ES2796423A1 - APERO AND METHOD FOR DECOMPACTION OF THE SLOPE SURFACE (Machine-translation by Google Translate, not legally binding) - Google Patents
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Abstract
Description
DESCRIPCIÓNDESCRIPTION
APERO Y MÉTODO PARA LA DESCOMPACTACIÓN DE LA SUPERFICIE DE APERO AND METHOD FOR DECOMPACTATION OF THE SURFACE OF
TALUDESSLOPES
SECTOR DE LA TÉCNICATECHNICAL SECTOR
La presente invención se encuadra en el sector de los dispositivos para tratar la superficie de la tierra. Más concretamente, se refiere a dispositivos para preparar el suelo durante la fase de acabado en la construcción de taludes y para otras operaciones de mantenimiento de taludes, especialmente, para favorecer su revegetación y reducir la erosión.The present invention falls within the field of devices for treating the surface of the earth. More specifically, it refers to devices to prepare the soil during the finishing phase in the construction of slopes and for other slope maintenance operations, especially, to favor its revegetation and reduce erosion.
ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓNBACKGROUND OF THE INVENTION
La construcción de una infraestructura lineal —como puede ser una carretera o un ferrocarril—, las operaciones de una explotación minera u otras actividades que impliquen movimientos de tierra, generan severas alteraciones en las condiciones medioambientales del espacio en el que se desarrollan. Estas modificaciones provocan la destrucción del suelo como sistema estructurado y funcional (en sentido edafológico), capaz de acoger diferentes y diversas comunidades biológicas, entre las que destaca la cubierta vegetal, que también es eliminada. Para la exitosa restauración ecológica de estos nuevos espacios resulta imprescindible que la nueva superficie expuesta sea capaz de albergar comunidades biológicas (cobertura vegetal incluida), de manera que se maneje adecuadamente la escorrentía superficial y su efecto erosivo (Forman et al. 2002-Road Ecology. Science and Solutions. Island Press. Washington DC 481 pp. 171-199).The construction of a linear infrastructure —such as a highway or a railroad—, the operations of a mining exploitation or other activities that involve earthworks, generate severe alterations in the environmental conditions of the space in which they are developed. These modifications cause the destruction of the soil as a structured and functional system (in the edaphological sense), capable of hosting different and diverse biological communities, among which the vegetation cover stands out, which is also eliminated. For the successful ecological restoration of these new spaces, it is essential that the new exposed surface be capable of harboring biological communities (including vegetation cover), so that surface runoff and its erosive effect are properly managed (Forman et al. 2002-Road Ecology Science and Solutions. Island Press. Washington DC 481 pp. 171-199).
En España, respecto al proceso constructivo de nuevas superficies (desmontes, terraplenes y explanadas), los pliegos de prescripciones técnicas generales tanto de carreteras (Pliego de prescripciones técnicas generales para obras de carreteras y puentes (PG-3), vigentes a 1 de junio de 2019, de la Secretaría de Estado de Infraestructuras, Transporte y Vivienda, del Ministerio de Fomento) como de ferrocarriles (Pliego general de prescripciones técnicas tipo para los proyectos de plataforma, PGP-2011, edición junio 2011, ADIF) especifican las actividades o unidades de obra que componen la construcción de una infraestructura lineal, así como la forma de verificar su ejecución (medición y abono).In Spain, regarding the construction process of new surfaces (clearings, embankments and esplanades), the specifications of general technical prescriptions for both roads (General technical prescriptions for road and bridge works (PG-3), valid as of June 1 of 2019, of the Secretary of State for Infrastructures, Transport and Housing, of the Ministry of Development) and of railways (general specifications of standard technical prescriptions for platform projects, PGP-2011, June 2011 edition, ADIF) specify the activities or work units that make up the construction of a linear infrastructure, as well as the way to verify its execution (measurement and payment).
Ambos pliegos afrontan la descripción de las unidades de construcción separando excavaciones y drenajes. Se asume que la escorrentía producida en el plano del talud se maneja mediante los elementos externos de drenaje (cunetas, bajantes, etc.). En ningún apartado se menciona cómo manejar la escorrentía dentro del talud. Por el contrario, en los apartados en los que se identifican los trabajos de acabado de los taludes (refino de taludes) se indica textualmente: “consiste en las operaciones necesarias para conseguir el acabado geométrico”. Es decir, la preocupación en este punto es puramente morfológica, dirigida por la operatividad de la maquinaria y la estética final, y bajo un marco de geometrías no naturales. Se indica que estos trabajos se realizarán con posterioridad a la construcción de drenes y otras obras. En particular se hace hincapié en “la eliminación de cualquier material blando, inadecuado o inestable que no se pueda compactar adecuadamente, así como rellenar los huecos”. También se hace referencia a cómo proceder en caso de que se produzca un desprendimiento (rellenando y volviendo a la situación inicial). Por lo tanto, se asume que los sistemas de drenaje están adecuadamente dimensionados para captar y canalizar tanto la escorrentía generada en el talud como la erosión y la emisión de sedimentos.Both specifications address the description of the construction units by separating excavations and drains. It is assumed that the runoff produced in the slope plane is managed by external drainage elements (gutters, downspouts, etc.). In no section is it mentioned how to manage runoff within the slope. On the contrary, in the sections in which the finishing works of the slopes are identified (slope refining) it is indicated textually: “consists of the operations necessary to achieve the geometric finish”. In other words, the concern at this point is purely morphological, directed by the operability of the machinery and the final aesthetics, and under a framework of unnatural geometries. It is indicated that these works will be carried out after the construction of drains and other works. In particular, emphasis is placed on "the removal of any soft, unsuitable or unstable material that cannot be adequately compacted, as well as filling the gaps." It also refers to how to proceed in the event of a detachment (filling in and returning to the initial situation). Therefore, it is assumed that the drainage systems are adequately dimensioned to capture and channel both the runoff generated on the slope and the erosion and the emission of sediments.
Por otro lado, en aquellos espacios puntuales en los que por su singularidad no se puede asumir la ocurrencia de desprendimientos, fenómenos erosivos o deposición de materiales, por el grave riesgo que supondría para la seguridad de las personas (por ejemplo en la embocadura de túneles, así como otros puntos concretos de la infraestructura), se procede a realizar tratamientos especiales de protección de taludes, normalmente mediante técnicas basadas en la contención. Es decir, actuando sobre los efectos negativos del proceso, y no en revertir sus causas. Entre estos tratamientos se puede destacar: gunitado (proyectar hormigón sobre la superficie del talud), bulones y drenajes de tipo profundo (realizados en perpendicular a la superficie del talud y hacia el interior del terreno), mallas metálicas, geotextiles, mallas tridimensionales, geoceldas (diferentes técnicas que cubren por completo la superficie del talud), entre otras. Todas estas técnicas, como se ha indicado, se aplican de forma puntual y extraordinaria, dado el enorme coste que conlleva su aplicación.On the other hand, in those specific spaces in which, due to their uniqueness, the occurrence of landslides, erosive phenomena or deposition of materials cannot be assumed, due to the serious risk that it would pose to the safety of people (for example, at the mouth of tunnels , as well as other specific points of the infrastructure), we proceed to carry out special slope protection treatments, normally using techniques based on containment. That is, acting on the negative effects of the process, and not reversing its causes. These treatments include: gunning (projecting concrete on the surface of the slope), bolts and deep-type drains (performed perpendicular to the surface of the slope and towards the interior of the terrain), metal meshes, geotextiles, three-dimensional meshes, geocells (different techniques that completely cover the surface of the slope), among others. All these techniques, as indicated, are applied in a timely and extraordinary way, given the enormous cost involved in their application.
En el campo de tratamiento de taludes, y como medida preventiva, se utilizan frecuentemente mallas de alambre de acero que se despliegan desde la parte superior del talud, de modo que guían los pequeños desprendimientos hacia las cunetas o áreas de captación en los laterales de la vía o zona a proteger. Este tipo de mallas también se utilizan en sistemas flexibles de estabilización y protección de taludes, combinadas con sistemas de anclaje a la zona estable del terreno. Existen, además, gran cantidad de variaciones a la hora de elaborar mallas de protección de taludes, en función del tipo de terreno. Por ejemplo, en la patente EP2264247B1 se describe una red, y el procedimiento para elaborarla, para su uso como georrejilla en aplicaciones geotécnicas. La patente ES2690731T3 protege una red geotextil sin costuras con estructura celular para la estabilización de suelos que se puede utilizar para reforzar pendientes, conos de terraplén, muros de contención en construcciones para el transporte o la ingeniería hidráulica, entre otros. El documento ES1071411U propone un recubrimiento protector para terrenos que comprende una capa de tejido de trama y urdido destinado a extenderse y fijarse sobre el terreno a proteger y unas tramas tubulares de fibras naturales que contienen semillas. El procedimiento está especialmente diseñado para terrenos áridos e incultos (desprovistos de cubierta vegetal), tales como taludes, terraplenes, desmontes, dunas o zonas aledañas a infraestructuras, afectadas por obras; todo ello para protegerlos de la erosión y facilitar el crecimiento de un manto vegetal.In the field of slope treatment, and as a preventive measure, frequently steel wire meshes that are deployed from the upper part of the slope, in such a way that they guide the small landslides towards the ditches or catchment areas on the sides of the road or area to be protected. This type of mesh is also used in flexible systems for stabilization and protection of slopes, combined with anchoring systems to the stable area of the ground. There are also a large number of variations when developing slope protection meshes, depending on the type of terrain. For example, patent EP2264247B1 describes a network, and the process for making it, for use as a georegrid in geotechnical applications. Patent ES2690731T3 protects a seamless geotextile network with a cellular structure for the stabilization of soils that can be used to reinforce slopes, embankment cones, retaining walls in construction for transportation or hydraulic engineering, among others. Document ES1071411U proposes a protective coating for soils comprising a layer of weft and warp fabric intended to extend and fix on the soil to be protected and tubular wefts of natural fibers containing seeds. The procedure is specially designed for arid and uncultivated lands (devoid of vegetation cover), such as slopes, embankments, clearings, dunes or areas surrounding infrastructures, affected by works; all this to protect them from erosion and facilitate the growth of a plant cover.
Por último, una vez finalizadas las nuevas superficies se procede a desarrollar técnicas de revegetación con dos objetivos fundamentales: producir la integración paisajística y minimizar la erosión. Estas técnicas se basan principalmente en enmiendas para intentar subsanar la inexistencia de suelo (extendidos de tierra vegetal o sustrato fértil, aportes de materia orgánica, nutrientes, etc.) e introducir propágulos (siembras) o individuos (plantaciones) de distintas especies vegetales, para formar una cubierta vegetal. Si existe erosión hídrica intensa, no se puede instalar la cubierta vegetal, debido a la pérdida de suelo, agua disponible para las plantas, nutrientes y semillas, y debido a la compactación del suelo, bien por pérdida del material superficial desagregado, bien por su ‘sellado’. La cobertura vegetal puede atenuar la erosión, pero si existe erosión intensa, no se puede desarrollar, dilema que no es capaz de solucionar adecuadamente las técnicas habituales de revegetación. Incrementar la calidad del micrositio, y por tanto su capacidad de acoger comunidades biológicas, se revela como una exitosa vía para favorecer la revegetación más eficiente (Mola, I., Jiménez, M.D., López-Jiménez, N., Casado, M.A., Balaguer L. 2011. Roadside reclamation outside the revegetation season: Management options under schedule pressure. Restoration Ecology 19: 83-92).Finally, once the new surfaces are finished, revegetation techniques are developed with two fundamental objectives: to produce landscape integration and to minimize erosion. These techniques are mainly based on amendments to try to correct the lack of soil (spreads of topsoil or fertile substrate, contributions of organic matter, nutrients, etc.) and introduce propagules (sowings) or individuals (plantations) of different plant species, to form a vegetation cover. If there is intense water erosion, the plant cover cannot be installed, due to the loss of soil, water available for plants, nutrients and seeds, and due to soil compaction, either due to the loss of disaggregated surface material, or due to its 'sealed'. Vegetation cover can attenuate erosion, but if there is intense erosion, it cannot develop, a dilemma that the usual revegetation techniques cannot adequately solve. Increasing the quality of the microsite, and therefore its ability to host biological communities, is revealed as a successful way to promote more efficient revegetation (Mola, I., Jiménez, MD, López-Jiménez, N., Casado, MA, Balaguer L. 2011. Roadside reclamation outside the revegetation season: Management options under schedule pressure. Restoration Ecology 19: 83-92).
Los contenidos de los pliegos referidos, aunque se trata de documentos de ámbito nacional español, no difieren mucho de los que se pueden encontrar en documentos similares de otras nacionalidades por lo que se refiere al aspecto concreto de control de la erosión dentro del plano del talud. Por ejemplo, en países como Australia, en los que hay técnicos certificados en control de erosión y en los que es necesaria la aprobación del plan de obras, tampoco tienen medidas específicas para el tratamiento o acabado de la superficie del talud. Pero son muy exigentes con la rápida revegetación del talud, hasta coberturas superiores al 50%. En caso de que llegue el periodo de lluvias, y si el talud no tiene una cobertura vegetal significativa, puede existir la obligación de cubrirlo en su totalidad con mantas y/o mallas que eviten la erosión. El control de la erosión, en este caso, presenta un enfoque muy marcado por la bioingeniería (mallas, redes, hidromulching, etc.).The contents of the referred specifications, although they are documents of a Spanish national scope, do not differ much from those that can be found in similar documents of other nationalities with regard to the specific aspect of erosion control within the plane of the slope. . For example, in countries like Australia, where there are certified erosion control technicians and where the approval of the works plan is necessary, they also do not have specific measures for the treatment or finishing of the slope surface. But they are very demanding with the rapid revegetation of the slope, up to coverage greater than 50%. In the event that the rainy season arrives, and if the slope does not have significant vegetation cover, there may be an obligation to cover it in its entirety with blankets and / or meshes that prevent erosion. Erosion control, in this case, has a highly bioengineered approach (meshes, nets, hydromulching, etc.).
A nivel internacional, ha sido muy común el uso de modelos de erosión del suelo (tipo USLE, Universal SoilLoss Equation, es decir, Ecuación Universal de Pérdida de Suelo) aplicados a taludes de infraestructuras lineales. Con ellos, el objetivo ha sido evaluar sus tasas de erosión que, en caso de ser elevadas, se abordaban desde la revegetación. Por ejemplo, Meyer y Romkens (Meyer, L.D., Romkens, J.M. 1976. Erosion and sediment control on reshaped land. In: Proceedings, Third Interagency Sediment Conference, PB-245-100, 2-75, 2-76, Water Resources Council, Washington DC), tras aplicar la USLE, proponen el uso de técnicas de acolchado (mulching), revegetación, construcción de balsas de sedimentación y modificación de la topografía general del talud (cóncavo, convexo...) para reducir la erosión hídrica. Seutloali y Beckedahl (Seutloali, K.E., Beckedahl, H.R. 2015. A Review Of Road-Related Soil Erosion: An Assessment Of Causes, Evaluation Techniques And Available Control Measures. Earth Sci. Res. J. vol.19 no.1) realizan una síntesis de los métodos usados para controlar la erosión en taludes de carretera, y concluyen que la vegetación ha sido y es la medida más ampliamente utilizada a nivel internacional.At an international level, the use of soil erosion models (type USLE, Universal SoilLoss Equation, that is, Universal Soil Loss Equation) applied to slopes of linear infrastructures has been very common. With them, the objective has been to evaluate their erosion rates, which, if high, were addressed from revegetation. For example, Meyer and Romkens (Meyer, LD, Romkens, JM 1976. Erosion and sediment control on reshaped land. In: Proceedings, Third Interagency Sediment Conference, PB-245-100, 2-75, 2-76, Water Resources Council , Washington DC), after applying the USLE, propose the use of mulching techniques , revegetation, construction of sedimentation basins and modification of the general topography of the slope (concave, convex ...) to reduce water erosion. Seutloali and Beckedahl (Seutloali, KE, Beckedahl, HR 2015. A Review Of Road-Related Soil Erosion: An Assessment Of Causes, Evaluation Techniques And Available Control Measures. Earth Sci. Res. J. vol.19 no.1) carry out a synthesis of the methods used to control erosion on road slopes, and conclude that vegetation has been and is the most widely used measure internationally.
Por otro lado, la emisión de sedimentos, especialmente intensa en los primeros eventos de lluvia tras la construcción de taludes, provoca que los sistemas de drenaje puedan verse colapsados con la deposición de los materiales erosionados (cunetas soterradas, drenes colmatados, etc.). En el caso de las infraestructuras lineales de transporte terrestre, este efecto es especialmente importante, dado que el espacio debe permitir la operación de la infraestructura, y el colapso de los sistemas de drenaje puede producir inundaciones y otras incidencias que atenten contra su funcionalidad (cortes de tráfico o disminución de capacidad) y los correspondientes costes asociados. A estas partidas económicas habría que sumar los costes de mantenimiento (limpieza de cunetas, desatranco de drenes, arquetas y otros elementos de drenaje) que pueden también ser muy elevados. En ambientes mediterráneos, en particular, se han establecido en torno a unos 3.000 € por kilómetro lineal para autopistas de última generación durante los 5-10 primeros años tras su construcción.On the other hand, the emission of sediments, especially intense in the first rainfall events after the construction of slopes, causes the drainage systems to collapse with the deposition of eroded materials (ditches underground, clogged drains, etc.). In the case of linear land transport infrastructures, this effect is especially important, since the space must allow the operation of the infrastructure, and the collapse of the drainage systems can cause floods and other incidents that threaten their functionality (cuts traffic or decrease in capacity) and the corresponding associated costs. To these economic items should be added the maintenance costs (cleaning of gutters, unblocking drains, manholes and other drainage elements) which can also be very high. In Mediterranean environments, in particular, around € 3,000 per linear kilometer have been established for state-of-the-art highways during the first 5-10 years after their construction.
En definitiva, los procedimientos convencionales actualmente aplicados para el acabado y mantenimiento de taludes artificiales se han revelado ineficaces para controlar los procesos erosivos superficiales que se desarrollan sobre los mismos y, por tanto, para minimizar el conjunto de efectos negativos ocasionados por la erosión hídrica de la superficie del talud.In short, the conventional procedures currently applied for the finishing and maintenance of artificial slopes have proven ineffective to control the superficial erosive processes that develop on them and, therefore, to minimize the set of negative effects caused by the water erosion of the surface of the slope.
EXPLICACIÓN DE LA INVENCIÓNEXPLANATION OF THE INVENTION
Apero y método para la descompactación de la superficie de taludes.Implement and method for the decompression of the surface of slopes.
Para favorecer la estabilidad del suelo frente a la erosión hídrica y facilitar los procesos de revegetación, se presenta un apero para realizar operaciones mecánicas de descompactación de la superficie de los taludes. El apero está diseñado para poder ser instalado en modelos estándar de maquinaria de obra civil convencional, siendo necesario tan sólo adaptar el aplique de conexión en cada caso.To favor the stability of the soil against water erosion and facilitate the revegetation processes, an implement is presented to carry out mechanical decompaction operations on the surface of the slopes. The implement is designed to be installed in standard models of conventional civil engineering machinery, being only necessary to adapt the connection fixture in each case.
En la presente memoria descriptiva, entendemos por taludes los planos inclinados generados de forma artificial por actividades que implican movimientos de tierras (Obra Civil, Edificación, Minería, etc.). Estos pueden ser por excavación, denominados desmontes, o por acumulación y compactación de materiales, denominados terraplenes.In this descriptive report, slopes are understood to be inclined planes generated artificially by activities that involve earthworks (Civil Works, Building, Mining, etc.). These can be by excavation, called clearings, or by accumulation and compaction of materials, called embankments.
Un aspecto de la presente invención se refiere a un apero que incluye un rodillo dispuesto a modo de eje central, del que salen de forma radial una serie de púas o agujas. Cada par de púas están construidas a partir de una barra diametral que atraviesa el eje central de rotación y sobresale a ambos lados de este, formando dos púas opuestas que tienen igual longitud, por lo que la denominamos barra diametral simétrica. Alternativamente, cada púa puede estar constituida por una barra radial que se introduce en el rodillo en una longitud suficiente como para que quede bien sujeta. En esta memoria descriptiva, se denomina púa a la parte de la barra diametral o de la barra radial que sobresale del rodillo. Las púas sobresalen de la superficie del rodillo perpendicularmente al diámetro del mismo y se distribuyen alrededor del rodillo de tal manera que al rodar sobre el terreno producen un patrón espacial de impactos sobre la superficie del terreno, lo más irregular y aleatorio posible. En la superficie del rodillo, se practican orificios por los que se insertan las barras radiales o las barras diametrales simétricas. En este segundo caso, las barras diametrales simétricas atraviesan el rodillo diametralmente, generando dos púas, una púa a cada lado del rodillo. La disposición de las barras radiales y de las barras diametrales simétricas puede ser totalmente aleatoria o bien puede ceñirse a algún patrón. Por ejemplo, utilizando barras diametrales simétricas y tomando como referencia la circunferencia que delimita la superficie del rodillo, las púas pueden sobresalir cada 45°, es decir, siendo 0° la vertical, se insertaría una barra diametral simétricas a 0°, otra a 45°, otra a 90° y otra a 135°, lo que generaría púas a 0°, 45°, 90°, 135°, 180°, 225°, 270° y 315°, evitando, preferentemente, repetir el mismo ángulo en púas consecutivas.One aspect of the present invention relates to an implement that includes a roller arranged as a central axis, from which a series of prongs or needles emerge radially. Each pair of tines are built from a diametrical bar that crosses the central axis of rotation and protrudes on both sides of it, forming two opposite tines that are equal in length, which is why we call it a symmetrical diametrical bar. Alternatively, each prong may be made up of a radial bar that is inserted into the roller for a sufficient length to be securely held. In this specification, the part of the diametrical bar or radial bar that projects from the roller is called a barb. The tines protrude from the surface of the roller perpendicular to its diameter and are distributed around the roller in such a way that when rolling on the ground they produce a spatial pattern of impacts on the ground surface, as irregular and random as possible. Holes are made in the surface of the roller through which radial bars or symmetrical diametrical bars are inserted. In this second case, the symmetrical diametrical bars cross the roller diametrically, generating two pins, one pin on each side of the roller. The arrangement of the radial bars and symmetrical diametrical bars can be totally random or can follow some pattern. For example, using symmetrical diametrical bars and taking as a reference the circumference that delimits the surface of the roller, the tines can protrude every 45 °, that is, being 0 ° the vertical, a symmetrical diametric bar would be inserted at 0 °, another at 45 °, another at 90 ° and another at 135 °, which would generate spikes at 0 °, 45 °, 90 °, 135 °, 180 °, 225 °, 270 ° and 315 °, preferably avoiding repeating the same angle in consecutive barbs.
La presente invención incluye los medios y elementos necesarios para mantener las barras que forman las púas sujetas en su posición. Por ejemplo, en el caso de las barras diametrales simétricas pueden tener dos taladros, dispuestos a cada lado del diámetro exterior del rodillo, junto a la superficie del mismo, para insertar en ellos pasadores o pernos con los que sujetar la barra al rodillo. En el caso de las barras radiales, se pueden utilizar otros elementos de sujeción al rodillo, como pueden ser las roscas. Una opción intermedia son las barras diametrales asimétricas que, por un lado, sobresalen del rodillo, formando la correspondiente púa, y, por el extremo opuesto, tienen la longitud necesaria para poder sujetarlas al rodillo, mediante elementos adecuados para ello. Por ejemplo, pueden practicarse taladros que queden situados junto a la superficie del rodillo, en los que se insertarán pasadores o pernos. Otra opción es generar un engrosamiento del material de la barra asimétrica en el extremo que no genera una púa, engrosamiento del tipo de las cabezas de los tornillos o tipo chincheta, que hace de tope, y, en el extremo opuesto, sujetar la barra diametral asimétrica mediante los taladros y pasadores necesarios.The present invention includes the means and elements necessary to keep the bars that form the clamped prongs in position. For example, in the case of symmetrical diametrical bars, they can have two holes, arranged on each side of the outer diameter of the roller, next to the surface of the roller, to insert pins or bolts therein to hold the bar to the roller. In the case of radial bars, other elements can be used to hold the roller, such as threads. An intermediate option is the asymmetric diametrical bars that, on the one hand, protrude from the roller, forming the corresponding barb, and, on the opposite end, have the necessary length to be able to hold them to the roller, using suitable elements for this. For example, holes may be drilled adjacent to the surface of the roller, into which pins or bolts will be inserted. Another option is to generate a thickening of the material of the asymmetric bar at the end that does not generate a spike, thickening of the type of the heads of the screws or type thumbtack, which acts as a stop, and, at the opposite end, hold the asymmetric diametrical bar using the necessary holes and pins.
De esta manera, las barras se pueden quitar en caso de necesitar sustituir las púas, ya sea por su deterioro o para cambiarlas por otras de distinta longitud. Las púas tienen, preferentemente, una longitud de entre 20 y 45 cm y un diámetro de entre 20 y 35 mm. El extremo de cada púa se encuentra tallado en forma de cincel con la punta plana, cónica o piramidal, que puede tener entre 2 y 3 cm de longitud.In this way, the bars can be removed if the tines need to be replaced, either due to their deterioration or to change them for others of different lengths. The prongs preferably have a length of between 20 and 45 cm and a diameter of between 20 and 35 mm. The end of each pick is carved in the shape of a chisel with a flat, conical or pyramidal point, which can be between 2 and 3 cm in length.
A lo largo de la longitud del rodillo, el número de orificios que se practiquen para insertar en ellos barras radiales, barras diametrales simétricas, o barras diametrales asimétricas puede ser variable. Pueden practicarse, por ejemplo cada 50, 100, 120 mm o a cualquier otra distancia. En el caso de las barras radiales, se pueden insertar varias barras a la misma distancia de uno de los extremos del rodillo, pero a distancias angulares de entre 90° y 270°. Además, a la hora de preparar el apero para su utilización, pueden incluirse barras radiales, barras diametrales simétricas o barras diametrales asimétricas en todos los orificios presentes en el rodillo, o bien, puede seleccionarse un número y una distribución determinada de barras que den lugar a la pauta de púas deseada.Along the length of the roll, the number of holes made to insert radial bars, symmetrical diametrical bars, or asymmetric diametrical bars therein can be variable. They can be practiced, for example every 50, 100, 120 mm or at any other distance. In the case of radial bars, several bars can be inserted at the same distance from one end of the roll, but at angular distances between 90 ° and 270 °. In addition, when preparing the implement for use, radial bars, symmetrical diametrical bars or asymmetric diametrical bars can be included in all the holes present in the roller, or a number and a specific distribution of bars can be selected that give rise to to the desired tine pattern.
Preferentemente, el rodillo se elabora con metales templados o aleaciones metálicas (incluyendo acero), con un diámetro de entre 100 y 200 mm y una longitud de hasta 2 m. Las barras que forman las púas también son, preferentemente, de metal o aleaciones metálicas, formando estructuras resistentes.Preferably, the roll is made of tempered metals or metal alloys (including steel), with a diameter of between 100 and 200 mm and a length of up to 2 m. The bars that form the prongs are also preferably made of metal or metal alloys, forming resistant structures.
El apero también incluye los elementos necesarios para poder acoplarlo a un brazo articulado de maquinaria de obra civil del tipo retroexcavadora o grúa hidraúlica articulada Pathfinder, o bien a maquinaria agrícola. Preferentemente, estos elementos se refieren a una horquilla en forma de Y en la que el eje del rodillo queda instalado en sendos rodamientos, instalados en los brazos laterales de la horquilla, de tal manera que el apero puede rotar libremente, sin tracción mecánica alguna. La Y de la horquilla puede adoptar diversas formas: hemioctogonal, hemirectangular, semicircular o cualquier forma que proporcione dos puntos de apoyo para el rodillo y que permita la libre rotación del mismo. The implement also includes the necessary elements to be able to couple it to an articulated arm of civil engineering machinery such as the backhoe loader or Pathfinder articulated hydraulic crane, or to agricultural machinery. Preferably, these elements refer to a Y-shaped fork in which the axis of the roller is installed in separate bearings, installed in the lateral arms of the fork, in such a way that the implement can rotate freely, without any mechanical traction. The Y of the fork can take various forms: hemioctogonal, hemirectangular, semicircular or any shape that provides two support points for the roller and allows free rotation of the roller.
El apero permite realizar labores de descompactación del suelo o sustrato, distribuidas espacialmente de forma no continua (en mosaico) sobre la superficie del espacio a tratar. Debido a las fuertes pendientes que pueden resultar al crearse nuevas superficies del terreno por actividades humanas, generalmente superiores a 30°, podría pensarse que un tratamiento de descompactación que se aplicara de forma continua sobre toda la superficie del talud, podría ocasionar un aumento crítico de su inestabilidad, por la pérdida de cohesión en la capa superficial del suelo. Sin embargo, el tratamiento de descompactación puntual y en mosaico que se consigue con la utilización de este apero incrementa la estabilidad del talud según aumenta su heterogeneidad física.The implement allows to perform decompaction work of the soil or substrate, spatially distributed in a non-continuous way (in mosaic) on the surface of the space to be treated. Due to the steep slopes that can result when new terrain surfaces are created by human activities, generally greater than 30 °, it could be thought that a de-compaction treatment applied continuously over the entire slope surface could cause a critical increase in its instability, due to the loss of cohesion in the surface layer of the soil. However, the specific and mosaic decompression treatment that is achieved with the use of this implement increases the stability of the slope as its physical heterogeneity increases.
Otro aspecto de la invención se refiere a un método de descompactación de la superficie de un talud que incluye la realización de roturas puntuales, aisladas, de la costra superficial del suelo, creando microdepresiones caracterizadas por presentar una pequeño hoyo central, de plano ovoide y laterales ligeramente elevados, a modo de ’microcráteres’, afectando a una superficie variable de entre 25 y 50 cm2. Dichas roturas puntuales de la costra superficial del suelo se distribuyen espacialmente sobre el plano del talud, de forma aislada y discontinua, y en forma de mosaico.Another aspect of the invention refers to a method of decompressing the surface of a slope that includes the realization of isolated punctual breaks in the surface crust of the soil, creating microdepressions characterized by presenting a small central hole, ovoid plane and lateral slightly elevated, like 'microcraters', affecting a variable surface of between 25 and 50 cm2. Said punctual breaks in the surface crust of the soil are spatially distributed on the slope plane, in an isolated and discontinuous manner, and in the form of a mosaic.
Para llevar a cabo las roturas puntuales y discontinuas de la superficie del terreno, un aspecto de la invención se refiere al método de descompactación de la superficie de un talud que incluye la utilización de un apero como el descrito en esta memoria descriptiva, acoplado al brazo articulado de una máquina de obra civil del tipo retroexcavadora o grúa hidráulica articulada Pathfinder, o bien a maquinaria agrícola, haciéndolo rodar sobre la superficie del talud de manera que las púas se claven en la superficie del talud hasta una profundidad media de 5 a 10 cm.To carry out punctual and discontinuous breaks in the surface of the ground, one aspect of the invention refers to the method of decompressing the surface of a slope that includes the use of an implement such as that described in this specification, coupled to the arm. articulated from a civil engineering machine such as backhoe or articulated hydraulic Pathfinder crane, or to agricultural machinery, by rolling it on the surface of the slope so that the tines are driven into the surface of the slope to an average depth of 5 to 10 cm .
Este método está preferentemente indicado para sustratos litológicos que, si bien pueden estar ligeramente consolidados o cementados, no sean rocas duras. Ejemplos de sustratos para los que está indicado son: gravas, arenas, limos y arcillas ligeramente consolidadas o cementadas; arcosas; lutitas; yesos; margas; distintos tipos de derrubios de ladera; regolitos y suelos (edáficos) de todo tipo. Ejemplos de sustratos rocosos para los que no está indicado son: todo tipo de rocas ígneas y metamórficas que no estén meteorizadas (por ejemplo: basaltos, granitos, gneises, esquistos, pizarras o cuarcitas) y rocas sedimentarias altamente litificadas (calizas o dolomías, entre otras).This method is preferably indicated for lithological substrates that, although they may be slightly consolidated or cemented, are not hard rocks. Examples of substrates for which it is indicated are: gravel, sand, silt and lightly consolidated or cemented clays; arches; shales; plasters; marls; different types of slope debris; regoliths and soils (edaphic) of all kinds. Examples of rocky substrates for which it is not indicated are: all types of igneous and metamorphic rocks that are not weathered (for example: basalts, granites, gneisses, schists, shales or quartzites) and highly lithified sedimentary rocks (limestone or dolomites, among others).
A su vez, este tratamiento tiene efectos sobre la fertilidad física del talud, que incluyen: a) la rotura de la costra superficial del suelo, que aumenta la permeabilidad y la infiltración, y con ello la disponibilidad de agua para las plantas; b) la creación de un mosaico de ‘microsumideros’ de escorrentía, que reduce las pérdidas de agua y la erosión; c) el aumento de la rugosidad superficial, que reduce la tasa y velocidad de transporte de materia (agua, partículas de suelo, nutrientes, semillas); y d) la generación de microrrugosidades que actúan como trampas de captación de semillas y nutrientes (como materia orgánica en forma de hojarasca, por ejemplo).In turn, this treatment has effects on the physical fertility of the slope, which include: a) the breaking of the surface crust of the soil, which increases permeability and infiltration, and thus the availability of water for the plants; b) the creation of a mosaic of runoff 'micro-drains', which reduces water losses and erosion; c) increased surface roughness, which reduces the rate and speed of matter transport (water, soil particles, nutrients, seeds); and d) the generation of micro-roughness that act as traps for capturing seeds and nutrients (such as organic matter in the form of litter, for example).
El apero puede ser utilizado tanto en la fase de acabado, es decir durante la construcción del terreno del talud, como en operaciones de mantenimiento del mismo, durante la fase de explotación/operación. En estas últimas, el apero va a permitir realizar tratamientos de descompactación en mosaico de la capa superficial de suelo, minimizando los daños sobre la vegetación preexistente. A diferencia de otras labores de descompactación de tipo agrícola, que remueven la capa superficial del suelo, con este apero, la descompactación se aplica de forma puntual y distribuida de forma discontinua sobre el talud. Ello minimiza el impacto que podría producir esa operación sobre la vegetación existente en el talud. Por otro lado, el propio diseño del apero, que hace que el rodillo central siempre esté elevado sobre el suelo, a una altura mínima de 15 cm, reduce los daños sobre la cubierta vegetal preexistente.The implement can be used both in the finishing phase, that is, during the construction of the slope land, and in maintenance operations, during the exploitation / operation phase. In the latter, the implement will allow for mosaic decompaction treatments of the surface layer of soil, minimizing damage to the pre-existing vegetation. Unlike other agricultural decompaction tasks, which remove the surface layer of the soil, with this implement, decompaction is applied in a punctual way and distributed discontinuously on the slope. This minimizes the impact that this operation could produce on the existing vegetation on the slope. On the other hand, the design of the implement itself, which means that the central roller is always raised above the ground, at a minimum height of 15 cm, reduces damage to the existing vegetation cover.
Los efectos del uso del apero sobre la densidad final de microdepresiones que quede sobre la superficie del talud, va a depender de diversos factores, tales como son la naturaleza del material litológico que lo constituye, textura, presencia de gravas, compactación, rugosidad inicial de la superficie; o de las condiciones de aplicación del tratamiento, como la humedad en el suelo, del número y dirección de los pases que se apliquen, etc.; también de las características físicas y dimensiones concretas del modelo de apero utilizado.The effects of the use of the implement on the final density of microdepressions that remain on the surface of the slope, will depend on various factors, such as the nature of the lithological material that constitutes it, texture, presence of gravel, compaction, initial roughness of the surface; or the conditions of application of the treatment, such as the humidity in the soil, the number and direction of the passes that are applied, etc .; also of the physical characteristics and specific dimensions of the implement model used.
BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOSBRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS
Para complementar la descripción que se está realizando y con objeto de ayudar a una mejor comprensión de las características de la invención, se acompaña como parteTo complement the description that is being made and in order to help a better understanding of the characteristics of the invention, it is attached as part
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integrante de dicha descripción un juego de dibujos en donde, con carácter ilustrativo y no limitativo, se ha representado lo siguiente:An integral part of said description is a set of drawings where, by way of illustration and not limitation, the following has been represented:
Figura 1. Vista esquemática con una posible realización del apero. Figure 1. Schematic view with a possible implementation of the implement.
Figura 2. Vista esquemática de una posible realización del rodillo (1) y sección longitudinal. Figure 2. Schematic view of a possible embodiment of the roller (1) and longitudinal section.
Figura 3. Vista lateral esquemática de una posible realización del apero. Figure 3. Schematic side view of a possible implementation of the implement.
Figura 4. Esquema de tipos de barra y sujeciones. Figure 4. Diagram of types of bar and fasteners.
A. Barra radial (6), sujeta al rodillo (1) mediante rosca.A. Radial bar (6), fastened to the roller (1) by thread.
B. Barra diametral asimétrica (7) con sujeción al rodillo (1) mediante taladro para pasadores en el extremo que genera la púa y engrasamiento del extremo opuesto. C. Barra diametral asimétrica (7) con sujeción al rodillo (1) mediante taladros para pasadores.B. Asymmetric diametrical bar (7) secured to the roller (1) by means of a hole for pins in the end that generates the barb and greasing of the opposite end. C. Asymmetric diametrical bar (7) secured to the roller (1) by holes for pins.
D. Barra diametral simétrica (8) con sujeción al rodillo (1) mediante taladros para pasadores.D. Symmetrical diametrical bar (8) secured to the roller (1) by means of holes for pins.
Figura 5. Aspecto del apero construido según el ejemplo 1, listo para montar sobre la maquinaria que permitirá su aplicación sobre la superficie del talud. Figure 5. Appearance of the implement built according to example 1, ready to mount on the machinery that will allow its application on the surface of the slope.
Figura 6. Aplicación del apero en un talud. Figure 6. Implement application on a slope.
Figura 7. Densidad media de microdepresiones generadas por los aperos de los ejemplos 9-12. Figure 7. Average density of microdepressions generated by the implements of Examples 9-12.
A continuación se proporciona una lista de los distintos elementos representados en las figuras que integran la invención:Below is a list of the different elements represented in the figures that make up the invention:
1 = rodillo1 = roller
2 = púa2 = barb
3 = rodamiento3 = bearing
4 = horquilla4 = hairpin
41 = brazos laterales de la horquilla (4)41 = fork side arms (4)
5 = orificio del rodillo (1) 5 = roller hole (1)
6 = barra radial6 = radial bar
7 = barra diametral asimétrica7 = asymmetric diametrical bar
8 = barra diametral simétrica8 = symmetrical diametrical bar
REALIZACIÓN PREFERENTE DE LA INVENCIÓNPREFERRED EMBODIMENT OF THE INVENTION
La presente invención se ilustra mediante los siguientes ejemplos, que no pretenden ser limitativos de su alcance.The present invention is illustrated by the following examples, which are not intended to be limiting of its scope.
Ejemplo 1.Example 1.
Se construyó un rodillo (1) de tubo hueco de acero 4140 (acero de baja aleación de la serie Cr-Mo -cromo molibdeno-), 1000 mm de longitud y diámetros exterior e interior de 130 y 109 mm, respectivamente. En el rodillo (1) se practicaron una serie de orificios (5) de 20 mm de diámetro (figura 2) en los que se insertaron, perpendicularmente a su eje, 19 barras diametrales simétricas (8) para dar lugar a 38 púas (2) de 30 cm de longitud y 20 mm de diámetro cada una, elaboradas con acero templado. Como se aprecia en la figura 1, las 38 púas (2) se hicieron a partir de 19 barras diametrales que atraviesan el eje central de rotación y sobresalen a ambos lados del mismo (figura 4D), formando cada barra diametral simétricas (8) dos púas (2) opuestas de igual longitud. La distancia entre púas a lo largo de la longitud del rodillo (1) se estableció en 53 mm. El extremo de cada punta se rebajó en forma de cincel plano de 2,5 cm de longitud. Para fijar las barras diametrales simétricas (8), y poder cambiarlas por otras en caso de necesidad, se practicaron en ellas sendos taladros a 65,5 mm del centro de cada barra, a través de los cuales se insertaron sendos pasadores.A hollow tube roller (1) was made of 4140 steel (low-alloy steel of the Cr-Mo -chromium molybdenum- series), 1000 mm in length and outside and inside diameters of 130 and 109 mm, respectively. In the roller (1) a series of holes (5) of 20 mm diameter were made (figure 2) in which 19 symmetrical diametrical bars (8) were inserted, perpendicular to its axis, to give rise to 38 pins (2 ) 30 cm long and 20 mm in diameter each, made of tempered steel. As can be seen in figure 1, the 38 tines (2) were made from 19 diametrical bars that cross the central axis of rotation and protrude on both sides of it (figure 4D), each symmetrical diametrical bar (8) forming two opposite barbs (2) of equal length. The tine spacing along the length of the roller (1) was set at 53 mm. The end of each point was lowered into a 2.5 cm long flat chisel. To fix the symmetrical diametrical bars (8), and to be able to change them for others if necessary, two holes were made in them at 65.5 mm from the center of each bar, through which two pins were inserted.
En el diseño del apero, los ángulos de incisión, a lo largo del rodillo (1), de las 19 barras diametrales simétricas (8), y los correspondientes pares de púas, se distribuyeron de forma aleatoria considerando 4 orientaciones posibles: 0°, 45°, 90° y 135°. Se evitaron direcciones iguales en púas consecutivas. En la figura 3 se aprecia cómo las púas (2) salen de forma radial del rodillo (1). La distribución de las 19 barras diametrales simétricas (8) a lo largo del eje quedó como se refleja en la siguiente secuencia en la que, de extremo izquierdo a extremo derecho del rodillo (1), se indican los ángulos de incisión de las barras diametrales simétricas (8) sobre el propio rodillo (1). Los primeros 8 valores constituyen un módulo que se repite hacia la derecha. La orientación de 0° corresponde a la dirección vertical que atraviesa el rodillo (1) desde los 0° a los 180° de su circunferencia:In the implement design, the incision angles, along the roller (1), of the 19 symmetrical diametrical bars (8), and the corresponding pairs of tines, were randomly distributed considering 4 possible orientations: 0 °, 45 °, 90 ° and 135 °. Equal directions on consecutive spikes were avoided. Figure 3 shows how the prongs (2) come out radially from the roller (1). The distribution of the 19 symmetric diametrical bars (8) along the axis was as reflected in the following sequence in which, from the extreme left to the extreme right of the roller (1), the incision angles of the diametrical bars are indicated symmetrical (8) on the roller (1) itself. The first 8 values constitute a modulus that repeats to the right. The 0 ° orientation corresponds to the vertical direction through the roller (1) from 0 ° to 180 ° of its circumference:
0° 135° 45° 0° 90° 45° 135° 90° 0° 135° 45°0 ° 135 ° 45 ° 0 ° 90 ° 45 ° 135 ° 90 ° 0 ° 135 ° 45 °
0° 90° 45° 135° 90° 0° 135° 45°0 ° 90 ° 45 ° 135 ° 90 ° 0 ° 135 ° 45 °
Se fabricó también una horquilla (4) en hierro templado, de 10 mm de espesor. En los extremos del rodillo (1) se soldaron dos piezas que servían como tapa y eje para los rodamientos (3) que, una vez montados en el rodillo (1), se fijaron a los brazos laterales (41) de la horquilla (4). El resultado puede apreciarse en la figura 5.A fork (4) was also manufactured in tempered iron, 10 mm thick. Two pieces were welded to the ends of the roller (1) that served as cover and shaft for the bearings (3) which, once mounted on the roller (1), were fixed to the lateral arms (41) of the fork (4 ). The result can be seen in figure 5.
Ejemplo 2.Example 2.
Se realizó un apero como el descrito en el ejemplo 1 pero, en este caso, la longitud de las púas (2) fue de 20 cm, su diámetro de 25 mm y la distancia entre ellas de 42 mm; además se insertaron 24 barras diametrales simétricas (8) y sus correspondientes 48 púas. Por otro lado, el rodillo (1) se hizo con un diámetro exterior de 150 mm. En este caso, los elementos empleados fueron de acero. La secuencia de las barras diametrales simétricas (8), de extremo izquierdo a extremo derecho del rodillo, se indican mediante los ángulos de incisión de las barras diametrales simétricas (8) sobre el propio rodillo (1) y, en este ejemplo, fue la siguiente secuencia repetida cuatro veces:An implement was made as described in example 1 but, in this case, the length of the tines (2) was 20 cm, their diameter was 25 mm and the distance between them was 42 mm; in addition, 24 symmetrical diametrical bars (8) and their corresponding 48 barbs were inserted. On the other hand, the roller (1) was made with an outer diameter of 150mm. In this case, the elements used were made of steel. The sequence of the symmetrical diametrical bars (8), from the left end to the right end of the roller, is indicated by the incision angles of the symmetrical diametric bars (8) on the roller (1) itself and, in this example, it was the following sequence repeated four times:
0° 30° 60° 90° 120° 150°0 ° 30 ° 60 ° 90 ° 120 ° 150 °
Ejemplo 3.Example 3.
Se realizó un apero como el descrito en el ejemplo 1 pero, en este caso, el diámetro externo del rodillo (1) fue de 200 mm y su longitud de 1200 mm; la longitud de las púas (2) fue de 25 cm con un diámetro de 35 mm y la distancia entre ellas de 63 mm. En este ejemplo, se insertaron en el rodillo 38 barras radiales (6) de una longitud total de 28 cm en las que se practicó una rosca en el extremo sin punta para fijarlas al rodillo (1) (figura 4A) y dar lugar así a 38 púas (2) de 25 cm. Para que las barras radiales (6) dieran lugar a las 38 púas (2) en las mismas posiciones que las barras diametrales simétricas (8) del ejemplo 1, se siguió la siguiente secuencia, en la que cada pareja de barras radiales está situada a la misma distancia de los extremos del rodillo:An implement was made as described in Example 1 but, in this case, the external diameter of the roller (1) was 200 mm and its length 1200 mm; the length of the tines (2) was 25 cm with a diameter of 35 mm and the distance between them was 63 mm. In this example, 38 radial bars (6) of a total length of 28 cm were inserted into the roller in which a thread was made at the blunt end to fix them to the roller (1) (Figure 4A) and thus give rise to 38 picks (2) of 25 cm. For the radial bars (6) to give rise to the 38 tines (2) in the same positions as the symmetrical diametric bars (8) of example 1, the following sequence was followed, in which each pair of radial bars is located at the same distance from the ends of the roller:
0° 180° 135° 315° 45° 225° 0° 180° 90° 270° 45° 225° 135° 315° 90° 270° 0° 180° 135° 315° 45° 225° 0° 180°0 ° 180 ° 135 ° 315 ° 45 ° 225 ° 0 ° 180 ° 90 ° 270 ° 45 ° 225 ° 135 ° 315 ° 90 ° 270 ° 0 ° 180 ° 135 ° 315 ° 45 ° 225 ° 0 ° 180 °
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90° 270° 45°225° 135° 315° 90° 270° 0° 180° 135° 315° 45° 225°90 ° 270 ° 45 ° 225 ° 135 ° 315 ° 90 ° 270 ° 0 ° 180 ° 135 ° 315 ° 45 ° 225 °
Ejemplo 4.Example 4.
Se realizó un apero como el descrito en el ejemplo 1, con un diámetro externo del rodillo (1) de 200 mm y una longitud de 1200 mm; con un total de 48 púas (2) de 20 cm de longitud y 30 mm de diámetro, colocadas a 50 mm de distancia a lo largo del rodillo (1). Su distribución siguió la misma secuencia que en el ejemplo 2.An implement was made as described in Example 1, with an external diameter of the roller (1) of 200 mm and a length of 1200 mm; with a total of 48 tines (2) of 20 cm long and 30 mm in diameter, placed 50 mm apart along the roller (1). Its distribution followed the same sequence as in example 2.
Ejemplo 5.Example 5.
Se realizó un apero como el descrito en el ejemplo 1. En este caso, se utilizaron barras diametrales asimétricas (7) con el extremo de sujeción engrosado a modo de cabeza de tornillo (figura 4B) y un taladro en el lado opuesto con respecto al diámetro del rodillo (1) para reforzar la sujeción de la barra diametral asimétrica (7). Se insertaron 19 barras diametrales asimétricas (7) con las que obtener 19 púas (2) con la siguiente distribución:An implement was made as described in example 1. In this case, asymmetric diametrical bars (7) were used with the thickened clamping end as a screw head (figure 4B) and a hole on the opposite side with respect to the diameter of the roller (1) to reinforce the hold of the asymmetric diametrical bar (7). 19 asymmetric diametric bars (7) were inserted with which to obtain 19 barbs (2) with the following distribution:
0° 60° 120° 180° 240° 300°0 ° 60 ° 120 ° 180 ° 240 ° 300 °
repitiendo este patrón hasta completar las 19 posicionesrepeating this pattern until all 19 positions are completed
Ejemplos 6-9.Examples 6-9.
Se utilizaron los aperos descritos en los ejemplos 1-4, acoplados a una retroexcavadora, para descompactar la superficie de una banda de talud de 1 o 1,2 metros de anchura. Una vez que el apero estuvo instalado en el extremo final de una grúa hidráulica articulada palfinger, como se aprecia en la figura 6, con el movimiento de esta grúa se provocó que el apero rodara por la superficie de un talud, de arriba hacia abajo, o de un lado a otro, forzando a que las púas (2) se clavaran en la superficie del talud hasta profundidades medias de 5 a 10 cm. De este modo, durante la rodadura del apero se fueron creando pequeños movimientos de tierra, localizados en los puntos de inserción de las púas (2), que denominamos microdepresiones.The implements described in Examples 1-4, attached to a backhoe, were used to de-compact the surface of a 1 or 1.2 meter wide slope strip. Once the implement was installed at the end of a palfinger articulated hydraulic crane, as shown in figure 6, the movement of this crane caused the implement to roll across the surface of a slope, from top to bottom, or from one side to the other, forcing the prongs (2) to dig into the surface of the slope to average depths of 5 to 10 cm. In this way, during the rolling of the implement, small earth movements were created, located at the insertion points of the tines (2), which we call microdepressions.
La acción de las púas (2) generó, sobre la superficie del talud, una serie de pequeñas zonas aisladas, en las que se rompió la costra superficial del suelo, se descompactó la capa superficial hasta la profundidad de inserción de la púa (2) y, localmente, se generó un nuevo microrrelieve. En el entorno de los puntos de inserción de las púas (2) se creó una microtopografía caracterizada por presentar una depresión central de plano ovoide, alargada en la dirección de rodadura del apero, y laterales ligeramente elevados, a modo de ’microcráteres’ de muy pequeño diámetro, afectando a una superficie variable de entre 25 y 50 cm2.The action of the tines (2) generated, on the surface of the slope, a series of small isolated areas, in which the superficial crust of the soil was broken, the surface layer was decompressed until the depth of insertion of the tine (2) and, locally, a new microrelief was generated. In the vicinity of the tine insertion points (2) a microtopography was created characterized by presenting a central depression with an ovoid plane, elongated in the rolling direction of the implement, and slightly raised sides, like very small diameter 'microcraters', affecting a variable surface of between 25 and 50 cm2.
Al finalizar la intervención, las pequeñas zonas de suelo modificado quedaron espacialmente distribuidas sobre la superficie del talud de forma aislada y discontinua, y cuasi aleatoria. La densidad final de estas pequeñas zonas dependió de la configuración concreta del apero utilizado, según los distintos aperos descritos en los ejemplos 1-4, en cuanto al número total de púas (2), a su distribución y a su separación; pero también en función del número de pases de aplicación del apero y de la/s dirección/es con las que se realizaron las operaciones sobre el talud. En la Tabla 1 se indican las características de cada apero y los resultados obtenidos con un único pase del apero sobre el terreno.At the end of the intervention, the small areas of modified soil were spatially distributed over the surface of the slope in an isolated and discontinuous, and quasi-random manner. The final density of these small areas depended on the specific configuration of the implement used, according to the different implements described in examples 1-4, in terms of the total number of tines (2), their distribution and their separation; but also depending on the number of implementation passes of the implement and the direction (s) with which the operations on the slope were carried out. Table 1 shows the characteristics of each implement and the results obtained with a single pass of the implement on the ground.
Tabla 1. Características de cada apero según los ejemplos 1-4 y sus efectos sobre un talud realizando un único pase, aplicación o pasada del mismo, según los ejemplos 6-9. Table 1. Characteristics of each implement according to examples 1-4 and their effects on a slope by performing a single pass, application or pass, according to examples 6-9.
Radio de giro efectivo del apero = 14 diámetro del rodillo longitud púas - profundidad media microdepresiones.Implement Effective Turning Radius = 14 Roller Diameter Tine Length - Medium Depth Microdepressions.
Ejemplo 10-13.Example 10-13.
Se utilizaron cuatro aperos con la misma distribución y dimensiones de las púas (2) que en los aperos de los ejemplos 1-4, en los que el rodillo (1) presentaba un diámetro de 15 cm, una longitud de 180 cm y, a lo largo de la longitud del rodillo, las púas (2) estaban fijadas a 4, 5, 6 y 7 cm de distancia, respectivamente. Con cada uno de estosFour implements were used with the same distribution and dimensions of the tines (2) as in the implements of Examples 1-4, in which the roller (1) had a diameter of 15 cm, a length of 180 cm and, Along the length of the roller, the prongs (2) were set 4, 5, 6 and 7 cm apart, respectively. With each of these
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cuatro aperos acoplados al brazo articulado de una retroexcavadora, se descompactó la superficie de una banda de talud de 1,8 metros de anchura, siguiendo los mismos pasos que los descritos en los ejemplos 6-9. En la figura 7 se representa la relación entre la densidad de microdepresiones, en función de la longitud efectiva de las púas (2) en el apero, y las distancias (d) entre púas (2) sobre el rodillo (1). En esta figura, la longitud efectiva de las púas (2) en metros (m) se refiere a la suma de la longitud de la púa (2) más 1/2 del diámetro del rodillo (1) y menos la profundidad media de incisión de la púa en el suelo (7,5 cm); Núm/m2 se refiere al número de microdepresiones por metro cuadrado y por pase. Como se ha indicado en los ejemplos 6-9, la superficie de cada microdepresión osciló entre los 25-50 cm2 (Tabla 1), por lo tanto, la superficie descompactada por el apero en cada pase osciló entre el 3,5-15% del total, dependiendo de la distribución de las púas (2) del apero empleado. Se puede verificar cómo la densidad de microdepresiones por unidad de superficie se incrementa cuanto menor es la distancia entre púas y menor es su longitud. Las características locales tales como el clima, tipo de suelo, pendiente, presencia de vegetación, tratamientos superficiales previos (extendido de tierra vegetal y otros), determinarán la conveniencia de realizar uno o más pases.With four implements attached to the articulated arm of a backhoe, the surface of a 1.8 meter wide slope band was decompressed, following the same steps as those described in Examples 6-9. Figure 7 shows the relationship between the density of microdepressions, as a function of the effective length of the tines (2) on the implement, and the distances (d) between tines (2) on the roller (1). In this figure, the effective length of the tines (2) in meters (m) refers to the sum of the length of the tine (2) plus 1/2 of the diameter of the roller (1) and minus the average incision depth of the spike on the ground (7.5 cm); Num / m2 refers to the number of microdepressions per square meter and per pass. As indicated in examples 6-9, the surface of each microdepression ranged between 25-50 cm2 (Table 1), therefore, the surface unpacked by the implement in each pass ranged between 3.5-15% of the total, depending on the distribution of the tines (2) of the implement used. It can be verified how the density of microdepressions per unit area increases the smaller the distance between the pins and the shorter their length. Local characteristics such as climate, type of soil, slope, presence of vegetation, previous surface treatments (spread of topsoil and others), will determine the convenience of making one or more passes.
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US2891335A (en) * | 1955-06-02 | 1959-06-23 | Fred H Linneman | Road repair equipment roller attachment for graders |
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- 2020-07-31 ES ES202030817A patent/ES2796423B8/en active Active
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