PROCEDIMIENTO DE DESENLODAMIENTO SIN CONSUMO DE AGUA NI CONTAMINACION NOTABLES.

La invención concierne, dentro del ámbito de la obra civil, el desenlodamiento de presas y ríos.



Según la invención, el dispositivo se caracteriza preferencialmente por la combinación en cualquier secuencia, de los siguientes procedimientos:

1. Puesta en vibración del lodo sometido al tratamiento;

2. Partición del lodo mediante un cutter a una velocidad suficiente para obtener, con la aportación de agua, una mezcla homogénea;

3. Bombeo de la mezcla;

4. Inyección de un floculante que provoca, en el punto de expulsión, la segregación de la mezcla;

5. Expulsión o recuperación del agua clarificada;

6. Manejo, sin arrastre hidráulico, y reutilización del lodo floculado.

Las posibles variantes consisten en modificar, en función de los casos particulares, el impacto relativo de los diversos procedimientos combinados.

El procedimiento según la invención es particularmente apropiado para el desenlodamiento de los lagos y embalses

Tipo: Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: W04002456FR.

Solicitante: POTEUR, MICHEL
BERGÉ, BERNARD
.

Nacionalidad solicitante: Francia.

Dirección: AVDA. AVIACION ESPAÑOLA, 10 VILLANUEVA DE LA CALZADA-28691 (MADRID).

Provincia: MADRID.

Inventor/es: POTEUR,MICHEL.

Fecha de Solicitud: 28 de Septiembre de 2004.

Fecha de Publicación: .

Fecha de Concesión: 22 de Enero de 2010.

Clasificación Internacional de Patentes:

  • E02B3/02B
  • E02B8/02 CONSTRUCCIONES FIJAS.E02 HIDRAULICA; CIMENTACIONES; MOVIMIENTO DE TIERRAS.E02B HIDRAULICA (elevación de barcos E02C; dragado E02F). › E02B 8/00 Partes constitutivas de las presas o aliviaderos (limpieza de la superficie del agua o medios para mantenerla limpia E02B 15/00). › Compuertas de fondo; Limpiadores de fondos; Dispositivos para detener cuerpos flotantes.
  • E02F5/28B

Clasificación PCT:

  • E02B3/02 E02B […] › E02B 3/00 Obras relativas al control o a la utilización de los cursos de agua, ríos, costas o cualquier otro emplazamiento marítimo (presas o aliviaderos E02B 7/00 ); Cierres o juntas para trabajos de ingeniería civil en general. › Regularización de los cursos de agua, p. ej. rotura de rocas bajo el agua, limpieza de los lechos de los cursos de agua, orientación de la corriente (ingenios para el dragado o para el limpiado E02F).
  • E02B8/02 E02B 8/00 […] › Compuertas de fondo; Limpiadores de fondos; Dispositivos para detener cuerpos flotantes.
  • E02F5/28 E02 […] › E02F DRAGADO; MOVIMIENTO DE TIERRAS (extracción de turba E21C 49/00). › E02F 5/00 Dragas o ingenios de movimientos de tierras para usos particulares. › para la limpieza de cursos de agua o de otras masas de agua.

Clasificación antigua:

  • E02F3/88 E02F […] › E02F 3/00 Dragas; Ingenios para el movimiento de tierras (para usos particulares E02F 5/00; otras máquinas o aparatos para la explotación minera E21C; construcción de túneles E21D). › con dispositivos actuando por efecto de aspiración o de retroceso, p. ej. dragas aspiradoras (bombas en general F04).
PROCEDIMIENTO DE DESENLODAMIENTO SIN CONSUMO DE AGUA NI CONTAMINACION NOTABLES.

Fragmento de la descripción:

Procedimiento de desenlodamiento sin consumo de agua ni contaminación notables.

La presente invención concierne, en el ámbito del genio civil, un dispositivo para eliminar el lodo acumulado en las presas de agua (particularmente en los lagos de embalses), sin contaminación ni consumo global de agua notables, mediante una serie de sucesivas modificaciones, del comportamiento reológico y el manejo del lodo.

El sedimento del lodo en el fondo de las presas y de los ríos proviene básicamente de las cuencas (tanto en el caso del agua estancada como circulante), y reduce la capacidad de éstos (en hasta más del 50% del volumen disponible) y acorta su duración de vida. La parte sólida de este lodo saturado de agua queda constituida, en mayor parte, por arcillas o limos (silts en inglés), cuya dimensión de las partículas elementales varia desde menos de 1 a algunas decenas de micras.

La Figura 1 representa en sección, la técnica actual

La Figura 2 representa en sección y en vista en plano, la invención en su forma preferencial

La Figura 3 representa en sección una variante de la invención de la Figura 2.

La técnica habitual utilizada consiste, siempre que la dimensión de la presa justifique una organización racional y esquematizada en la figura 1, en partir en superficie el lodo in situ (4) con ayuda de un cuchillo que gira alrededor de su eje, denominado cutter (5) y montado en una draga (1); así como en bombear el agua (3) cargada de esos trozos de lodo dentro de las tuberías flotantes (2), las cuales expulsan dicha mezcla generalmente río abajo (6), de donde fluye el agua cargada de partículas microscópicas de lodo (7), mientras que el resto de los trozos de lodo erosionado queda acumulado (8).

Este dispositivo presenta graves inconvenientes puesto que encarece de manera considerable o dificulta la operación, particularmente por las siguientes razones:

    - Con el fin de evitar que los tapones de lodo obstruyan las tuberías de expulsión, resulta necesario arrastrar los trozos de lodo cortados y expulsados por las tuberías en una fuerte corriente de agua, la cual implica un consumo de agua de volumen múltiple del volumen de lodo in situ evacuado con este volumen de agua (habida cuenta de que, una vez terminada la fase transitoria del depósito, el lodo de diversos orígenes geológicos adquiere un estado seudo estable caracterizado por un contenido en agua y una cohesión relativamente uniformes, creciendo lentamente con la profundidad del lodo). Este consumo de agua no sólo resulta oneroso, sino que a menudo permite realizar los trabajos únicamente después de cortos periodos pluviales.
    - La mezcla (6) expulsada tiene, a pesar de su color uniforme, una concentración heterogénea (de ahí la expresión: la concentración del lodo -o de la mezcla- significa: la relación del peso de la materia seca de un volumen de lodo con respecto al del agua correspondiente a dicho volumen de lodo, o de la mezcla), y contiene trozos de lodo (8) con una humedad que se aproxima a la del lodo in situ, así como agua contaminada (7) por las partículas microscópicas de lodo provenientes de los trozos erosionados durante el transporte, mucho menos concentrado que (8), que se deposita río abajo (a menudo a lo largo de varios kilómetros, teniendo en cuenta el reducido tamaño de las partículas sólidas) y provoca una contaminación inadmisible.
    - Los lodos son más o menos tixotrópicos, es decir, su resistencia al corte en reposo es más elevada que cuando éstos se encuentran en movimiento, lo que prácticamente impide su dragado y manipulación mediante el uso de palas o cucharas, y lo cual determinó la preferencia por su transporte hidráulico globalmente gravitatorio.

El dispositivo según la invención consiste en reducir o suprimir esos inconvenientes mediante la combinación original de procedimientos cuyo principio es conocido, pero que no se aplica en los procedimientos de desenlodamiento, a falta de su combinación.

Dicho procedimiento, en forma preferencial representada en la figura 2 (vistas de perfil, luego en plano), consiste en:

    -a) Someter el lodo (4) a vibraciones forzadas que reducen o destruyen su resistencia al corte (la cual, en los suelos finos que constituyen la mayor parte del lodo, es asimilable a su cohesión, es decir, a su resistencia al corte sin sobrecarga), haciendo vibrar el cutter (10) y/o mediante la aplicación de unas fuentes de vibraciones independientes, constituidas preferencialmente por agujas vibrantes (9), distribuidas en la proximidad del cutter, puesto que la fuente de vibraciones destruye la cohesión del lodo únicamente en un radio limitado.
    -b) Partir el lodo sometido a vibraciones con ayuda de un cutter (10), vertical o inclinable, rotativo o no, pero de gran velocidad (que permite la reducción, a igual potencia, de la cohesión mediante la vibración), de manera que se obtenga, mediante la mezcla con el agua bombeada simultáneamente de la presa (3) y/o inyectada por separado (11), una mezcla homogénea (a diferencia de los trozos de lodo arrastrados por la corriente de agua), cuya humedad sea apropiada para el tratamiento posterior.
    -c) Bombear dicha mezcla homogénea (bomba 12).
    -d) Inyectar un floculante (de naturaleza química apropiada a la del lodo), preferencialmente en forma líquida, en el conducto de expulsión (13) de la bomba, mediante el bombeo desde un tanque (14) de manera que, en el punto de expulsión (15) de la mezcla sometida al citado tratamiento, las partículas de arcillas y limos se acumulen en forma de flóculos los cuales, por su tamaño milimétrico, precipitan por gravedad, provocando así la segregación del lodo floculado y del agua clarificada (17) liberada, la cual queda recuperada en la presa y/o es conducida a otra parte, generalmente río abajo.
El rendimiento de la floculación depende básicamente de la concentración de la mezcla tratada. Sólo puede flocular correctamente una mezcla de concentración apropiada y relativamente homogénea, de ahí la necesidad de la aplicación del tratamiento previamente descrito. Además, la distancia entre el punto o los puntos de inyección de los floculantes y el punto de segregación entre el lodo floculado y el agua liberada, tiene que escogerse de manera óptima para permitir la formación de los flóculos mediante el mezclado de la corriente de mezcla (de la bomba 12) con la corriente de floculante (del tanque 14), sin destruirlos (los flóculos quedan estables en reposo o cuando se someten a manipulaciones menos turbulentas).
      -e) Elegir el modo y la zona de depósito, así como su destino y la secuencia de todas las operaciones, adaptados en la mayor medida posible a cada caso particular, teniendo en cuenta el hecho de que la floculación, mediante el aumento del volumen de las partículas elementares de la mezcla de origen arcilloso o limoso, les confiere a éstas un rozamiento interno, inhibiendo sus propiedades tixotrópicas y mejorando su permeabilidad, lo cual hace que la mezcla tratada sea manejable no sólo por arrastre hidráulico sino también mediante el uso, por ejemplo, de cucharas, palas o cintas transportadoras colocadas en el sitio más apropiado a efectos de su evacuación o reutilización (por ejemplo agrícola o en relleno). De hecho, la mezcla, floculada de arreglo con la invención, posee características mecánicas superiores a las del lodo desplazado según el método clásico y, en cuanto queda rellenada fuera de la capa freática, adquiere un rozamiento interno progresivamente suficiente para conferirle un comportamiento de suelo rozante y portante que permite, entre otras cosas, moverla o sobrecargarla, eventualmente una vez concluido un proceso de compactación.

    La figura 2 representa la aplicación de la invención con el método de evacuación mediante una cinta transportadora (18) que desemboca en un camión (19). El método de evacuación, como la secuencia de las operaciones, depende, obviamente, de cada caso particular.

    Además de la expulsión y la recuperación del agua clarificada, la invención permite la posterior manipulación del depósito de lodo tratado mediante la mejora del rozamiento interno con respecto al lodo inicial.

    La recuperación del agua (particularmente en los países áridos) y/o la expulsión de agua clarificada (indispensable contra la contaminación...

     


    Reivindicaciones:

    1. Procedimiento destinado a tratar el lodo acumulado en las presas y los ríos, que se caracteriza por el hecho de someter el lodo por tratar a sostenidas vibraciones, de mezclarlo con agua con velocidad conveniente, hasta obtener una mezcla homogénea, de bombear dicha mezcla y de inyectar floculantes en la tubería de expulsión de la bomba.

    2. Procedimiento según la reivindicación 1, caracterizado por la recuperación total o parcial del agua liberada por los floculantes y por el envío a la zona enlodada de todo o parte del agua liberada por los floculantes.

    3. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por el hecho de que la mezcla floculada y expulsada queda manipulada y/o nivelada sin arrastre hidráulico.

    4. Uso en rellenos del lodo floculado resultante del procedimiento según la reivindicación 1.


     

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