WO2005063001A1 - Simulador de lluvia para estudios medioambientales - Google Patents

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Mª José MARQUÉS PÉREZ
Juan P. Alonso Rodriguez
Ramón BIENES ALLAS
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Instituto Madrileño De Investigación Agraría Y Alimentaria (Imia)
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    • A01—AGRICULTURE; FORESTRY; ANIMAL HUSBANDRY; HUNTING; TRAPPING; FISHING
    • A01G—HORTICULTURE; CULTIVATION OF VEGETABLES, FLOWERS, RICE, FRUIT, VINES, HOPS OR SEAWEED; FORESTRY; WATERING
    • A01G25/00—Watering gardens, fields, sports grounds or the like
    • A01G25/09—Watering arrangements making use of movable installations on wheels or the like
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    • A01G9/00—Cultivation in receptacles, forcing-frames or greenhouses; Edging for beds, lawn or the like
    • A01G9/24—Devices or systems for heating, ventilating, regulating temperature, illuminating, or watering, in greenhouses, forcing-frames, or the like
    • A01G9/247—Watering arrangements
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    • Y02A—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
    • Y02A40/00—Adaptation technologies in agriculture, forestry, livestock or agroalimentary production
    • Y02A40/10—Adaptation technologies in agriculture, forestry, livestock or agroalimentary production in agriculture
    • Y02A40/25—Greenhouse technology, e.g. cooling systems therefor

Definitions

  • the present invention relates to a rain simulator for environmental studies, based on a structure with a fixed and a movable part to allow the latter to move over the areas or surfaces in which the simulation of the rain.
  • the object of the invention is to provide a system that allows successive simulated rains to be carried out on lands of a large area of soils under natural conditions, the surface being expandable as the mobile part moves.
  • the sector in which the simulator of the invention is applicable corresponds to the environment, research and reforestation, erosion and desertification of the land.
  • the study of the effects of erosion on the soil is becoming very important in our country due to the large area of degraded territory that progressively loses vegetation, organic matter and nutrients.
  • the planned revegetation plans must be based on proven results of water behavior when it falls on a given terrain under precise circumstances, so that obtaining these results depends on the weather, which implies dependence on random phenomena over time and very varied in terms of intensity, duration, kinetic energy, etc.
  • the rain simulator that is recommended, has been conceived to solve the previously exposed problem, since it allows wetting much wider terrain surfaces, for which it is expected that the simulator is constituted by a structure or fixed part and by a structure mobile that moves to go successively in plots, one after the other, and thus cover a large area of land depending on the length of movement of that part or mobile structure.
  • the simulator of the invention constitutes what can be considered as a mixed structure with a fixed part determined by two rows or parallel alignments of posts properly anchored to the ground and conveniently braced, which are joined together, those of each alignment, by means of a beam, so that in each beam there is a guide for moving the mobile structure, constituted by a series of cables connected to each other, with inte ⁇ osition of convenient tensioners, to profiles linked to the guides established on the beams that fix the two alignment of posts, so that between those profiles in which the structure cables end mobile and the guides is arranged a steel cable topped in a car that is located inside the guides and with the ability to move on them, so that each car is welded a chain that reaches the ground and used to move the entire mobile system or structure from one side to the other, and thus sequentially placing said mobile structure on plots or surfaces of a certain width, which will be wetting as a result of which corresponding pipes are attached to the cables that constitute the mobile structure sprinkler carriers or water diffusion nozzles, which are conveniently fed
  • the water supply to the pipes and therefore to the sprinklers or diffuser nozzles subject to the mobile structure is carried out with the collaboration of a discharge pump.
  • the mobile structure, and therefore the pipes and nozzles or sprinklers are at a certain height from the ground, that is to say suspended in the air, avoiding obstacles that could alter the dynamics of the water on the ground surface, modifying the main objective of the research, so that the height from which the rain is carried out allows to test the effect of medium-high bearing vegetation, such as thickets or trees of up to 2 meters high, logically depending on the height of the posts and the height at which the cables that support the pipes and nozzles or sprinklers are located.
  • Figure 1 shows a schematic representation according to a general perspective of the rain simulator for studies. Environmental measures carried out in accordance with the object of the present invention.
  • Figure 2. It shows a plan view of the simulator on a surface of the land divided into ten plots, so that on each of them the mobile structure will be displaced to carry out the wetting of each of those plots or sectors .
  • Figure 3. Shows a detail of the extreme part of each of the cables that includes the mobile structure of the simulator, as well as its connection to the vertical posts and the relationship with the water supply system.
  • the simulator of the invention comprises two parallel alignments of posts (1) that are duly anchored to the ground on corresponding foundation shoes (2), posts (1) that are also braced by means of steel cables (3) determining a fixed structure together with two beams (4) that join together the upper part of each of the pole alignments (1), as clearly shown in figure 1.
  • a profile (5) constituting a sliding guide for a carriage (6) is formed, forming this part of what is the mobile structure, constituted by a series of steel cables (7) equipped with a tensioner (8) related to a profile or crossbar (9), with the inte ⁇ osition of a cable section (10), so that the cable (7) in its together, with the tensioner (8) and the cable section (10), it is connected to the rail or guide (5) connected to the beams (4), by means of a steel cable (11) finished off in the aforementioned carriages (6 ) movable by the guides (5), as shown in detail in Figure 3.
  • the tensioner (8) of each cable (7) allows the tensioning of the cable to be adjusted according to the needs, conveniences or desires of the user.
  • the described structure or simulator that it constitutes, is arranged on a ground surface, as shown in Figure 2, with the possibility of expanding without adding posts (1), and on whose surface or terrain a series has been provided.
  • the cables (7) constitute supports for pipes (13 ) that are fed with water through flexible conduits (14), from a general supply pipe (15), as shown in Figure 3, there are flexible connecting sleeves (16) between the supply pipe (14) (14) and the pipe (13) in which necks (17) are included as a support for corresponding water diffusion nozzles or sprinklers, the fastening of the pipes (13) being carried out on the corresponding cables (7) by means of clamps, tape h elicoidal (18) or any other appropriate system.
  • Figure 1 shows the direction of movement ⁇ of the mobile structure and therefore the arrangement that said structure can occupy with respect to each of the plots (12) to which it will be wetting and carrying out what is the simulation of a rain for environmental studies, carrying out the displacement of the mobile structure manually or motorized, being in any case the cables (7) and therefore the pipes (13) and their corresponding sprinklers or diffuser nozzles suspended in the air, when the aforementioned mobile structure is located on the upper part of the vertical posts (1), which can have, for example, 4 meters.

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Abstract

La invención tiene por objeto, conforme indica su enunciado, un simulador de lluvia para la realización de estudios medioambientales, basado en una estructura mixta con una parte fija y otra móvil, cuya estructura móvil se desplaza de un lado a otro para poder it situando secuencialmente dicha estructura móvil sobre las parcelas o superficies de ancho determinado, que las irá mojando como consecuencia de que sobre los cables que constituyen la estructura móvil van sujetas correspondientes tuberías portadoras de aspersores o boquillas difusoras alimentadas a través de un sistema de alimentación general.

Description

TMTTT OR DE LLUVIA PAR A ESTUDIOS MEDIOAMBIENTALES
D E S C R I P CI Ó N
OBJETO DE LA INVENCIÓN La presente invención se refiere a un simulador de lluvia para estudios medioambientales, basada en una estructura con una parte fija y otra móvil para permitir el desplazamiento de esta última sobre las zonas o superficies en las que se realiza la simulación de la lluvia. El objeto de la invención es proporcionar un sistema que permite realizar sucesivas lluvias simuladas sobre terrenos de una superficie grande de suelos en condiciones naturales, siendo la superficie ampliable a medida que se desplaza la parte móvil. El sector en el que es aplicable el simulador de la invención, corresponde al medioambiental, la investigación y reforestación, erosión y desertificación del terreno.
ANTECEDENTESDE LAINVENCIÓN
El estudio de los efectos de la erosión sobre el suelo está adquiriendo gran importancia en nuestro país debido a la gran superficie de territorio degradado que progresivamente pierde vegetación, materia orgánica y nutrientes. Los planes de revegetación previstos deben basarse en resultados contrastados de comportamiento del agua cuando cae sobre un terreno determinado en unas circunstancias precisas, de manera que la obtención de estos resultados depende de la meteorología, lo que implica la dependencia a fenómenos aleatorios en el tiempo y variadísimos en cuanto a intensidad, duración, energía cinética, etc.
El empleo de simulación de lluvia permite elegir la intensidad de lluvia y realizar un número ilimitado de repeticiones de ensayos con los que ofrecer datos fiables de los procesos erosivos estudiados.
El empleo de simulación de lluvia data de la década de 1930, aunque los sistemas empleados han ido evolucionando con el tiempo y se han adaptado a los medios y objetivos de cada proyecto, utilizándose para estudiar la respuesta de los suelos y/o vegetación y ante un episodio lluvioso de una determinada intensidad.
Dichos sistemas se basan en el empleo de agua almacenada en un depósito que cae por gravedad o que es bombeada hacia unas boquillas o aspersores para producir una lluvia simulada desde cierta altura sobre la superficie del suelo a estudiar, estando las dimensiones de dichos equipos condicionadas por la superficie a ensayar. Existe una bibliografía extensa en lo que se refiere a simuladores que efectúan lluvia sobre pequeñas parcelas o bandejas con terreno de hasta 0,5 m 2 , de manera que a partir de 1 m 2 ya hay menos referencia de equipos y son escasos los que son capaces de realizar lluvias sobre terrenos de más de 10 m . En estos casos, lo más frecuente es encontrar diseños que son de tipo aspersor, es decir, una columna apoyada en el suelo que tiene en su parte superior una boquilla que realiza una difusión de agua de 360° de amplitud, dirigiéndose el agua hacia arriba y cayendo al suelo cuando se contrarrestan la presión que sale de la boquilla con la fuerza de la gravedad.
Son pocos los sistemas de lluvia simulada que emplean difusores dirigidos hacia el suelo y que abarquen superficies de más de 50 m , existiendo algunos modelos grandes instalados en el interior de naves, con lo que las muestras del suelo han de llevarse hasta el simulador, con la alteración que esto puede suponer.
DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN
El simulador de lluvia que se preconiza, ha sido concebido para resolver la problemática anteriormente expuesta, ya que permite mojar superficies de terreno mucho más amplias, para lo que se ha previsto que el simulador esté constituido por una estructura o parte fija y por una estructura móvil que se desplaza para ir sucesivamente situándose en parcelas, unas a continuación de otras, y cubrir así una amplia superficie de terreno dependiendo de la longitud de desplazamiento de esa parte o estructura móvil. Más concretamente, el simulador de la invención constituye lo que puede considerarse como una estructura mixta con una parte fija determinada por dos filas o alineaciones paralelas de postes debidamente anclados al suelo y arriostrados convenientemente, que están unidos entre sí, los de cada alineación, por medio de una viga, de manera que en cada viga va situada una guía para el desplazamiento de la estructura móvil, constituida ésta por una serie de cables unidos entre sí, con inteφosición de convenientes tensores, a unos perfiles vinculados a las guías establecidas sobre las vigas que fijan las dos alineaciones de postes, de manera que entre esos perfiles en que finalizan los cables de la estructura móvil y las guías va dispuesto un cable de acero rematado en un carro que queda situado en el interior de las guías y con facultad de desplazamiento sobre éstas, de manera que a cada carro va soldado una cadena que llega al suelo y que sirve para desplazar todo el sistema o estructura móvil de un lado a otro, y así ir secuencialmente situando dicha estructura móvil sobre parcelas o superficies de un ancho determinado, a las que irá mojando como consecuencia de que sobre los cables que constituyen la estructura móvil van sujetas correspondientes tuberías portadoras de aspersores o boquillas difusoras de agua, que son convenientemente alimentadas a través de un sistema de alimentación general.
Por consiguiente, se trata de un sistema que permite realizar sucesivas lluvias simuladas sobre terrenos de una superficie grande de suelo en condiciones naturales, siendo la superficie ampliable a medida que se desplaza la estructura móvil.
La alimentación del agua hacia las tuberías y por lo tanto hacia los aspersores o boquillas difusoras sujetas a la estructura móvil, se realiza con la colaboración de una bomba de impulsión. La estructura móvil, y por lo tanto las tuberías y boquillas o aspersores quedan a una cierta altura del suelo, es decir suspendidas en el aire, evitando obstáculos que podrían alterar la dinámica del agua sobre la superficie del terreno, modificando el principal objetivo de la investigación, de manera que la altura desde la que se realiza la lluvia permite ensayar el efecto de vegetación de porte medio-alto, como matorrales o árboles de hasta 2 metros de altura, dependiendo lógicamente de la altura de los postes y de la altura en la que están situados los cables que sirven de soporte de las tuberías y boquillas o aspersores. Como ya se ha dicho con anterioridad, existe la posibilidad de prolongar longitudinalmente el simulador o sistema cuanto sea necesario, añadiendo tantos postes verticales como sea preciso, de manera que el diseño de la estructura con el sistema de carros móviles suspendidos en carriles en altura, dan más facilidades de uso al preservarlo de obstrucciones por partículas de suelo y barro que tendrían lugar si los carriles estuvieran a ras del suelo.
Finalmente decir que la existencia de las tuberías independientes con boquillas de diferentes características, permiten una gran flexibilidad de lluvias a realizar, incluso con diferentes diámetros de cota de forma simultánea, lo que lo asemeja más a las lluvias en condiciones naturales.
DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS
Para complementar la descripción que se está realizando y con objeto de ayudar a una mejor comprensión de las características del invento, de acuerdo con un ejemplo preferente de realización práctica del mismo, se acompaña como parte integrante de dicha descripción, un juego de dibujos en donde con carácter ilustrativo y no limitativo, se ha representado lo siguiente:
La figura 1.- Muestra una representación esquemática según una perspectiva general del simulador de lluvia para estudios medioambientales realizado de acuerdo con el objeto de la presente invención.
La figura 2.- Muestra una vista en planta del simulador sobre una superficie del terreno dividida en diez parcelas, de manera que sobre cada una de ellas se irá desplazando la estructura móvil para llevar a cabo el mojado de cada una de esas parcelas o sectores.
La figura 3.- Muestra un detalle de la parte extrema de cada uno de los cables que incluye la estructura móvil del simulador, así como su vinculación a los postes verticales y la relación con el sistema de alimentación de agua.
REALIZACIÓN PREFERENTE DE LA INVENCIÓN
A la vista de las figuras reseñadas puede observarse como el simulador de la invención comprende dos alineaciones paralelas de postes (1) que van debidamente anclados al suelo sobre correspondientes zapatas (2) de cimentación, postes (1) que además están arriostrados mediante correspondientes a cables de acero (3) determinando una estructura fija junto con sendas vigas (4) que unen entre sí la parte superior de cada una de las alineaciones de postes (1), como se representa claramente en la figura 1. Sobre cada una de las dos vigas (4) pertenecientes a la estructura fija referida, va a su vez solidarizado un perfil (5) constitutivo de una guía de deslizamiento para un carro (6), formando éste parte de lo que es la estructura móvil, constituida ésta por una serie de cables de acero (7) dotados de un tensor (8) relacionado con un perfil o larguero (9), con la inteφosición de un tramo de cable (10), de manera que el cable (7) en su conjunto, con el tensor (8) y el tramo de cable (10), se vincula al carril o guía (5) solidarizada a las vigas (4), mediante un cable de acero (11) rematado en los ya referidos carros (6) desplazables por las guías (5), como se demuestra con detalle en la figura 3.
El tensor (8) de cada cable (7) permite regular el tensado de éste de acuerdo con las necesidades, conveniencias o deseos del usuario.
La estructura descrita o simulador que la misma constituye, se dispone sobre una superficie de terreno, como se representa en la figura 2, con posibilidad de ampliarse sin más que añadir postes (1), y en cuya superficie o terreno se han previsto una serie de parcelas o sectores (12) sobre los cuales irá pasando, por desplazamiento, la estructura móvil, llevando a cabo el mojado de cada uno de esos sectores o parcelas (12), ya que los cables (7) constituyen soportes para tuberías (13) que son alimentadas de agua a través de conductos flexibles (14), desde una tubería de alimentación general (15), como se representa en la figura 3, existiendo unos manguitos flexibles de conexión (16) entre la tubería (14) de alimentación (14) y la tubería (13) en la que se incluye cuellos (17) como soporte para correspondientes boquillas difusoras de agua o aspersores, llevándose a cabo la sujeción de las tuberías (13) sobre los correspondientes cables (7) por medio de abrazaderas, cinta helicoidal (18) o cualquier otro sistema apropiado. En la figura 1 se ve el sentido de desplazamiento ι de la estructura móvil y por tanto la disposición que dicha estructura puede ocupar respecto de cada una de las parcelas (12) a las que irá mojando y llevando a cabo lo que es la simulación de una lluvia para estudios medioambientales, llevándose a efecto el desplazamiento de la estructura móvil de forma manual o de forma motorizada, estando en cualquier caso los cables (7) y por lo tanto las tuberías (13) y sus correspondientes aspersores o boquillas difusoras suspendidos en el aire, al encontrarse la estructura móvil referida dispuesta sobre la parte superior de los postes verticales (1), que pueden tener, por ejemplo, 4 metros.

Claims

R E I V I N D I C A C I O N E S
Ia.- Simulador de lluvia para estudios medioambientales, que estando previsto para producir una lluvia artificial a través de aspersores o boquillas difusoras sobre una superficie del terreno y permitir estudios de comportamiento de dicho terreno mojado, se caracteriza porque está constituido por una estructura con una parte fija y una parte móvil y desplazable por encima del terreno a estudiar, con la particularidad de que la parte fij está constituida por dos alineaciones paralelas de postes convenientemente anclados al suelo, unidos los extremos superiores de cada alineación por vigas, determinantes de soportes a los que van solidarizadas sendas guías de deslizamiento para la parte móvil de la estructura, estando esa estructura o parte móvil constituida por una serie de cables finalizados en carros dispuestos sobre las guías para el desplazamiento en ellas, constituyendo dichos cables correspondientes soportes para tuberías con las boquillas o aspersores de difusión de agua vertical hacia el suelo, permitiendo el desplazamiento de dicha parte móvil y el correspondiente mojado de sucesivos sectores del terreno a estudiar. 2a.- Simulador de lluvia para estudios medioambientales, según reivindicación Ia, caracterizado porque los distintos cables de la estructura o parte móvil están dotados, cada uno de ellos, de un tensor para el tensado apropiado del respectivo cable. 3a.- Simulador de lluvia para estudios medioambientales, según reivindicaciones anteriores, caracterizado porque las tuberías portadoras de. las boquillas o aspersores de difusión de agua están sujetas a los cables por medio de abrazaderas, cintas helicoidales o cualquier otro elemento apropiado. 4a.- Simulador de lluvia para estudios medioambientales, según reivindicaciones anteriores, caracterizado porque las tuberías de las boquillas difusoras o aspersores están relacionadas con un manguito flexible conectado a una tubería de alimentación general de agua, y conectado a la correspondiente tubería de aspersores o boquillas difusoras mediante un manguito de conexión.
5a.- Simulador de lluvia para estudios medioambientales, según reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el anclaje de los postes verticales al suelo se realiza sobre zapatas de hormigón, quedando afianzados mediante arrostramientos debidamente anclados al suelo.
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