WO2009112596A1 - Nivelador submarino - Google Patents

Abstract

Comprende un cuerpo anterior (2) con medios hidráulicos o mecánicos de empuje de las gravas, y un cuerpo posterior de base plana (1) que conforma la nivelación. Incluye unos resaltes-guía (15), unos cabrestantes (6) para el arrastre del nivelador. El nivelador comprende opcionalmente medios para el suministro de gravas y/o cemento de modo que se produzca una compactación de las zonas superficiales evitando el posible arrastre y desmoronamiento.

Description

Nivelador submarino

La presente invención tiene por objeto un nivelador submarino que realiza la función de nivelación en suelos en puertos o bases de diques en los que es necesario colocar bloques prefabricados, tales como bloques de hormigón, con una determinada estabilidad.

ANTECEDENTES En los trabajos de infraestructura portuaria se realizan dragados para dar al interior del puerto un fondo suficiente para que las embarcaciones, a menudo grandes buques, puedan maniobrar en ellos sin riesgo de encallar y con fondo suficiente para que las hélices muevan adecuadamente el agua y producir así el movimiento de la embarcación.

Antiguamente, para la construcción de muelles o pantalanes se realizaba un pilotaje en la zona en la que se debía realizar la obra, y se realizaba un encofrado in situ mediante el suministro de hormigón correspondiente.

En la actualidad se utilizan bloques prefabricados, que requieren menor inversión en infraestructuras, pero requieren que la base en la que se sitúan los bloques sea horizontal para un correcto posicionamiento. Debe indicarse que dichos bloques prefabricados tienen en alguna de sus dimensiones incluso algunos metros, por lo que es imprescindible que la base de apoyo sea firme y horizontal para que la construcción final reúna las condiciones de calidad requeridas.

Las bases de apoyo deben tener una determinada altura, para lo cual se aportan desde superficie una cierta cantidad de piedras de gran tamaño que proporcionan una primera aproximación a la altura requerida, y posteriormente, también desde superficie se lleva a cabo la deposición de piedras de menor tamaño y gravas, para un acabado adecuado en el que poder depositar los bloques.

Para dar la horizontalidad de los suelos en los que deben apoyar los bloques prefabricados, se emplean barcos en los que se sitúan unas planchas de arrastre del material. Sin embargo, este sistema tiene el problema de ser dependiente de la altura del agua y el oleaje, y da como resultado bases muy deficientes, por lo que no son satisfactorios para la colocación de los prefabricados. Además, el viento puede producir escoras en el barco, lo que podría producir además una variación angular de la superficie.

Para un correcto acabado y verificación de horizontalidad se lleva a cabo también dicho acabado mediante buzos, que arrastran un regle que van deslizando a lo largo de la longitud en que debe realizarse el dique. Ello plantea distintos problemas. En primer lugar, la peligrosidad para los buzos, que trabajan a gran profundidad; en segundo lugar la visibilidad en las zonas de trabajo es prácticamente nula debido a los movimientos de los lodos que dejan gran cantidad de partículas en suspensión; por otra parte, en función de la profundidad a la que haya que realizar el trabajo, los operarios tendrán limitado el tiempo de operación, de modo que a mayor profundidad menor tiempo de operación. Ello redunda en un coste elevado, aunque la calidad del trabajo es buena.

Por otra parte, se realiza a menudo además, separadamente una operación de hormigonado superficial, de modo que las corrientes naturales o las producidas por las hélices de las embarcaciones no arrastren y desmoronen las gravas. También se realiza de manera sustitutiva a la anterior, la aplicación de losas prefabricadas en las bases de los muelles, de modo que dicho arrastre se produzca en menor medida.

ESTADO DE LA TÉCNICA

Se conocen distintos procedimientos de enrasado, tal como enrasado de hormigón, siempre en superficie, pero no ha encontrado esta parte ningún dispositivo capaz de realizar dichas funciones en fondo marino.

ES 2038953 se refiere a un dispositivo de acabado para un aparato de enrasar hormigón que incluye una placa inferior plana con un borde de acabado, con una porción de acabado y una de sujeción.

EP 1256657 tiene por objeto una máquina para nivelar materiales sobre el suelo, que comprende un cabezal nivelador y una estructura portante que permite la orientación y ajuste en extensión desde una máquina de arrastre. Ninguno de estos antecedentes soluciona el problema de nivelación en fondo marino.

RESUMEN DE LA INVENCIÓN La presente invención consiste en un nivelador submarino para la nivelación de calles (superficie longitudinal que se ha de nivelar) sobre las que se dispondrán bloques prefabricados para la construcción de muelles o similares, que comprende una plataforma de base lisa y preferentemente unos resaltes-guía para un correcto direccionamiento, y que está arrastrada por al menos un par de cabrestantes o dispositivo de arrastre similar; los extremos de los cables están fijados en el extremo de la calle a nivelar y están fijados sobre unos muertos adecuadamente posicionados. La zona de avance comprende un ensanchamiento provisto de medios mecánicos o hidráulicos para el empuje y desplazamiento de las gravas que exceden de la altura requerida. El nivelador comprende opcionalmente medios para el suministro de cemento de modo que se produzca una compactación de las zonas superficiales evitando el posible arrastre y desmoronamiento.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS

Con objeto de ilustrar la explicación que va a seguir, se adjuntan a la presente memoria descriptiva ocho hojas de dibujos, en las que en once figuras se representa la esencia de la presente invención, y en las que: La figura 1 muestra una vista en planta de una primera realización del nivelador submarino de la invención, en la que el dispositivo de empuje de las gravas está constituido por medios hidráulicos;

La figura 2 muestra una vista frontal del nivelador de la figura 1 ; • •,> La figura 3 muestra una vista en planta de una segunda realización del nivelador submarino de la invención, en la que el dispositivo de empuje de las gravas está constituido por un rodillo empujador de palas transversales, con movimiento inverso al del desplazamiento; La figura 4 muestra una vista frontal del nivelador de la figura 3;

La figura 5 muestra una vista en planta de una tercera realización del nivelador submarino de la invención, en la que el dispositivo de empuje de las gravas está constituido por un rodillo empujador de palas espirales, con movimiento inverso al del desplazamiento;

La figura 6 muestra una vista frontal del nivelador de la figura 5; La figura 7 muestra una vista superior del nivelador submarino de la invención en fase de operación, de modo que la parte posterior está nivelada y la parte anterior está todavía por nivelar; La figura 8 muestra una vista en perspectiva del nivelador submarino de la invención conforme a la realización de las figuras 1 y 2; La figura 9 muestra una vista lateral del nivelador submarino de la invención conforme a la realización de las figuras 1, 2 y 8. La figura 10 muestra una vista esquemática lateral del nivelador submarino de la invención en fase de operación, en que se aprecia una embarcación, que coopera con dicho nivelador para el suministro de energía eléctrica o hidráulica, o suministro de cemento; La figura 11 muestra un detalle de una de las zonas de unión de la zona posterior que conforma una plataforma del nivelador submarino de la invención, con la parte anterior portadora de los medios niveladores.

DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LA INVENCIÓN

Se describe un nivelador submarino que está formado fundamentalmente por un cuerpo posterior 1 de base 3 plana y un cuerpo anterior o frontal 2 unidos entre sí, que está provisto de medios de impulsión o empuje 10,11,13,16,18 y arrastre de las gravas 27 que están dispuestas de una manera irregular en la superficie de la calle a nivelar, toda vez que han sido dejadas caer previamente desde superficie por medio de una embarcación. La base plana 3 está constituida por una plancha o plataforma. Esta plancha o plataforma estafa normalmente sustentada por vigas longitudinales 5 y transversales 34 dispuestas en la parte superior de dicha plancha, que proporcionarán al cuerpo del nivelador de la fortaleza estructural necesaria para cumplir su función. De manera preferente el cuerpo anterior o frontal 2 está situado parcialmente sobre la plataforma 1, más elevado que ésta, y emergente hacia la parte frontal. La superficie superior de la base 3 que define la base del nivelador comprende una sujeción para_, al menos uno y preferentemente dos cabrestantes, que determinarán el medio de arrastre del nivelador. Cuando se deba realizar un avance, desde la embarcación de mando 29 que se encontrará en superficie sobre el nivelador se dará la señal necesaria para que los motores que actúan sobre los unos cabrestantes 6 dispuestos en la base 3 se muevan y recojan una determinada longitud de cable 22 a una determinada velocidad, y debido a que los extremos de los cables 22 están anclados en unos muertos 23 dispuestos adecuadamente más allá del extremo de la calle (carril o superficie longitudinal) a nivelar se producirá el avance conforme a lo requerido. Conforme se produce el avance del nivelador, el cuerpo frontal 2 del mismo acomodará las gravas 27 que se encuentran irregularmente repartidas a una posición más regular, y así permitir que conforme se produzca el avance del nivelador, la superficie inferior de dicho nivelador produzca la nivelación de una manera precisa. El cable 22 se encuentra preferentemente guiado a través de unas guías, normalmente dispuestas a cada uno de los lados del nivelador, pudiendo también haber medios de guiado en la parte central. Cuando hablamos de cable 22, nos referimos a los cables de arrastre operativos en el nivelador.

Para determinar la altura del carril se disponen directamente sobre el fondo marino grandes bloques de piedra 25 que aproximarán la altura a lo requerido, rellenándose los huecos y llevando a cabo una segunda aproximación a dicha altura mediante piedras medianas 26, para finalmente depositar en su superficies gravas 27 que permitan su movimiento y ajuste para resultar en una superficie de gravas 20 debidamente nivelada. Para que el cuerpo del nivelador tenga el peso necesario, se ha previsto la inclusión de un lastre 24 en una zona prevista para ello en la superficie del mismo; el lastre 24 normalmente estará amarrado, e impedirá que haya oscilaciones debido a alguna piedra mediana 26 emerja ligeramente de la superficie de nivelación, tendiendo a empotrarla entre los grandes bloques de piedra 25 o quebrarla.

Debido a las grandes dimensiones del nivelador que conforme a una realización prevista tendrá varios metros de anchura por más de una decena de metros de longitud y un gran peso correspondiente, por lo que se ha previsto que el nivelador sea plegable y/o desmontable; para cuando deba transportarse o realizar sobre el operaciones de mantenimiento. A tal efecto se ha previsto que el cuerpo frontal 2 sea desmontable de la plataforma 1 en una zona de unión 7. Para ello se ha realizado un corte transversal de las vigas que sustentan la estructura, situándose a cada lado una placa 32, 33 solidaria a las correspondientes vigas provista de orificios para su unión entre sí mediante tornillos. También se ha previsto una zona desmontable o un abisagrado 4 en la parte central del cuerpo posterior 1 para su desmontaje o plegado, estando en este caso la base 3 dividida correspondientemente, así como medios de fijación de dicha plataforma en posición desplegada.

El cuerpo frontal podrá tener distintas anchuras, por lo que debe ser intercambiable. Dicho cuerpo frontal podrá comprender patines de apoyo en sus zonas laterales y/o central para una correcta estabilización. Dichos patines podrán ser opcionalmente regulables en altura para corregir las desviaciones angulares de la superficie a nivelar. También pueden disponerse en los laterales y/o en el centro de la parte frontal unas palas fijas o de inclinación variables para recoger o expulsar gravas en función del exceso o defecto de éstas en la zona de nivelación.

Está prevista, aunque no representada, la inclusión en el cuerpo posterior 2 del nivelador de una o más boquillas de suministro de cemento que con el paso del nivelador producirá una pequeña capa de gravas amalgamadas y sujetas por ese cemento, evitando su desmoronamiento cuando, por ejemplo, pasen por allí embarcaciones de gran potencia. Es posible también que el suministro de hormigón se realice en el cuerpo frontal 2, de modo que dado que el movimiento de gravas en dicha zona es mayor, se consiga una altura de pavimento también mayor y por tanto de mayor resistencia que la anterior. Por lo tanto, según los requerimientos de la obra, se podrá suministrar cemento por la parte frontal o por la parte central del nivelador, en el primero de los casos con mayor suministro de cemento, y en el segundo con un coste menor, aunque con menor resistencia. Opcionalmente podrá haber también suministro de gravas localizado, preferentemente en la parte frontal, conforme sea requerido por las condiciones del suelo a nivelar.

La parte inferior de la plataforma comprende al menos una guía longitudinal 15 que emerge unos centímetros por debajo de la plataforma, con la que se consigue mantener una alineación rectilínea con respecto a la dirección del desplazamiento. El extremo frontal de la plataforma presenta forma oblicua o biselada 36, para así evitar que se enganche y poder de este modo superar cualquier pequeño obstáculo que pueda encontrar a lo largo del recorrido.

En cuanto a la parte frontal, se van a definir distintos modos de realización para el arrastre de las gravas. En todos ellos, preferentemente, se Conforme a una primera realización, representada en las figuras 1, 2, y 7 a 10, se disponen medios de empuje de las gravas mediante impulsión de agua a la velocidad adecuada para desmoronar los montones de grava que sean más altos de lo debido; conforme a una segunda, según las figuras 3 y 4, el arrastre se realizará por medios mecánicos mediante un rodillo de paletas frontales dispuesto en la parte frontal de la máquina niveladora; en una tercera realización, el arrastre se lleva a cabo por medio de paletas oblicuas; conforme a una cuarta realización, el arrastre de las gravas tendrá lugar mediante un dispositivo de vaivén; conforme a una quinta, el arrastre tendrá lugar mediante palas fijas oblicuas. El cuerpo frontal 2 tiene preferentemente una anchura mayor que la del cuerpo posterior 1, y el ensanchamiento está reforzado mediante escuadras 8 que definen una superficie superior en la que pueden situarse elementos del nivelador, tales como bombas de impulsión (9).

Primer modo de realización de la parte frontal

Conforme a un primer modo de realización del cuerpo frontal 2 del nivelador, se disponen entre las dos vigas longitudinales que conforman los laterales de dicha parte frontal, unos impulsores de agua accionados por medio de una bomba de impulsión 9. Estos impulsores son preferentemente regulables a distintas alturas independientemente, y el más alejado 11 de la plataforma 1 deberá quedar a mayor altura, y el más próximo 10 a aproximadamente la altura de nivelación. Con el empuje de agua a la adecuada velocidad y caudal, se logra ir empujando las gravas hacia delante, de modo que se puedan rellenar los huecos con las gravas sobrantes de los amontonamientos. Unas bombas impulsoras de agua 9 se sitúan preferentemente en las escuadras 8, conectándose con las boquillas impulsoras mediante las conexiones correspondientes 14. En la parte frontal se dispone una bomba de impulsión de gran caudal 13 que desmoronará los grandes montones de grava que el nivelador pueda ir encontrándose a su. paso, siendo preferentemente dicha bomba 13 orientable y/o desplazable sobre su viga soporte 12. La determinación de la forma irregular de las gravas 27 puede ser determinada mediante cámaras, sonar u otros dispositivos provistos en el nivelador o en la embarcación de apoyo del mismo.

Segundo modo de realización de la parte frontal

Conforme a una segunda realización, el nivelador comprenderá en su parte frontal un rodillo 16 de palas que girará en sentido contrario al del avance. Cuando el nivelador avance, las gravas que se vaya encontrando que emerjan de la superficie de nivelación serán arrastradas hacia delante, rellenando los huecos. Una viga frontal 12 ayudará a desmoronar los grandes montones de grava que se vaya encontrando el nivelador a su paso. El rodillo está alimentado por un motor o motorreductor hidráulico 17, y está provisto de la correspondiente línea de alimentación hidráulica 19 desde la embarcación de apoyo. Tercer modo de realización de la parte frontal

Según una tercera realización se dispone también un rodillo de palas, siendo en este caso las palas oblicuas 18. Si bien cuando existe un gran exceso de gravas este sistema puede resultar más satisfactorio que el anteriormente descrito, por apartar los excesos hacia los lados, bien es cierto que cuando las gravas no presenten dicho exceso, será preferible utilizar un rodillo de palas transversales.

Cuarto modo de realización de la parte frontal Conforme a un cuarto modo de realización, se disponen en la parte frontal al menos un par de brazos hidráulicos que sustentan una pala, que realizarán con respecto al conjunto del nivelador un movimiento de vaivén, de modo que cuando el movimiento sea de extensión barrerá la zona de avance de la plataforma, y durante el avance de la misma se realizará la retracción, con lo que el avance el nivelador puede producirse incluso sin movimiento respecto al suelo de la pala frontal. La pala puede tener una forma en cuña tal que produzca el empuje frontal y/o lateral de las gravas. Puesto que la pala puede ir articulada al extremo de los brazos y cada brazo ser accionado de manera independiente, puede determinarse la inclinación de la misma hacia uno u otro lado en función de las gravas a desplazar, mediante la extensión mayor de uno u otro de los brazos, permitiendo que el movimiento de la pala sea frontal, oblicuo, o de inclinación variable según el avance.

Quinto modo de realización Un quinto modo de realización consiste en dotar a la parte frontal de una pala fija oblicua a un lado o en cufia (oblicua a los dos lados), de manera que cuando el nivelador llega a un montón de grava tenderá a separar los excesos de grava de la parte frontal hacia las zonas laterales. Una opción es la de dotar a la pala frontal de inclinación variable, como en la realización anterior, pero con una parte central fija.

En cualquiera de los casos anteriores, es necesario el apoyo de una embarcación 29, que comprenderá los medios de generación de energía eléctrica 30, hidráulica 31, o neumática, que es conducida al nivelador mediante las líneas de suministro 28 y 19 respectivamente.

Opcionalmente, las gravas podrían ir canalizadas y depositadas en la parte frontal del nivelador para ser posteriormente niveladas por éste.

La determinación de la forma irregular de las gravas 27 puede ser determinada mediante cámaras, sonar u otros dispositivos provistos en el nivelador o en la embarcación de apoyo del mismo.

Se ha previsto que el nivelador disponga flotadores que puedan ser llenados de agua o aire para su inmersión o emersión; se llenarán los flotadores de agua total o parcialmente cuando la máquina deba ponerse en operación, mientras que se llenarán de aire cuando finalizada la operación deba ser retirada para su transporte. Aunque se titula la invención nivelador submarino por ser ésta la aplicación preferente, debe entenderse aplicable también a cualquier otro medio subacuático, tal como fluvial o lacustre.

Es de aplicación en la tecnología para nivelación de taludes subacuáticos.

Claims

REIVINDICACIONES

L- Nivelador submarino, para la nivelación de bases para la construcción de muelles, estando el suelo formado por grandes piedras (25), piedras de tamaño medio (26) sobre ellas y una capa superficial de gravas, caracterizado por comprender dos cuerpos, un cuerpo posterior consistente en una plataforma (1) de base plana (3), y un cuerpo anterior o frontal (2), sin base, disponiendo dicho cuerpo frontal (2) de medios de impulsión o empuje (10,11,13,16,18) y arrastre de las gravas (27) dispuestas de manera irregular en la superficie a nivelar.

2.- Nivelador submarino, según la reivindicación 1, caracterizado porque el cuerpo anterior o frontal (2), está situado parcialmente sobre la plataforma (1), más elevado que ésta, y emergente hacia la parte frontal.

3.- Nivelador submarino, según cualquiera de las reivindicaciones 1 y 2, caracterizado porque el cuerpo anterior o frontal (2) y la plataforma (1) están unidos mediante una zona de unión (7), y son susceptibles de separación entre sí cuando el nivelador no está en operación._.

4.- Nivelador submarino, 'según la reivindicación 1, caracterizado porque la plataforma (1) comprende unos medios de separación o de plegado mediante un abisagrado (4) que divide dicha plataforma, así como medios de fijación de la plataforma en posición desplegada.

5.- Nivelador submarino," según la reivindicación 1, caracterizado porque la estructura que conforma la plataforma (1) está formada por un conjunto de vigas longitudinales (5) y transversales (34) así como al menos una plancha plana situada por debajo de éstas.

6.- Nivelador submarino, según la reivindicación 1, caracterizado porque la plataforma (1) tiene dispuesto sobre ella al menos un cabrestante (6) y preferentemente dos, que mediante la tracción de los correspondientes cables (22) determinarán el medio de arrastre del nivelador, estando los extremos de dichos cables (22) fijados sobre sendos muertos (23) situados en el extremo de la zona a nivelar.

7.- Nivelador submarino, según la reivindicación 1, caracterizado porque la superficie de la plataforma (1) del nivelador incluye una zona para la inclusión de un lastre (24).

8.- Nivelador submarino, según la reivindicación 1, caracterizado porque comprende además medios de suministro localizado de gravas y/o de cemento u hormigón, en zonas frontal, central y/o posterior.

9.- Nivelador submarino, según la reivindicación 1, caracterizado por comprender en la parte inferior de la plataforma al menos una guía longitudinal (15) que emerge unos centímetros por debajo de la plataforma que asegure el mantenimiento de la dirección de desplazamiento.

10.- Nivelador submarino, según la reivindicación 1, caracterizado porque el extremo anterior de la plataforma (1) presenta forma oblicua o biselada (36).

11.- Nivelador submarino, según la reivindicación 1, caracterizado porque el cuerpo anterior o frontal (2) es más ancho que la plataforma (1), la zona de ensanchamiento estando reforzada por medio de escuadras (8), que definen a su vez una superficie de apoyo de distintos elementos, tales como bombas.

12.- Nivelador submarino, según la reivindicación 1, caracterizado porque el cuerpo frontal (2) comprende unos brazos laterales que comprenden medios de impulsión de agua, consistentes en un conjunto de boquillas impulsoras movidas por al menos una bomba de impulsión (9).

13.- Nivelador submarino, según la reivindicación 12, caracterizado porque las boquillas impulsoras están dispuestas en soportes (10, 11) regulables en altura independientemente cada uno de ellos.

14.- Nivelador submarino, según la reivindicación 12, caracterizado por comprender además una bomba frontal de impulsión de gran caudal de agua (13), orientable y/o desplazable lateralmente.

15.- Nivelador submarino, según la reivindicación 1, caracterizado porque el cuerpo frontal (2) comprende al menos un rodillo (16) de palas transversales empujador de las gravas, cuyo giro es inverso al del movimiento de la plataforma.

16.- Nivelador submarino, según la reivindicación 1, caracterizado porque el cuerpo frontal (2) comprende al menos un rodillo de palas oblicuas (18) que en su giro opuesto al del movimiento tenderá a desplazar las gravas hacia las zonas laterales.

17.- Nivelador submarino, según la reivindicación 1, caracterizado porque el cuerpo frontal (2) comprende al menos una pala frontal sustentada a dicha parte frontal mediante al menos un brazo hidráulico y que ejerce un movimiento de vaivén respecto al cuerpo del nivelador, vinculado o no al movimiento de avance de este.

18.- Nivelador submarino, según la reivindicación 17, caracterizado porque la pala frontal está sujeta y articulada a dos brazos hidráulicos que son comandados de manera independiente, permitiendo que el movimiento de dicho brazo sea frontal, oblicuo o progresivo.

19.- Nivelador submarino, según la reivindicación 1, caracterizado porque el cuerpo frontal (2) comprende una pala frontal fija en cuña.

20.- Nivelador submarino, según la reivindicación 1, caracterizado porque comprende flotadores susceptibles de ser llenados de agua o de aire para su inmersión o emersión.

21.- Nivelador submarino, según la reivindicación 6, caracterizado porque los cables (22) se encuentran preferentemente guiados a través de unas guías, normalmente dispuestas a cada uno de los lados del nivelador, pudiendo también haber medios de guiado en la parte central.