una vez que las fibras de vidrio 5A, 5B son impregnadas, estas se orientan de acuerdo a la dirección axial X y se disponen en torno al núcleo cilindrico (no mostrado). Subsiguientemente las fibras más exteriores 5B son comprimidas, preferiblemente mediante enrollamiento en espiral del elemento 8 en forma de hilo como se describió anteriormente. De esta forma el perfil 15 se extiende de forma coaxial hasta el núcleo cilindrico que puede ofrecer también de forma ventajosa soporte al movimiento axial del perfil. Subsiguientemente al proceso de polimerización y a cualquier separación del elemento de compresión 8 en forma de hilo del perfil 15, se retira este último del núcleo cilindrico permitiendo el uso subsiguiente del mismo.

El procedimiento de acuerdo con la invención se puede usar también para obtener la configuración del perfil mostrada en la figura 9 para la que se proporciona una parte intermedia 22 entre dos partes 21A, 2 B que presentan una superficie exterior ondulante 15B. En particular esta parte intermedia 22 presenta una superficie exterior 22B cilindrica o en cualquier caso no ondulante. Con el fin de obtener esta superficie el procedimiento permite una vez más el uso de un elemento de compresión 8 en forma de hilo en la forma de un hilo con una sección circular sólida que está enrollado en torno a la fibra 5A, 5B con un paso de enrollamiento sustancialmente nulo, que es sustancialmente comparable al espesor del elemento en forma de hilo propiamente, en la longitud Ll de la parte intermedia 22.

La presente invención también se refiere a una planta 100 para la producción de un perfil 15 fabricado de fibras de vidrio 5A, 5B de acuerdo con la presente invención. A este respecto, la figura 10 es una vista esquemática relativa a una planta 100 con la que se puede implementar el procedimiento para la producción de un perfil 15 de fibra de vidrio de acuerdo con lo que se indicó anteriormente.

La planta 100 de acuerdo con la invención comprende un tanque de impregnación 5 que contiene una resina polimérica con la que se impregnan las fibras de vidrio 5A, 5B destinadas a formar el perfil 1 5. De forma particular, debido a su diámetro (del orden de decenas de milímetro) las fibras de vidrio 5A, 5B son recogidas en filamentos 14 antes de llegar al tanque de impregnación 5. Cada uno de estos filamentos 14 está en la práctica constituido por un grupo de fibras de vidrio. Los filamentos se predisponen en tambores de alimentación 50 que alimentan la planta 100.

Esta planta comprende medios de orientación y disposición 51 , 52 para orientar los filamentos 14 de fibras de vidrio 5A, 5B de acuerdo a una dirección axial X de modo que configure un perfil 15 que se extienda de forma axial. La planta 100 también comprende medios de tracción 60 para tirar del perfil 15 a lo largo de una dirección de tracción sustancialmente paralela a la dirección axial X. Mediante los medios de tracción 60 el perfil 15 fabricado de fibras de vidrio 5A, 5B es producido de forma ventajosa de acuerdo con un procedimiento "en continuo".

La planta 100 también comprende medios de polimerización 66 predispuestos para activar el proceso de polimerización para anclar la estructura del perfil 15. De forma particular estos medios de polimerización 66, formados principalmente por una estufa de polimerización 66B, se configuran para calentar el perfil 15 a la temperatura de polimerización correcta. Este calentamiento tiene lugar mediante el paso del perfil 15 a la estufa de polimerización 66B debido a la tracción impartida por los medios de tracción 60 dispuestos aguas abajo de la estufa.

La planta 100 de acuerdo con la invención se caracteriza porque comprende medios de compresión 80 de las fibras más exteriores 5B del perfil 15. Estos medios están posicionados entre el tanque de impregnación 5 y la estufa de polimerización 66. Los medios de compresión 80 actúan sobre las fibras más exteriores 5B del perfil de modo que conforman la superficie exterior 15B del perfil 15 de acuerdo con la configuración y los objetos descritos anteriormente. Estos medios de compresión 80 comprenden preferiblemente una unidad de enrollamiento 70 mediante la que se enrolla un elemento de compresión 8 en forma de hilo en torno a la superficie 15B del perfil 15. La unidad de enrollamiento 70 es regulada de modo que el enrollamiento de este elemento en forma de hilo 8 tiene lugar de acuerdo con un aspecto sustancialmente en espiral con un paso P constante. La operación de la unidad de enrollamiento 70 en términos de velocidad de enrollamiento se regula como una función de la velocidad de tracción del perfil 15 con los medios de tracción 60. En la práctica la extensión del paso de espiral P se define mediante la combinación de la velocidad de alimentación del perfil 15 con la velocidad de enrollamiento del elemento de compresión 8 en forma de hilo. Mediante esta regulación es posible, por ejemplo, obtener la estructura del perfil 15 mostrado en la figura 9. A este respecto, para producir la superficie no ondulante 22B de la parte intermedia 22 se reduce la velocidad de tracción y se aumenta la velocidad de enrollamiento del elemento de compresión 8 en forma de hilo (o en la mayor parte de los casos se mantiene invariable). De esta manera el hilo puede enrollarse con un paso de espiral sustancialmente próximo a cero de modo que las fibras exteriores 5B son comprimidas hasta el diámetro DC indicado en la figura 9.

La velocidad de tracción del perfil 15 es regulada mediante un codificador 75 o medios funcionalmente equivalentes. Los medios de tracción 60 pueden ser aquellos usados normalmente en procedimientos de extrusión por estirado convencionales, tales como un par de cintas de tracción 60B dispuestos en laterales opuestos del perfil 15 para ejercer sobre el mismo una acción de tracción combinada y equilibrada.

En lo que se refiere al caso anterior se observa que en el caso en el que se use un elemento de compresión 8 en forma de hilo con sección transversal cóncava, enrollado con paso de espiral sustancialmente nulo, entonces los medios de polimerización 66 pueden comprender también una boquilla calentada (o molde) del tipo normalmente usado en procedimientos de extrusión por estirado convencionales.

En lo que se refiere a la vista esquemática de la figura 0 en una posible realización los medios de orientación y disposición 51 , 52 de las fibras de vidrio 5A, 5B comprenden un primer elemento guía 51 y un segundo elemento guía 52 dispuestos respectivamente aguas abajo del tanque de impregnación 5 y aguas arriba de la estufa de polimerización 66B. De forma particular el primer elemento guía 51 tiene la función de colocar los filamentos 14, constituidos por fibras de vidrio, bajo tensión y orientarlos hacia el segundo elemento guía 52. En una posible realización el primer elemento guía 51 se forma medíante un plato provisto con orificios por lo que se hacen pasar los filamentos 14. De forma particular este plato también lleva a cabo una función despumadora con el fin de eliminar cualquier exceso de resina recogida por los filamentos 14 en el tanque de impregnación 5.

Como se indicó anteriormente el segundo elemento guía 52 está dispuesto de forma operativa aguas arriba de la estufa de polimerización 66B e inmediatamente aguas abajo de los medios de compresión 80 mediante los que se enrolla el elemento de compresión 8 en forma de hilo en torno al perfil 15. A este respecto se observa que la distancia longitudinal L entre el primer elemento guía 51 y el segundo elemento guía 52 se selecciona de modo que los filamentos 14 se orientan ya sustancialmente de acuerdo con la dirección axial X o de acuerdo con la dirección de tracción. Desde un punto de vista constructivo el segundo elemento guía 52 puede estar compuesto por un cilindro por el que se hace pasar el perfil 15 de modo que continua para guiarlo hacia la estufa de polimerización 66B.

Con el fin de obtener el perfil de fibra de vidrio mostrado en las figuras 7 a 9 la planta de acuerdo con la invención puede estar provista con un núcleo cilindrico para soportar y tirar del perfil 15. De acuerdo con lo que se indicó anteriormente en relación al procedimiento de realización, en este caso los filamentos 14 fabricados de fibras de vidrio 5A, 5B están dispuestos en torno al núcleo cilindrico preferiblemente metálico, cuya principal función es definir sustancialmente la cavidad axial 27 del perfil 5. Sin embargo el núcleo cilindrico también tiene la función de permitir tirar del perfil 15 durante la etapa de formación inicial del mismo. En la práctica los medios de tracción 60 tiran inicialmente del núcleo cilindrico en la dirección axial X para luego llevar a cabo su acción de tracción directamente sobre el perfil 15.

De nuevo en lo que se refiere al diagrama esquemático de la figura 10 los medios de eliminación 72 del elemento de compresión 8 en forma de hilo se posicionan de forma operativa aguas abajo de la estufa de polimerización 66B. Estos medios se configuran de modo que separen el elemento 8 en forma de hilo de forma continua durante la tracción del perfil a lo largo de la dirección de tracción.

En una variante preferida la planta no presenta medios de retirada 72, debido a que el elemento 8 en forma de hilo puede mantenerse de forma ventajosa incorporado al perfil tras su polimerización.

Las soluciones técnicas adoptadas para el perfil y para el procedimiento y la planta de producción de dicho perfil permiten alcanzar por completo los objetos principal y los anteriormente citados. De forma particular el perfil de acuerdo con la invención tiene una mayor resistencia a la extracción que el de las soluciones técnicas convencionales. El procedimiento de acuerdo con la invención permite que el perfil sea producido mediante un número limitado de operaciones y con costes competitivos respecto a los procedimientos usados convencionalmente.

El perfil, el procedimiento y la planta asi concebida son susceptibles de numerosas modificaciones y variantes, todas ellas se encuentran dentro del alcance del concepto inventivo; adicionalmente todos los detalles se pueden reemplazar por detalles técnicamente equivalentes.

En la práctica los materiales usados y las dimensiones y formas de contingentes pueden ser cualquiera de acuerdo con los requerimientos y con el estado de la técnica.

Claims (15)

NOVEDAD DE LA INVENCIÓN REIVINDICACIONES

1.- Un procedimiento para la producción de un perfil (15) fabricado de fibras de vidrio (5A, 5B) a usar para reforzar una pared de excavación, comprendiendo dicho procedimiento las etapas de: -impregnación de dichas fibras de vidrio (5A, 5B) con una resina polimérica; -orientación de dichas fibras de vidrio (5A, 5B) de acuerdo con una dirección longitudinal y disposición de estas fibras de modo que configuren un perfil (15) que se extienda de forma axial; - compresión de las fibras de vidrio más exteriores (5B) de dicho perfil (15) a intervalos axiales mediante un elemento de compresión (8) sustancialmente en forma de hilo de modo que le de una forma corrugada, que se corresponde sustancialmente con la forma corrugada del perfil acabado, para la combinación de la superficie exterior (15B) de dicho perfil (15) y el elemento de compresión en forma de hilo; presentando dicha superficie exterior (15B) de dicho perfil (15) una forma sustancialmente sinusoidal respecto a un plano transversal axial; - someter dicho perfil (15) a un proceso de polimerización.

2.- El procedimiento de conformidad con la reivindicación 1 , caracterizado además porque dichas fibras de vidrio (5A, 5B) se disponen en torno a un núcleo cilindrico, de modo que para configurar dicho perfil (15) que se extiende de forma axial, se retira dicho perfil ( 5) de dicho núcleo cilindrico tras dicho proceso de polimerización.

3.- El procedimiento de conformidad con la reivindicación 1 ó 2, caracterizado además porque el elemento de compresión (8) en forma de hilo está enrollado en una espiral en torno a dicho perfil (15).

4.- El procedimiento de conformidad con la reivindicación 3, caracterizado además porque dicho elemento de compresión (8) en forma de hilo está enrollado con un paso de espiral sustancialmente constante.

5. - El procedimiento de conformidad con la reivindicación 3, caracterizado además porque dicho elemento de compresión (8) en forma de hilo está enrollado con un paso de espiral sustancialmente constante para una primera longitud axial predeterminada de dicho perfil y con un paso de espiral sustancialmente comparable con el espesor del elemento en forma de hilo para una segunda longitud axial predeterminada.

6. - El procedimiento de conformidad con una o más de las reivindicaciones precedentes, caracterizado además porque dicho elemento de compresión (8) en forma de hilo es un hilo no metálico.

7. - El procedimiento de conformidad con una o más de las reivindicaciones precedentes, caracterizado además porque el elemento de compresión (8) sustancialmente en forma de hilo permanece incorporado en el perfil (15) después del proceso de polimerización.

8. - Una planta (100) para la producción de un perfil (15) fabricado de fibras de vidrio (5A, 5B) a usar como elementos de refuerzo para reforzar una pared de excavación, dicha planta (100) se caracteriza porque comprende: - al menos un tanque de impregnación (5) para impregnar dichas fibras de vidrio (5A, 5B) con un resina polimérica; - medios de orientación y disposición (51 , 52) de dichas fibras de vidrio (5A, 5B) para orientarlas de acuerdo con dicha dirección axial X y disponerlas de modo que configuren un perfil (15) que se extienda sustancialmente de forma axial; - medios de compresión (80) que comprenden un elemento de compresión (8) sustancialmente en forma de hilo para comprimir las fibras de vidrio más exteriores (5B) de dicho perfil (15) a intervalos axiales, para impartir una forma corrugada que se corresponda sustancialmente con la forma corrugada del perfil acabado, para la combinación de la superficie exterior (15B) de dicho perfil (15) y del elemento de compresión en forma de hilo; presentando dicha superficie exterior (15B) de dicho perfil (15) una forma sustancialmente sinusoidal respecto a un plano transversal axial; - medios de polimerización para polimerizar dicho perfil.

9.- La planta (100) de conformidad con la reivindicación 8, caracterizada además porque que dicha planta comprende medios de tracción (60) para traccionar dicho perfil (15) en la dirección axial.

10. - La planta de conformidad con la reivindicación 8 ó 9, caracterizada además porque dichos medios de compresión (80) comprenden una unidad de enrollado (70) para enrollar un elemento de compresión (8) en forma de hilo en una espiral en torno a dicho perfil (15).

1 1. - La planta (100) de conformidad con la reivindicación 10, caracterizada además porque dicha unidad de enrollado (70) se regula de modo que dicho enrollado se lleva a cabo con un paso de espiral constante.

12. - La planta (100) de conformidad con la reivindicación 1 1 , caracterizada además porque la velocidad de enrollado de dicho elemento de compresión (8) en forma de hilo en torno a dicho perfil (15) se regula como una función de la velocidad de tracción axial establecida por dichos medios de tracción.

13. - Un perfil (15) fabricado de fibras de vidrio (5A, 5B) para reforzar una pared de excavación, comprendiendo dicho perfil (15) un cuerpo que se extiende de forma axial formado por dichas fibras de vidrio (5A, 5B) ancladas en una resina polimérica mediante un proceso de polimerización, dicho perfil (15) se caracteriza porque su superficie exterior (15B) presenta una forma corrugada respecto a un plano transversal axial de dicho perfil (15), definiéndose dicha forma corrugada por un grado diferente de compresión de las fibras de vidrio más exteriores (5B) de dicho perfil (15), obtenido por medio de un elemento de compresión (8) sustancialmente en forma de hilo, en el que dicha superficie exterior (15B) de dicho perfil (15) presenta una forma sustancialmente sinusoidal respecto a un plano transversal axial.

14. - El perfil (15) de conformidad con la reivindicación 13, caracterizado además porque dicha superficie exterior (15B) presenta una forma corrugada definida por una parte cóncava (16) y por una parte convexa (17) que se extiende en una espiral alternante en la dirección axial.

15. - El perfil (15) de conformidad con una cualquiera de las reivindicaciones 13 a 14, caracterizado además porque el elemento de compresión (8) sustancialmente en forma de hilo está incorporado al perfil (15).