Dispositivo excavador para excavar suelo por debajo del agua y procedimiento para excavar el suelo.

Dispositivo excavador que comprende un dispositivo flotante el cual en utilización se mueve en unadirección de navegación y al cual está unido un cabezal de arrastre (1) el cual durante la utilización es arrastradosobre el fondo (50) en una dirección de dragado la cual corresponde a la dirección de navegación y en el que elterreno se afloja y un conducto de succión (4) el cual se conecta al cabezal de arrastre (1) y el cual descarga elterreno aflojado,

caracterizado porque el dispositivo excavador está provisto de un dispositivo de dirección (10) paramover el cabezal de arrastre (1) fuera de la dirección de navegación.

Dispositivo excavador para excavar suelo por debajo del agua y procedimiento para excavar el suelo La presente invención se refiere a un dispositivo excavador para excavar suelo por debajo del agua, dispositivo el cual comprende un dispositivo flotante el cual puede ser movido en una dirección de navegación y al cual está unido un cabezal de arrastre el cual durante la utilización es arrastrado sobre el suelo o cuelga hacia abajo y ablanda el terreno y un conducto de succión el cual está conectado al cabezal de arrastre y el cual descarga el terreno aflojado. La invención igualmente se refiere a un procedimiento para la excavación del suelo por debajo del agua utilizando este dispositivo excavador.

Un dispositivo excavador según el preámbulo es conocido a partir del documento EP - A - 0892116. El documento EP - A - 0892116 describe un dispositivo excavador del tipo de draga de cántara con tubo de succión. Éste comprende una embarcación a la cual se fija un cabezal de arrastre por medio de una tubería de arrastre. El cabezal de arrastre está conectado a un conducto de succión y comprende una visera la cual está abierta hacia el fondo para el dragado. En la visera están dispuestos una serie de dientes en una viga dentada que se extiende en una dirección en ángulo recto a la dirección del movimiento del cabezal de arrastre. Durante la excavación o el dragado el cabezal de arrastre con la tubería de arrastre y el conducto de succión es descendido por debajo del agua en un ángulo oblicuo con un cabrestante en la parte trasera de la draga de cántara con tubo de succión, hasta que el cabezal de arrastre hace contacto con el fondo o cuelga hacia abajo. Durante el desplazamiento de la draga de cántara con tubo de succión el cabezal de arrastre es arrastrado sobre el fondo por debajo del agua en la dirección de navegación, en donde el terreno es ablandado por los dientes que se acoplan en el fondo. El terreno aflojado es solucionado a través del conducto de succión, por ejemplo hasta un espacio de almacenaje presente en la draga de cántara con tubo de succión. Durante el dragado el cabezal de arrastre ejerce presión sobre el fondo debido al peso relativamente alto de los componentes situados por debajo del agua y debido a la fuerza de succión desarrollada por el conducto de succión.

El dispositivo excavador conocido es capaz en un corto tiempo de excavar grandes cantidades de suelo por debajo del agua. La precisión del dragado sin embargo se puede mejorar, o únicamente se hace posible a través de la utilización de sistemas de control caros y complicados semejantes al GPS (sistema de posicionamiento global) tales como el sistema DPDT (Posicionamiento dinámico (DP) y de seguimiento dinámico (DT) ) conocidos por una persona experta en la técnica. Debido a imprecisiones puede darse el caso de que partes del área para dragar no sean excavadas o no sean excavadas apropiadamente, por lo que la draga de cántara con tubo de succión debe volver a trazar su trayectoria. Esto consume tiempo, reduciendo de ese modo el rendimiento de la draga de cántara con tubo de succión. El rendimiento se entiende en el contexto de esta solicitud que significa el volumen de suelo dragado por unidad de tiempo y por unidad de volumen. El rendimiento reducido es causado porque en un caso de este tipo la draga de cántara con tubo de succión tendrá que ser maniobrada mucho, por lo que la precisión de funcionamiento depende en gran medida de la experiencia de la tripulación y de la potencia disponible en la draga de cántara con tubo de succión. Durante la maniobra la draga de cántara con tubo de succión viaja alrededor con la tubería de arrastre colgando hacia abajo sin ser succionado terreno hacia arriba. El mismo problema ocurre en otras circunstancias durante la evacuación de bancos de arena que resultan por ejemplo a partir de los surcos formados por el cabezal de arrastre.

Los documentos US 566473A, US 2005/268499A1, JP 58000533A, US 2160761A y JP 59080838A revelan todos ellos cabezales de corte del tipo de barrido (dragas de succión con cabezal cortador) . Una draga de succión con cabezal cortador comprende un dispositivo flotante el cual en utilización se fija con respecto al fondo y al cual se une un cabezal de arrastre el cual es remolcado desde el costado de babor hasta el de estribor y de vuelta, correspondiendo al movimiento de barrido. El cabezal en tales dragas del tipo de barrido es arrastrado sobre el fondo en una dirección de dragado la cual no es la dirección de navegación.

El documento US 4227323 A revela un cabezal de succión para una draga hidráulica del tipo de barrido. El cabezal de succión está provisto de un alerón de guiado y puede estar sostenido en posiciones alternas. El alerón de guiado 31 significa que guía las fuerzas de succión y el material en el interior de la boca del cabezal de succión (véase el resumen por ejemplo) . El alerón de guiado 31 no entra en contacto con el suelo y por lo tanto no puede actuar como un dispositivo de dirección para mover activamente el cabezal de arrastre fuera de la dirección de dragado. Además, en una lectura más detallada D5 también parece estar limitada a las dragas del tipo de barrido. Se hace referencia al párrafo 2, línea 50 hasta el párrafo 3 línea 11.

El documento DE 674798C revela una draga a la cual está unido un cabezal de arrastre. El cabezal de arrastre comprende una serie de palas que dan vueltas alrededor de un eje. La draga está adicionalmente provista de un conducto de succión de dos piezas, conectadas una a la otra por articulaciones de rótula (’Kugelgelenk’) las cuales permiten acortar o alargar el conducto de succión. Las articulaciones de rótula permiten un movimiento lateral libre del cabezal de arrastre.

La presente invención tiene por su objeto proporcionar un dispositivo excavador el cual puede evitar las desventajas establecidas antes en este documento y con el cual es posible un dragado particular con mayor precisión de lo que es posible con el dispositivo excavador conocido.

Dicho objeto se consigue mediante la provisión de un dispositivo excavador según todas las características en combinación de la reivindicación 1.

El dispositivo excavador según la invención tiene para este propósito la característica de que está provisto de un dispositivo de dirección para mover el cabezal de arrastre fuera de la dirección de navegación. Proporcionando un dispositivo de dirección según la invención para la dirección parcialmente autónoma del cabezal de arrastre se hace posible dirigir el cabezal de arrastre sobre el suelo hasta una zona deseada sin que sea necesario maniobrar el dispositivo flotante, en particular una draga de cántara con tubo de succión, hasta esta zona. La zona deseada para el dragado por lo tanto no sólo se alcanza más rápidamente, sino que esto además tiene lugar utilizando considerablemente menos potencia y con mayor precisión. Se utiliza considerablemente menos combustible y se emite menos CO2 como resultado del requisito de una potencia muy reducida, reduciendo esto el impacto en el medio ambiente.

El dispositivo excavador en principio puede comprender cualquier dispositivo flotante adecuado para el propósito, en tanto en cuanto pueda ser propulsado. Embarcaciones adecuadas comprenden por ejemplo un pontón que se mueve hacia adelante utilizando una embarcación auxiliar, un barco junto con el cual está amarrado un segundo barco con espacio de bodega, una draga de succión de cabezal cortador, una draga de cántara con tubo de succión y otros dispositivos flotantes adecuados. El dispositivo flotante preferiblemente comprende una draga de cántara con tubo de succión.

Un cabezal de arrastre para una draga de cántara con tubo de succión puede tener un peso de más de 20 toneladas. Durante la utilización el cabezal de arrastre es además succionado con gran fuerza sobre la superficie del suelo debido a la acción de succión del conducto de succión. Por lo tanto parecerá que se requiere una gran potencia para mover un cabezal de arrastre de este tipo. De forma sorprendente, se ha encontrado que no es necesaria una cantidad particularmente grande de potencia para mover el cabezal de arrastre fuera de la dirección de navegación. Los medios de dirección de ese modo requieren una potencia moderada, por lo menos con relación a la potencia normalmente aplicada en el sector del dragado.

Aunque no es estrictamente necesario, una forma de realización preferida de dispositivos cavadores según la invención comprende medios de control para el accionamiento del dispositivo de dirección desde el dispositivo flotante. La precisión de la excavación se incrementa adicionalmente con un control remoto de este tipo. Un miembro de la tripulación... [Seguir leyendo]

1. Dispositivo excavador que comprende un dispositivo flotante el cual en utilización se mueve en una dirección de navegación y al cual está unido un cabezal de arrastre (1) el cual durante la utilización es arrastrado sobre el fondo (50) en una dirección de dragado la cual corresponde a la dirección de navegación y en el que el terreno se afloja y un conducto de succión (4) el cual se conecta al cabezal de arrastre (1) y el cual descarga el terreno aflojado, caracterizado porque el dispositivo excavador está provisto de un dispositivo de dirección (10) para mover el cabezal de arrastre (1) fuera de la dirección de navegación.

2. Dispositivo excavador como se reivindica en la reivindicación 1 caracterizado porque el dispositivo excavador comprende medios de control (30) para el accionamiento del dispositivo de dirección (10) desde el dispositivo flotante.

3. Dispositivo excavador como se reivindica en la reivindicación 1 o 2 caracterizado porque el dispositivo de dirección (10) comprende una pala de timón, en el que la pala del timón se extiende en un plano sustancialmente vertical y durante la utilización se acopla con un borde lateral de la misma en el suelo.

4. Dispositivo excavador como se reivindica en la reivindicación 3 caracterizado porque los medios de control comprenden un cilindro hidráulico el cual se acopla en la pala de timón.

5. Dispositivo excavador como se reivindica en la reivindicación 1 o 2 caracterizado porque el dispositivo de dirección (10) comprende un propulsor, el eje de giro del cual se extiende sustancialmente transversalmente a la dirección de navegación.

6. Dispositivo excavador como se reivindica en la reivindicación 1 o 2 caracterizado porque el dispositivo de dirección (10) comprende medios adaptados para aplicar una fuerza de fricción al fondo la cual está desplazada con relación a la dirección de navegación, resultando en un movimiento transversal del cabezal de arrastre.

7. Dispositivo excavador como se reivindica en la reivindicación 1 o 2 caracterizado porque el dispositivo de dirección (10) comprende medios adaptados para desviar la fuerza de reacción ejercida por el fondo en el cabezal de arrastre fuera de la mitad del cabezal de arrastre, de tal modo que resulta un movimiento transversal del cabezal de arrastre.

8. Dispositivo excavador como se reivindica en cualquiera de las reivindicaciones anteriores caracterizado porque el dispositivo de dirección comprende un cable de tracción el cual conduce desde un punto de unión en el cabezal de arrastre o en una parte inferior de la tubería de succión, a través de un bastidor de soporte instalado en el dispositivo flotante, hasta un cabrestante o un mecanismo de enrollamiento dispuesto de forma similar en el dispositivo flotante.

9. Dispositivo excavador como se reivindica en cualquiera de las reivindicaciones anteriores caracterizado porque el conducto de succión (4) del cabezal de arrastre está suspendido por un cable de suspensión y el dispositivo comprende medios para alargar dicho cable de suspensión de tal modo que el cabezal de arrastre mantiene contacto con el suelo cuando se mueve alejándose de la dirección de navegación.

10. Dispositivo excavador como se reivindica en cualquiera de las reivindicaciones anteriores caracterizado porque el dispositivo excavador está provisto de una pluralidad de dispositivos de dirección para el propósito de mover el cabezal de arrastre (1) fuera de la dirección de navegación.

11. Dispositivo excavador como se reivindica en cualquiera de las reivindicaciones anteriores caracterizado porque comprende un dispositivo para controlar el dispositivo de dirección, el dispositivo de control comprendiendo un ordenador central el cual está conectado directamente o a través de una red digital al dispositivo de dirección y el cual está adaptado para realizar un procedimiento que comprende por lo menos las fases de:

A) la presentación de un criterio óptimo,

B) la recogida de información relativa al estado actual del suelo,

C) la recogida de información relativa al estado actual del dispositivo de dirección, incluyendo por lo menos su ajuste,

D) el cálculo del control del dispositivo de dirección en el cual se minimiza el criterio óptimo.

12. Procedimiento para excavar suelo (50) en el que está provisto un dispositivo excavador como se reivindica en cualquiera de las reivindicaciones anteriores, el cabezal de arrastre (1) del cual es descendido por debajo del agua con el conducto de succión (4) a un ángulo oblicuo con un cabrestante en la parte trasera del dispositivo flotante hasta que el cabezal de arrastre hace contacto con el fondo (50) , es a continuación arrastrado por debajo del agua sobre el fondo (50) en una dirección de dragado la cual corresponde a la dirección de navegación de modo que el terreno se afloja y es descargado a través del conducto de succión (4) y en el que el dispositivo de dirección (10) está controlado por medio de los medios de control (30) de tal modo que el cabezal de arrastre (1) se mueve fuera de la dirección de navegación.

13. Procedimiento como se reivindica en la reivindicación 12 caracterizado porque el procedimiento adicionalmente comprende por lo menos las fases de:

A) la presentación de un criterio óptimo,

B) la recogida de información relativa al estado actual del suelo,

C) la recogida de información relativa al estado actual del dispositivo de dirección, incluyendo por lo menos su ajuste,

D) el cálculo del control del dispositivo de dirección en el cual se minimiza el criterio óptimo.

14. Programa de ordenador el cual comprende instrucciones del programa para disponer que un ordenador

realice el procedimiento como se reivindica en las reivindicaciones 12 y 13. 20

15. Programa de ordenador como se reivindica en la reivindicación 14 caracterizado porque el programa de ordenador está instalado en un portador físico.