MX2013004561A - Pantalla subterranea prefabricada, para drenaje de terrenos inundables o sobresaturados. - Google Patents

Abstract

De interés en los ámbitos del Drenaje Agrícola, de la Protección Civil y de la Construcción, la Pantalla Subterránea Prefabricada para Drenaje de Terrenos Inundables o Sobresaturados, se solicita el registro de patente consistente en una pantalla subterránea, formada por paneles prefabricados, que además de drenar terrenos inundados o sobresaturados, puede funcionar como muro de contención donde se proyecte una excavación. La pantalla se construye uniendo paneles prefabricados formados por tres capas, la central muy permeable que constituye el medio de drenaje, es flanqueada por dos capas filtrantes que evitan la erosión interna del suelo al permitir el paso del agua pero no el de las partículas sólidas. Los paneles pueden insertarse en el subsuelo mediante hincado, en cuyo caso son protegidos por una estructura resistente cuyo elemento inferior es una cuña hueca que además de facilitar el hincado, puede funcionar como dren inferior. Los paneles se unen con juntas diseñadas para garantizar una unión firme y para dar continuidad al drenaje entre paneles contiguos. Tanto los paneles como las juntas son atravesados por tubos que comunican el fondo de la pantalla con la superficie del terreno y que pueden cumplir muchas funciones útiles (bombeo, pozos de absorción, piezómetros abiertos, inclinómetros, etc.). Asimismo, en el interior de los paneles pueden incluirse diversos elementos útiles (ductos para ventilación e inclusión de plaguicidas, ductos para crear vacío, instrumentos de medición, etc.

Description

PANTALLA SUBTERRÁNEA PREFABRICADA, PARA DRENAJE DE TERRENOS INUNDABLES O SOBRESATURADOS ANTECEDENTES Los métodos usuales para el drenaje de terrenos inundables o sobresaturados consisten en estructuras menores para escurrimiento superficial, como las cunetas, o bien en trincheras y tuberías enterradas, cuya realización suele ser costosa, tardada e insuficientemente profunda, y cuyo funcionamiento, frecuentemente ineficaz y o ineficiente, suele ocasionar la erosión interna del subsuelo (v. Panuska, J.; The Art Science of Agricultura! Drainage, Natural Resources Extensión Specialist Biological Systems Engineering Department UW adison; January 20, 2011).

La idea de la pantalla de drenaje que aquí se presenta es uno de los resultados de casi dos años de estudio de la inestabilidad de las márgenes de los ríos Carrizal y Grijalva en las inmediaciones de Villahermosa, Tab., donde el flujo subterráneo y la erosión interna ocasionan que el suelo en las riberas de los ríos se comporte como un flujo de lodo. Al respecto impartí una conferencia en el Instituto de Ingeniería de la U.N.Á.M. el pasado 7 de febrero.

Conforme a lo dispuesto en la Ley de Propiedad Industrial su correspondiente Reglamento, en esta solicitud de patente se presentan la descripción, las reivindicaciones, el resumen y los dibujos de una solución para el drenaje eficiente de terrenos inundables o sobresaturados, consistente en la inclusión en el subsuelo de una pantalla formada por elementos prefabricados, que pueden instalarse mediante hincado, y que permiten que la pantalla reciba, filtre, drene y descargue el agua subterránea de toda su superficie mojada, además de presentar muchas otras ventajas que se precisan en lo que sigue.

LISTA DE FIGURAS Figura 1. Perfil y Frente de un tramo de la pantalla de drenaje subterráneo Figura 2. Vista superior de un tramo de la pantalla de drenaje subterráneo Figura 3. Perfil, frente y sección interior de un panel prefabricado de la pantalla de drenaje.

Figura 4. Corte Transversal del funcionamiento esquemático de la pantalla subterránea para u n posible caso de drenaje subterráneo 1. DESCRIPCIÓN De interés en los ámbitos del Drenaje Agrícola, de la Protección Civil y de la Construcción, la Pantalla Subterránea Prefabricada para Drenaje de Terrenos Inundables o Sobresaturados consiste de una serie continua de paneles prefabricados que, alojada en el subsuelo y parcial o totalmente sumergida bajo el nivel freático, recibe, filtra y drena, el agua subterránea y superficial en que está inmersa, conduciéndola a pozos donde puede ser bombeada, o a sitios de menor elevación, donde resulta inocua.

Adicionalmente a su función como sistema de drenaje, la pantalla puede instalarse para trabajar como muro de contención, con la ventaja de que habiendo drenado el terreno permitiría excavar en seco, haciendo innecesario el bombeo, la perforación de drenes y la excavación de zanjas al pié del muro.

Además, los paneles pueden incluirse en el subsuelo mediante hincado, por lo que la pantalla resulta más económica, limpia y rápida que otras soluciones usuales.

La pantalla propuesta, puede aplicarse en diferentes proyectos o instalaciones, como por ejemplo en: • Terrenos agrícolas • Instalaciones para recuperación de agua infiltrada · Aeropuertos • Instalaciones deportivas (canchas de fútbol, etc.) • Campos de golf • Fraccionamientos residenciales e industriales • Rellenos sanitarios · Zonas inundables • Áreas donde se procesen contaminantes • Industrias • Parques recreativos • Excavaciones superficiales o profundas · Construcción de cimentaciones • Construcción de líneas de metro subterráneo • etc.

Adicionalmente, la pantalla tiene la ventaja de que en cada caso se diseña con las dimensiones y requerimientos específicos del sitio y del problema que desea resolverse.

Cada panel de la pantalla está constituido por un sandwich de tres capas: la central constituye el "medio de drenaje" (1) y es mucho más permeable que el suelo por drenar (3); las que la flanquean funcionan como "filtros" (2), permitiendo el paso del agua, pero no el de las partículas de suelo (3). Cuando los paneles se instalen mediante hincado, el sandwich de tres placas es protegido por la "estructura" (4) que cubre sus aristas y que adicionalmente incluye: ¦ "guías de acoplamiento" (5) con el panel contiguo y con el "elemento junta" (6) "cuña hueca inferior" (7), en caso de requerirse, pues además de facilitar la penetración durante el hincado, puede funcionar como dren (8) y como contenedor de diversos elementos El "elemento junta" (6) es una tira prefabricada, con las mismas tres capas del sandwich que conforman el núcleo del panel y sirve para dar continuidad hidráulica a éste. Los "elemento junta" se insertan en las cajas que quedan entre las "guias de acoplamiento" (5) de los paneles, una vez que éstas han sido vaciadas. Atravesando hasta el fondo el "elemento junta", puede incluirse un "tubo de junta" (11) para bombear desde el fondo, e incluso puede formarse con esos tubos una batería de bombeo con sistema " Well Poinf. Dicho "tubo de junta" (11) también puede servir para el lavado de la caja interior durante la inserción del "elemento junta" (6) o para cualquiera de las posibles funciones que se mencionan adelante para los otros "tubos" (9).

La "cuña hueca inferior" (7) es un prisma triangular horizontal de vértice inferior agudo, suficientemente resistente para permiti r y facil itar el h i ncado de los paneles; ya inserto el panel, la cuña constituye un ducto de drenaje que puede rellenarse con un "filtro permeable" (8). En caso de que los paneles se alojen al interior de una excavación, puede prescindirse de la "cuña hueca inferior", en caso contrario, dicha cuña va firmemente unida a la parte inferior de la "estructura" (4) y a los "tubos" (9) que, incluidos a todo lo largo de los paneles, la atraviesan y que sobresalen hasta la superficie del terreno para cumplir varias funciones, como por ejemplo: · Permitir el paso de chiflones de agua para facilitar el hincado, • Piezómetros abiertos durante la vida útil de la pantalla, • Bombeo del fondo, • Guías para inclinómetros, • Vías para la inyección de agua o de otras substancias, · Inyección de agua durante el estiaje, • Pozos de absorción, • Sistemas de tierras, • etc.

Adicionalmente, en el interior de los paneles pueden incluirse "elementos diversos" (10) como: • Ductos para crear vacío al interior del "medio de drenaje" (1) • Ductos para inyectar agua limpia para destapar los "filtros" (2) por flujo inverso, • Ductos para la inclusión de plaguicidas, herbicidas, etc.

• Ductos de ventilación, · Detectores de contaminantes, • Terminales eléctricas para mejorar el drenaje del terreno por electroósmosis, • Instrumentos y equipos de medición como acelerómetros, deformímetros, celdas de presión, piezómetros, termómetros, etc. • etc.

Las dimensiones, materiales, formas, arreglos, número y tipo de elementos de cada panel, así como el número de paneles requeridos para una pantalla, dependerán de las condiciones y características de la problemática específica que se quiera resolver y de las particularidades de cada caso.

Los paneles para la construcción de una pantalla pueden fabricarse en una planta o en el sitio de la instalación, ello dependerá de varios factores, entre ellos: o La profundidad de la pantalla requerida o Las características y propiedades del subsuelo o Los gastos máximo y mínimo que deberá desalojar la pantalla de drenaje o La ubicación y accesibilidad del sitio o La topografía o La contaminación del subsuelo o La composición qu ímica del agua subterránea o Las funciones que deberá cumplir la pantalla o Las elevaciones máximas y mínimas del nivel del agua subterránea o La permeabilidad del terreno o Las condiciones climatológicas y meteorológicas del sitio o El espacio disponible dentro del área de instalación o Las dimensiones y peso de los paneles que formarán la pantalla o La disponibilidad de los elementos requeridos para la fabricación de los paneles o etc.

Claims (13)

2. REIVINDICACIONES

1. Sistema de drenaje superficial y o subterráneo, mediante la construcción de una pantalla subterránea formada por paneles prefabricados a través de los cuales se da salida al agua.

2. Sistema de drenaje superficial mediante una zanja, rellena o vacía, comunicada en su parte inferior con una pantalla subterránea de drenaje.

3. Panel que a manera de sándwich esté formado por una capa central permeable, flanqueada por capas filtro que permiten el paso del agua pero que impiden total o parcialmente el paso de partículas sólidas.

4. Conjunto del panel descrito en la reivindicación 3 y una estructura exterior de protección contra daños a dicho panel durante el transporte, y o el izado, y o el hincado, y o cualquier procedimiento constructivo.

5. Cuña añadida a la base de un panel cualquiera para facilitar su hincado en el subsuelo.

6. Sistema prefabricado de acoplamiento entre paneles contiguos de una pantalla de drenaje, que comprende tanto a los elementos que forman una unión rígida y que permiten vaciar su interior, como a los medios permeables y filtrantes que se insertan en el espacio vaciado para dar continuidad hidráulica a los paneles.

7. Procedimiento de instalación mediante hincado por impactos, y o vibración y o inyección de chiflón de agua a través de los tubos interiores de los paneles y estructuras de protección descritos en las reivindicaciones 3, 4 y 5.

8. Inclusión, al interior de los paneles prefabricados y demás elementos descritos en la reivindicaciones 3, 4 y 5, de tuberías, y o ductos, y o instrumentos de medición, y o equipos eléctricos y o parte de cualesquiera de ellos.

9. Método de descarga del agua a todo lo alto de la pantalla de drenaje a un pozo de bombeo.

10. Utilización de la pantalla subterránea a que se refiere la reivindicación 1, para conducir o inyectar agua al subsuelo, haciéndola funcionar como pozo de absorción o vertiendo agua en el interior del sistema.

11. Implementación de cualquier sistema de bombeo o de batería de bombeo que implique la utilización de cualesquiera de los elementos que constituyen la pantalla, a los que se refieren las reivindicaciones 1, 2, 3, 4, 5 , 6 y 8.

12. Uso, como muro de contención, de la pantalla de drenaje a que se refiere la reivindicación 1.

13. Sistema de muro de contención con ducto(s) interno(s) para drenaje a lo largo del muro. Sistema de muro de contención enterrado, formado por paneles prefabricados, insertados en el subsuelo previamente a la ocurrencia de la condición que haga trabajar al muro como soporte de las acciones mecánicas ocasionadas por una construcción o excavación.