DESCRIPCIÓN

La presente invención se refiere a un sistema para la limpieza de lodos heterogéneos depositados en instalaciones hidráulicas, por ejemplo, de tipo embalses, canales, balsas, etc.

Estado de la técnica

Una de las causas principales que provoca la acumulación de lodos en este tipo de instalaciones, se debe a las escorrentías provocadas por tormentas que, unido a ciertas técnicas utilizadas en las producciones agrícolas próximas, provoca que el fluido resultante de la instalación hidráulica no sólo contenga agua, incorporando en estos restos de tierra, piedras, ramas, vegetación, u otros elementos.

Este hecho genera que el fluido arrastrado, muy heterogéneo, discurra por regajos y cauces de ríos hasta dichas instalaciones hidráulicas, donde se depositan definitivamente, hasta que, por la acción humana, bombeo generalmente, son trasvasados a otras instalaciones. Ello supone un problema de colmatación, lo que implica una merma de la capacidad hidráulica de la instalación, pudiendo ser total en algunas ocasiones.

Tanto la heterogeneidad como la cohesión de dicho fluido, que a veces presenta una textura similar a la arcilla, dificulta las tareas de limpieza, como por ejemplo en los canales de riego, además de generar problemas de taponamiento aguas abajo, como por ejemplo en instalaciones de goteo. Problema que no se resuelve con los métodos actuales.

Actualmente los métodos de limpieza de lodos utilizados en este tipo de instalaciones hidráulicas son escasos: método de extracción de lodos mediante retroexcavadora con canal seco, y método de extracción de lodos mediante retroexcavadora con canal inundado. Ambos métodos generan una serie de inconvenientes como: paralización de la instalación hidráulica, desperfectos en la instalación por el uso de maquinaria pesada, pérdidas en producción de regadío, emisiones de C02. En el mismo método, pero con canal inundado aparecen otros inconvenientes como la generación de grandes cantidades de partículas en suspensión, y por consiguiente, atascos aguas abajo en las instalaciones de regadío.

También existen otros métodos robotizados, pero estos disponen de poca capacidad de caudal y son prácticamente ineficaces en fluidos muy cohesionados, utilizados por ejemplo en extracciones arqueológicas marinas. Algunos de ellos se utilizan también como limpia fondos, estos con caudales más altos, pero que pierden eficacia donde los lodos o vertidos son poco homogéneos.

Dichas instalaciones hidráulicas afectadas presentan un alto nivel de colmatación debido a dichas dificultades de limpieza, que obligan en alguna ocasión, como por ejemplo en balsas, a abrir un hueco en uno de los lados de la balsa para extraer los lodos, teniendo que reconstruir posteriormente la zona abierta.

La inexistencia de equipos y métodos que solucionen estos inconvenientes mencionados hace que se configure la presente invención como una solución integral a todo ello, resultando un conjunto funcional que cubra todas las necesidades específicas requeridas en este tipo de instalaciones hidráulicas.

Descripción de la invención

El objeto de la presente invención es proporcionar un sistema modular y configurable que se adapte a los diferentes tipos de instalaciones hidráulicas (embalses, canales, balsas, etc.), sin alterar el funcionamiento normal de las mismas y con poca o nula generación de partículas en suspensión.

La presente invención se define de acuerdo con las características de la reivindicación 1. Características adicionales opcionales se definen en las reivindicaciones dependientes.

El sistema de acuerdo con la presente invención comprende una plataforma compuesta de conjuntos mecánicos diversos que se desplaza dentro de la instalación hidráulica, mediante diversos soportes móviles, succionando los lodos a la profundidad deseada hacia uno o varios depósitos incorporados en la misma plataforma. Esta plataforma retira el lodo de la instalación hidráulica mediante pasada guiada del soporte móvil de succión sobre el lodo a extraer, cuya combinación y método de accionamiento varía en función de la instalación hidráulica.

Estos conjuntos mecánicos que configuran la plataforma permiten cumplir con funcionalidades diversas: fijar la plataforma a la instalación hidráulica, desplazarla por dentro de la instalación, guiar e impulsar el elemento o los elementos de succión de la plataforma hasta la profundidad y posición deseada, y alojar uno o varios depósitos, configurando un sistema compacto y modular.

El sistema de acuerdo con la presente invención además se diferencia respecto los otros sistemas del estado de la técnica por su capacidad de succión de aquellos elementos del lodo de tamaño considerable (como ramas, piedras, etc.). Esto lo consigue el sistema complementando el elemento de succión con un elemento cortante y/o triturador acoplado a la unidad de bombeo. En otros modos de realización, por ejemplo, como en embalses, este mismo sistema permite realizar un método ecológico de trasiego de sedimentos heterogéneos retenidos en el embalse, permitiendo transportar aguas abajo dichos materiales confinados dentro de los diques de contención del embalse (fangos, arenas y pequeñas piedras), aprovechando el régimen de caudal ecológico del tramo fluvial afectado. En función de las distancias se pueden necesitar rebombeos, que se pueden realizar desde la misma plataforma o mediante plataformas secundarias de depósito, que a la vez pueden actuar como depósitos de inercia o decantación en el caso de que se tengan caudales ecológicos muy bajos, de modo que el sistema permita gestionar/ajustar con mayor precisión el porcentaje de lodos a verter. Estos mismos a la vez también pueden estar ubicados en tierra.

Breve descripción de los dibujos

Para mejor comprensión de cuanto se ha expuesto, se acompañan unos dibujos en los que, esquemáticamente y tan sólo a título de ejemplo no limitativo, se representa uno de los modos de realización.

La figura 1 muestra una primera realización del sistema de acuerdo con la presente invención, donde aparece en una vista en alzado del sistema, junto con una sección de la instalación hidráulica tipo para este modo de realización, en este caso un canal. En ella se aprecian los diferentes conjuntos mecánicos que componen el sistema.

La figura 2 es una vista isométrica del sistema y de la instalación hidráulica tipo canal.

La figura 3 es una vista isométrica del sistema, donde se diferencian los diferentes conjuntos mecánicos/funcionales que lo componen.

La figura 4 es una vista isométrica del conjunto mecánico/funcional denominado plataforma flotante.

La figura 5 muestra una vista isométrica de un modo de realización del sistema de fijación del conjunto mecánico/funcional denominado plataforma flotante. La figura 6 es una vista isométrica del conjunto mecánico/funcional denominado soporte móvil.

La figura 7 es una vista isométrica del conjunto mecánico/funcional denominado depósito primario.

La figura 8 es una vista en alzado en sección a lo largo de la línea l-l de la figura 7.

Descripción de las realizaciones preferidas El modo de realización preferido que se describe corresponde a un sistema de limpieza de lodos heterogéneos en una instalación hidráulica tipo canal.

Este mismo sistema y método también se puede utilizar en otro tipo de instalaciones hidráulicas, incluyendo por lo menos los mismos elementos básicos mecánicos/funcionales que se describen a continuación, configurándose en su conjunto como un sistema modular de configuración y geometrías variables.

En la figura 1 y 2 se muestra una primera realización del sistema de acuerdo con la presente invención, correspondiente al sistema de limpieza de lodos configurado para una instalación hidráulica tipo canal, que comprende un conjunto de máquina 2 para la limpieza de lodos 3 que se introduce dentro de la instalación hidráulica 1 y que se desplaza sobre la misma por flotación mediante propulsión manual o mecánica. Flotación proporcionada por la fuerza de empuje que ejerce el agua 4. El método de limpieza del sistema se realiza mediante pasadas guiadas sobre el lodo a extraer.

El sistema de acuerdo con la presente invención en la figura 3, está compuesta por lo menos: por un conjunto mecánico/funcional que actúa de plataforma flotante 8, detallado en la figura 4 y 5; un conjunto mecánico/funcional que actúa de soporte móvil de succión 6, detallado en la figura 6; y un conjunto mecánico/funcional que actúa de depósito primario 7 de los lodos succionados, detallado en figura 7 y 8.

En las figuras 4 y 5 se muestra la configuración básica del conjunto mecánico/funcional que actúa de plataforma flotante, compuesto por lo menos por un elemento 5 cerrado herméticamente y de interior hueco, que proporciona flotabilidad al sistema, una carcasa metálica estructural 8 a modo de envolvente del elemento 5 y por elementos de fijación 9 de la plataforma flotante a la instalación hidráulica. Dicha plataforma flotante sirve de bancada de base y anclaje para el resto de conjuntos mecánico/funcionales que se describen en la figura 6 y 7.

En la figura 5 se muestra un modo de realización del sistema de fijación 9. Elemento que sirve para mantener todo el sistema en la posición y orientación correcta dentro de la instalación hidráulica. Este a la vez mediante motorización o accionamiento manual, permite desplazar/avanzar todo el sistema por dentro de la instalación hidráulica 1. Este puede incorporar pistones o sistema de pivote y/o amortiguación, a fin de mantener el contacto deseado con la superficie de la instalación hidráulica, tanto antes de la flotación, como durante la flotación del sistema. En la figura 6 se muestra la configuración básica del conjunto mecánico/funcional que actúa de soporte móvil de los elementos de succión 12, 13 y 14. Un conjunto de bastidores móviles 10 y 11 que permiten el desplazamiento vertical, horizontal y giratorio de los elementos de succión respecto la plataforma flotante de la figura 4, movimientos no necesariamente simultáneos, cuya combinación y método de accionamiento pueden variar en función de la instalación hidráulica. Por ejemplo, mediante accionamiento electromecánico o electrohidráulico. El bastidor móvil 11 a la vez sirve de sistema de fijación y facilita el desplazamiento vertical de por lo menos los siguientes elementos de succión: conducto de succión 12, dispositivo de succión 13, y tamiz de cribado 14 cuya carcasa puede hacer de guía. El bastidor móvil 10 permite el movimiento horizontal mediante un sistema de guiado, como por ejemplo mediante ruedas 15 que encajan en una guía 16 alojada en la carcasa 8 de la plataforma flotante de la figura 5.

El funcionamiento es el siguiente: posicionamos verticalmente los elementos de succión 12, 13 y 14 mediante el bastidor móvil 1 1. Hacemos pasadas guiadas mediante el desplazamiento horizontal del bastidor móvil 10, a la vez que succionamos el lodo. Este a la vez, es trasvasado y conducido hacia el depósito primario 7 de la figura 7 y 8. Una vez succionado el lodo del área deseada, desplazamos el sistema aguas abajo.

En las figuras 7 y 8 se muestra el conjunto mecánico/funcional denominado depósito primario 7. El diseño de este dependerá de la potencia de succión del sistema y de los vientos de la zona, y consta de por lo menos una carcasa 17 que hace de depósito para el alojamiento del lodo, y de un tamiz de cribado 18. Como elementos opcionales según necesidades de la instalación hidráulica, este puede incorporar por lo menos un dispositivo de succión/trasvase secundario 19, y conductos de succión 20 para la impulsión de lodos hacia un depósito secundario, incluso hacia un depósito terciario, ambos en este caso ubicados fuera de la instalación hidráulica y no representados en las figuras. Estos depósitos opcionales, secundario y terciario, servirían para proceder al tratamiento definitivo de los lodos, como si de un residuo se tratase, en función de la clasificación dada a éste por las autoridades competentes.

Debe indicarse que sistema también puede incluir las siguientes características: - Posicionamiento del equipo y sistema mediante ayuda GPS, siendo el desplazamiento, por ejemplo, mediante motor fuera borda, tracción mediante cable anclado en la infraestructura, oruga, o brazo articulado..

- La plataforma flotante 8 puede incorporar un brazo articulado para acometer otro tipo de trabajos auxiliares/complementarios a la extracción de lodos, tal como, por ejemplo, para extraer elementos sumergidos que no puedan ser aspirados, tender tuberías, etc.

- Las dimensiones y el dimensionado de la potencia instalada (ésta última directamente relacionada con la potencia de extracción) se adapta a las necesidades de la infraestructura. Por tanto, puede trabajar en todo tipo de instalaciones/infraestructuras hidráulicas: canales, balsas, ríos, embalses, etc. incluso mar.

- Un generador eléctrico puede situarse, o no, sobre la plataforma según necesidades de la obra. - Puede incorporar un sistema de recogida de fluidos potencialmente contaminantes.

- Los elementos de succión pueden tener, a la vez, tanto dirección de succión vertical como horizontal. - Permite superar obstáculos presentes en la instalación hidráulica (puentes, conductos, etc.) mediante sumergido por llenado de agua del interior de la plataforma (tipo submarino), o incluso con la misma finalidad, podrá configurarse la misma como plataforma plegable mediante su división en partes y unión mediante elementos articulados.

- El sistema es capaz verter los lodos extraídos sorteando la propia infraestructura que origina la retención de los lodos (presa, talud, canal, etc.) mediante una derivación aérea, flotante, terrestre, soterrada o sumergible realizada con conductos de succión flexibles, semirrígidos o rígidos. - El sistema puede incorporar una multi-sonda para medir en tiempo real la calidad del fluido extraído y poder detectar contaminantes.

- El sistema puede comprender ecosonda para realizar batimetrías del lecho del lodo antes y después de la extracción.

- El sistema también puede comprender elementos de visión y grabación de imágenes subacuáticas tanto para aguas claras mediante cámaras de televisión en circuito cerrado, como turbias en cuyo caso se utilizarán ecosondas.

- El sistema puede estar conectado a diferentes plantas para el tratamiento de los lodos extraídos (camiones, acopio, descontaminación, deshidratación, etc.)

- El sistema también puede comprender una batería de inyectores de agua a presión delante del tamiz de cribado 14 y otra detrás del elemento de succión 13, que es regulable en altura y orientación.

- El sistema también puede comprender una batería de inyectores de agua presión, por delante y por detrás del bastidor móvil 10 según el sentido de avance, regulable en altura y orientación.

- El sistema también puede comprender un sistema para medir, en tiempo real, la concentración de lodos de fluido que fluye por los conductos de succión 20.

- El soporte móvil 6 también puede comprender un segundo tamiz de cribado 14, que incorpora un sistema hidromecánico que arroja una mezcla de aire y agua al lodo, y hace vibrarlo justo antes de la succión realizada por el dispositivo de succión 13.

- Además, dicha plataforma flotante 8 comprende dichos elementos de fijación 9, para su fijación a la instalación hidráulica 1. La maniobra de los elementos de fijación 9 puede ser mediante sistemas oleo-mecánicos y podrán fijarse mediante simple apoyo o mediante enclavamiento en la infraestructura. Tal solo a modo de ejemplo no limitativo, para la aplicación en pantanos del sistema de acuerdo con la presente invención, su uso será de la siguiente manera:

- Posicionar el sistema junto al cuerpo de la presa, aguas arriba de ésta, en la vertical del desagüe de fondo.

- Realizar una extracción de lodos suficiente para crear un pozo desde la superficie hasta el desagüe mencionado. - Realizar esta operación en cada uno de los desagües que disponga la presa.

- A continuación, abrir en el lodo tantos canales sumergidos como pozos se hayan abierto, desde la boca de éstos hasta la o las cabeceras del pantano. De esta manera los desagües de fondo quedan habilitados para ir dejando paso, aguas debajo de la presa, de los lodos.

- Los lodos extraídos, pueden ser trasvasados aguas abajo de la presa mediante una derivación o recolocados en el mismo embalse mediante, o tratados de cualquiera de las formas descritas anteriormente.