ES2556828T3 - Paneles de vidrio acrílico reforzado - Google Patents

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ES2556828T3 ES11781872.4T ES11781872T ES2556828T3 ES 2556828 T3 ES2556828 T3 ES 2556828T3 ES 11781872 T ES11781872 T ES 11781872T ES 2556828 T3 ES2556828 T3 ES 2556828T3
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Ehud Kedar
Joaquin Aliu Agullo
Mariona Mata Molinet
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    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
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Abstract

Un panel transparente de vidrio acrílico (PMMA), que comprende elementos de refuerzo internos para asegurar los fragmentos de dicho vidrio acrílico formados tras un impacto con un cuerpo extraño, estando dichos elementos de refuerzo embebidos entremezclados dentro de dicho panel y separados en paralelo longitudinalmente, caracterizado por que dichos elementos de refuerzo comprenden dos tipos de cables: una pluralidad de cables rígidos, formados de un primer metal que tiene una resistencia a la tracción final de al menos 500 MPa; y una pluralidad de cables elásticos, formados de un segundo metal que es diferente de dicho primer metal y que tiene un alargamiento porcentual (tensión nominal a fractura) de al menos 40 %.

Description

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DESCRIPCION
Paneles de vidrio acnlico reforzado Campo de la tecnica divulgada
La tecnica divulgada se refiere, en general, a paneles transparentes basados en poKmeros acnlicos.
Antecedentes de la tecnica divulgada
Los paneles o laminas fabricados de polimetil-metacrilato (PMMA), conocido tambien como vidrio acnlico, se usan habitualmente en barreras acusticas debido a su transparencia, resistencia a las condiciones metereologicas y propiedades de reduccion del ruido. Tales barreras acusticas se instalan regularmente a lo largo de las carreteras, vfas publicas y lmeas de tren expuestas a trafico pesado de vehuculos a motor, para mitigar el ruido resultante. Sin embargo, si uno de estos paneles esta sometido a un impacto forzado, tal como si es golpeado por un vehuculo que se aproxima, el panel puede romperse en multiples fragmentos, que despues pueden caer en la carretera adyacente de una manera peligrosa. Por consiguiente, se sabe como embeber diversas formas de alambres, cables o redes dentro del panel, que sirven para contener cualquier fragmento suelto formado tras un impacto. Estos elementos embebidos tfpicamente estan fabricados de material plastico, tal como fibras de polfmero monofilamento. Idealmente, los elementos embebidos proporcionan tambien al panel ciertas propiedades deseables, o mantienen tales propiedades que ya estan presentes en el panel, incluyendo: transparencia, resistencia, capacidad de soportar condiciones meteorologicas adversas, respeto por el medio ambiente, coste bajo y facilidad de fabricacion.
La Patente de Estados Unidos n.° 4.029.037 de Hogan, titulada "Process for reinforcing plastic material and products therefrom", se refiere a un material plastico espumado con elementos de refuerzo de acero de alta resistencia, particularmente adecuado para la fabricacion de componentes para barcos de pesca. Los elementos de acero de alta resistencia se atacan superficialmente en cada una de las superficies opuestas del nucleo de plastico espumado. Los elementos de acero de alta tension se forman preferentemente como alambres, separados en paralelo, con un diametro de aproximadamente 1,02 a 3,18 mm (0,040 a 0,125 pulgadas), que tienen un lfmite de elasticidad de al menos 1.379 MPa (200.000 psi) y que esta localizado en una profundidad de al menos 1,52 mm (0,06 pulgadas) de la superficie mas externa.
La Patente de Estados Unidos n.° 5.040.352 de Oberlander et al, titulada "Noise-protection elements of acrylic glass", se refiere a paneles acnlicos transparentes para su uso como barrera para el sonido. El panel contiene roscas de plastico, bandas de plastico o una red de plastico, embebida aproximadamente a medio camino entre las caras paralelas separadas del panel. Las roscas o bandas embebidas estan dispuestas para discurrir en paralelo entre sf en una direccion o, como alternativa, en dos direcciones perpendiculares. Si el vidrio acnlico se rompe, las roscas o bandas se expanden y mantienen unidos los fragmentos resultantes. Las roscas o bandas son preferentemente monofilamentos de poliamida o polipropileno, debido a su baja adhesion con el vidrio acnlico.
La Patente de Estados Unidos n.° 5.160.782 de Hickman, titulada "Wired glass", se refiere al vidrio formado con una malla de alambre embebida, que actua como refuerzo cuando el vidrio se golpea o se expone a calor intenso. El vidrio esta formado de dos paneles de acristalamiento separados, unidos entre sf con una intercapa de material adhesivo en la que esta embebida la malla de alambre. Los alambres consisten en un nucleo metalico y un revestimiento externo decorativo que esta coloreado, para proporcionar a los alambres con un aspecto visual deseado.
La Patente de Estados Unidos n.° 5.372.866 de Oberlander et al, titulada "Transparent plastic panels having bird protection, and use thereof as sound barriers", se refiere a paneles de plastico transparentes adecuados para barreras para el ruido y que pretende proteger a los pajaros sin alterar el entorno. Los paneles incluyen fibras de plastico monofilamento embebidas para reducir la fractura o evitar la fragmentacion durante la rotura. Las fibras de plastico se forman con un alto contraste (es decir, que tienen una baja tasa de transmision y un color diferente de el del fondo), tal como usando una poliamida tenida de negro, que posibilita que los pajaros reconozcan la pared transparente y eviten volar hacia ella.
La Patente Europea n.° 0.559.075 de Muller, titulada "An appropriate noise protection element plate of acrylic glass", se refiere a una placa de vidrio acnlica con hebras de refuerzo embebidas para asegurar los fragmentos sueltos en la superficie de la placa. Las hebras estan en forma de espirales de alambre de acero, que tienen un diametro menor que el espesor de la placa, y estan dispuestas en paralelo entre sf. El interior de las espirales de alambre de acero es hueco o esta relleno de un medio deformable.
La Patente de Estados Unidos n.° 5.916.676 de Stasi, titulada "Antifragmentation plates based on acrylic polymers", se refiere a placas de polfmero acnlico que se van a usar como barreras que tienen propiedades anti-ruido y anti- fragmentacion. Las placas contienen una serie de filamentos de material plastico, situados asimetricamente a una distancia entre el 20 % y el 35 % del espesor total de la placa, con respecto a la superficie opuesta de la superficie objeto del impacto. Los filamentos preferentemente incluyen monofilamentos tales como poliamida y polipropileno.
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La Patente de Estados Unidos n.° 6.641.903 de Schoela et al., titulada "Transparent plastic pane of acrylic glass, process for making the same and use of the same", se refiere a paneles de plastico transparentes de vidrio acnlico adecuados para paredes de proteccion frente al ruido y destinados a no producir ninguna astilla o fragmento suelto si el panel se rompe. El panel incluye filamentos de plastico internos embebidos en el vidrio acnlico. Los filamentos de plasticos estan fabricados de monofilamentos tales como poliamida o polipropileno. Los filamentos de plastico estan dimensionados sobre una longitud espedfica (de aproximadamente 2 a 10 cm) a intervalos especificados (de aproximadamente 0,5 a 1,5 m). Los filamentos dimensionados estan recubiertos al menos parcialmente con los residuos de un agente de apresto, que preferentemente contiene una resina de fenol-formaldetudo disuelta.
La Patente Europea n.° 1.936.035 de Japelj et al., titulada "Panels with antinoise and antifragmentation properties on the basis of acrylic glass, process for their preparation and use thereof", se refiere a paneles de vidrio acnlico (PMMA) adecuados como elementos anti-ruido para barreras de sonido en carreteras, puentes, viaductos y similares. Las fibras monofilamento de polfmero de refuerzo estan embebidas en la matriz de PMMA en forma de un enmaranado de fibras tridimensional. Las fibras estan orientadas en todas las direcciones y se distribuyen aparentemente de forma uniforme en todas las direcciones. Las fibras monofilamento de polfmero pueden ser fibras de polietileno, policarbonato, poliamida o polipropileno, previamente formadas en un enmaranado de fibras tridimensional que puede retener su forma durante un largo periodo de tiempo.
La Patente de Estados Unidos n.° 7.665.574 de Schoela et al., titulada "Soundproofing restraining system", divulga un sistema de retencion de amortiguacion del sonido formado por una hoja acnlica transparente con al menos un alambre metalico embebido. Una capa de polfmero sintetico esta presente entre la superficie del alambre de metal y la matriz acnlica transparente de manera que al menos el noventa por ciento de la superficie del alambre metalico esta cubierta por la capa de polfmero sintetico. Los alambres metalicos cubiertos con polfmero preferentemente estan situados con un grado de combado dentro de la matriz acnlica, donde la desviacion es sustancialmente perpendicular o sustancialmente paralela al plano de la lamina. La hoja acnlica puede incluir tambien filamentos de polfmero sintetico embebidos para mejorar la retencion de astillas. El sistema de retencion puede usarse como una barrera para el ruido en un puente o aparcamiento de multiples plantas, donde se evita la perforacion de la barrera tras el impacto.
Sumario de la tecnica divulgada
De acuerdo con un aspecto de la tecnica divulgada, se proporciona por tanto un panel transparente de vidrio acnlico que tiene elementos de refuerzo internos para asegurar los fragmentos del vidrio acnlico formados tras un impacto con un cuerpo extrano como se define en la reivindicacion 1. Los elementos de refuerzo estan embebidos entremezclados dentro del panel y separados en paralelo longitudinalmente. Los elementos de refuerzo incluyen cables ngidos y cables elasticos. Los cables ngidos estan formados de un metal que tiene una resistencia a la traccion final (UTS) de al menos 500 MPa. Los cables elasticos estan formados de un metal que tiene un alargamiento porcentual (tension nominal a fractura) de al menos 40 %, y preferentemente entre 40 % y 80 %. Los cables ngidos y cables elasticos pueden estar separados y diferenciados entre sf, o pueden estar entremezclados entre sf. Los elementos de refuerzo pueden estar alineados horizontal, vertical, diagonalmente o en forma de cuadncula con respecto a la longitud o anchura del panel. Los cables ngidos pueden alternarse individualmente con los cables elasticos o puede haber multiples cables ngidos o multiples cables elasticos agrupados juntos. El panel o los elementos de refuerzo pueden tenirse con un color seleccionado para proporcionar un aspecto visual deseado. Los paneles pueden formar parte de una barrera acustica instalada a lo largo de una carretera.
De acuerdo con otro aspecto de la tecnica divulgada, se proporciona por tanto un metodo para fabricar un panel transparente de vidrio acnlico que tiene elementos de refuerzo internos para asegurar los fragmentos de vidrio acnlico formados tras un impacto con un cuerpo extrano como se define en la reivindicacion 14. El metodo incluye procedimientos para fabricar una hoja de vidrio acnlico y embeber una pluralidad de elementos de refuerzo entremezclados dentro de la hoja y separados en paralelo longitudinalmente. Los elementos de refuerzo incluyen cables ngidos y cables elasticos. Los cables ngidos se forman de un metal que tiene una resistencia a la traccion final (UTS) de al menos 500 MPa. Los cables elasticos se forman de un metal que tiene un alargamiento porcentual (tension nominal a fractura) de al menos 40 %, y preferentemente entre 40 % y 80 %. Los paneles pueden fabricarse usando un proceso de colada, un proceso de extrusion o una fabricacion de las hojas por separado y posterior adhesion o fusion de estas junto con los elementos de refuerzo. El analisis mecanico computarizado puede estar asistido con diversos aspectos del proceso de diseno global, antes de o durante la fabricacion.
Breve descripcion de los dibujos
La tecnica divulgada se entendera y apreciara mas completamente a partir de la siguiente descripcion tomada junto con los dibujos, en los que:
la Figura 1A es una ilustracion en seccion transversal de una vista frontal de un panel de vidrio acnlico reforzado, construido y operativo de acuerdo con una realizacion de la tecnica divulgada;
la Figura 1 B es una ilustracion en seccion transversal de una vista en perspectiva del panel de vidrio acnlico reforzado de la Figura 1A;
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la Figura 1C es una ilustracion en seccion transversal de una vista superior del panel de vidrio acnlico reforzado de la Figura 1A;
la Figura 2 es una ilustracion en seccion transversal de una vista frontal de un panel de vidrio acnlico reforzado con multiples cables ngidos y multiples cables elasticos agrupados adyacentemente, construidos y operativos de acuerdo con otra realizacion de la tecnica divulgada;
la Figura 3 es una ilustracion en seccion transversal de una vista frontal de un panel de vidrio acnlico reforzado con separaciones de cable variables, construido y operativo de acuerdo con una realizacion adicional de la tecnica divulgada;
la Figura 4 es una ilustracion en seccion transversal de una vista frontal de un panel de vidrio acnlico reforzado con cables ngidos y cables elasticos dispuestos diagonalmente, construido y operativo de acuerdo con otra realizacion mas de la tecnica divulgada;
la Figura 5 es una ilustracion en seccion transversal de una vista frontal de un panel de vidrio acnlico reforzado con cables ngidos y cables elasticos dispuestos en un patron de malla, construido y operativo de acuerdo con otra realizacion adicional mas de la tecnica divulgada; y
la Figura 6 es una ilustracion esquematica de una barrera acustica compuesta de multiples paneles de vidrio acnlico reforzado de acuerdo con una realizacion de la tecnica divulgada.
Descripcion detallada de las realizaciones
La tecnica divulgada supera las desventajas de la tecnica anterior proporcionando un panel de vidrio acnlico que esta reforzado para soportar de forma segura un impacto o colision y, de esta manera, es adecuado para su uso en una barrera acustica. El panel incluye dos tipos de elementos de refuerzo, cables metalicos ngidos y cables metalicos elasticos que estan embebidos entremezclados con el vidrio acnlico. La combinacion tanto de cables ngidos como de cables elasticos posibilita que el panel absorba eficazmente la energfa cinetica resultante de un impacto mientras que evita que los fragmentos o residuos grandes caigan de una manera peligrosa. Las diferentes configuraciones de los cables embebidos dentro del panel daran como resultado diferentes rendimientos en las condiciones de impacto. El diseno del panel compuesto puede estar asistido por el analisis mecanico computarizado.
Se hace referencia ahora a las Figuras 1A, 1B y 1C. La Figura 1A es una ilustracion en seccion transversal de una vista frontal de un panel de vidrio acnlico reforzado, generalmente con la referencia 110, construido y operativo de acuerdo con una realizacion de la tecnica divulgada. La Figura 1B es una ilustracion en seccion transversal de una vista en perspectiva del panel de vidrio acnlico reforzado de la Figura 1A. La Figura 1C es una ilustracion en seccion transversal de una vista superior del panel de vidrio acnlico reforzado de la Figura 1A. El panel 110 esta fabricado de polimetil-metacrilato (PMMA), conocido tambien como vidrio acnlico. El panel 110 incluye una pluralidad de cables ngidos 112 y una pluralidad de cables elasticos 114 embebidos en su interior. Los cables ngidos 112 y los cables elasticos 114 estan dispuestos longitudinalmente en paralelo entre sf, de manera que los cables ngidos 112 estan entremezclados con los cables elasticos 114 a lo largo de toda la longitud del panel 110. Cada cable ngido 112 y cada cable elastico 114 es sustancialmente recto y se extiende a lo largo de toda la anchura del panel 110. Como alternativa, los cables ngidos 112 y los cables elasticos 114 pueden estar dispuestos en paralelo a traves de la anchura del panel 110, de manera que cada cable ngido 112 y cable elastico 114 se extienda a lo largo de la longitud del panel 110. Tambien, como alternativa, los cables ngidos 112 y los cables elasticos 114 pueden extenderse solo parcialmente a lo largo de la longitud o altura del panel 110 o pueden extenderse mas alla de la longitud o anchura del panel 110.
El termino "cable" como se usa en este documento, asf como variaciones gramaticales del mismo, se refiere a cualquier numero de alambres metalicos, incluyendo una sola hebra de alambre o un haz de multiples hebras de alambre que estan unidas entre sf en cualquier configuracion adecuada.
El espesor del panel 110 (Afpanel) puede estar en cualquier punto entre 2 mm y 150 mm, aunque tfpicamente vana de aproximadamente 10 mm a 30 mm. La forma de la seccion transversal del cable ngido 112 o del cable elastico 114 preferentemente es circular, aunque como alternativa puede tener una forma diferente, tal como rectangular, cuadrada y similares. La anchura de la seccion transversal (por ejemplo, el diametro para los cables de la seccion transversal) de cada cable ngido 112 (Afrigido) y cada cable elastico 114 (Aelastico) es entre aproximadamente 1 mm y 5 mm y preferentemente entre 2 mm y 3 mm. Todos los cables ngidos 112 y cables elasticos 114 dentro de un panel dado 110 preferentemente son de las mismas dimensiones, aunque no necesariamente. Los cables ngidos 112 y los cables elasticos 114 preferentemente estan sustancialmente embebidos dentro del centro con respecto al espesor del panel (Afpanel), para proporcionar un refuerzo igual para cualquier superficie (por ejemplo, vease la Figura 1C). El espacio entre un cable ngido 112 y un cable elastico 114 (Asp) es entre aproximadamente 1 cm y 15 cm, preferentemente entre aproximadamente 2 cm y 4 cm, y ademas preferentemente aproximadamente 3 cm. Por consiguiente, para un panel 110 que tiene dimensiones de anchura (Awpanel) de 2 m y longitud (Apanel) de 3 m (dimensiones comerciales tfpicas), donde la separacion del cable (Asp) es 3 cm, podna haber un total de sesenta y seis (66) cables ngidos 112 y cables elasticos 114 (por ejemplo, 33 cables ngidos y 33 cables elasticos). Se aprecia que el panel 110, como alternativa, puede tener dimensiones mayores o menores. Cada cable ngido 112 y cada cable elastico 14 preferentemente es sustancialmente recto, de manera que no haya "combado" o desviacion con respecto al plano del panel 110.
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Los cables ngidos 112 estan compuestos de un metal que tiene una resistencia a la traccion final (UTS) mayor de 500 MPa. Los posibles materiales para cables ngidos 112 incluyen: acero, acero inoxidable, acero endurecido, acero galvanizado, hierro, una aleacion metalica, un metal que se ha tratado para mejorar su rigidez (por ejemplo, capas bimetalicas), y similares.
Los cables elasticos 114 estan compuestos de un metal que tiene un alargamiento porcentual (tension nominal a fractura) mayor del 40%, preferentemente entre 40% y 80%. Los posibles materiales para cables elasticos 114 incluyen: acero, acero inoxidable, acero galvanizado, cobre, laton, aluminio, bronce, hierro, una aleacion metalica, un metal que se ha tratado para mejorar su alargamiento (por ejemplo, capas bimetalicas), y similares.
Los cables ngidos 112 y cables elasticos 114 pueden entremezclarse de una manera variable, de manera que multiples cables elasticos estan embebidos entre dos cables ngidos, o viceversa. Se hace referencia ahora a la Figura 2, que es una ilustracion en seccion transversal de una vista frontal de un panel de vidrio acnlico reforzado, generalmente con la referencia 120, con multiples cables ngidos y multiples cables elasticos agrupados adyacentemente, construido y operativo de acuerdo con otra realizacion de la tecnica divulgada. En el panel ejemplar 120 de la Figura 2, hay tres cables elasticos (114A, 114B, 114C) entre el cable ngido mas superior 112A y el segundo cable ngido mas superior 112B, mientras que hay tres cables ngidos (112D, 112E, 112F) entre el segundo cable elastico mas inferior 114E y el cable elastico mas inferior 114F. Se aprecia que cualquier configuracion de multiples cables elasticos 114 entremezclados con multiples cables ngidos 112 esta dentro del alcance de la tecnica divulgada.
La separacion entre un cable ngido 112 y un cable elastico 114 (Asp) puede variar a lo largo de la longitud (o anchura) del panel 110. Se hace referencia ahora a la Figura 3, que es una ilustracion en seccion transversal de una vista frontal de un panel de vidrio acnlico reforzado, generalmente con la referencia 130, con separaciones de cable variables, construido y operativo de acuerdo con otra realizacion de la tecnica divulgada. En el panel ejemplar 130 de la Figura 3, hay una primera separacion (Asp-i) entre el cable ngido mas superior 112A y el cable elastico mas superior 114A, que es mas pequena que la segunda separacion (Asp2) entre el cable elastico mas superior 114A y el segundo cable ngido mas superior 112B. Similarmente, las separaciones respectivas restantes (Asp3, Asp4, Asps, AsP6, Asp7, Asps, Aspg) a lo largo de la longitud del panel 110 no son necesariamente de igual tamano. Sin embargo, los cables ngidos 112 y cables elasticos 114 preferentemente estan dispuestos en una manera sustancialmente simetrica con respecto a las separaciones entre ellos.
Los cables ngidos 112 y los cables elasticos 114 pueden alinearse longitudinalmente en paralelo a la anchura o la longitud del panel 110, o a un angulo (es decir, diagonalmente) respecto al mismo. Se hace referencia ahora a la Figura 4, que es una ilustracion en seccion transversal de una vista frontal de un panel de vidrio acnlico reforzado, generalmente con la referencia 140, con cables ngidos y cables elasticos dispuestos diagonalmente, construido y operativo de acuerdo con otra realizacion mas de la tecnica divulgada. En el panel ejemplar 140 de la Figura 4, cada cable ngido 112 esta alineado a un angulo con respecto a la anchura y longitud del panel 140, donde todos los cables ngidos 112 permanecen longitudinalmente en paralelo. Analogamente, cada cable elastico 114 esta alineado a un angulo con respecto a la anchura y longitud del panel 140, donde todos los cables elasticos 114 permanecen longitudinalmente en paralelo. Se aprecia que cualquier alineacion de cables ngidos 112 y cables elasticos 114 de los unos respecto a los otros y respecto al panel, esta dentro del alcance de la tecnica divulgada.
El panel 110 puede incluir tambien cables ngidos 112 y cables elasticos 114 dispuestos tanto horizontal como verticalmente, formando un patron de cuadncula o malla. Se hace referencia ahora a la Figura 5, que es una ilustracion en seccion transversal de una vista frontal de un panel de vidrio acnlico reforzado, generalmente con la referencia 150, con cables ngidos y cables elasticos dispuestos en un patron de malla, construido y operativo de acuerdo con otra realizacion mas de la tecnica divulgada. En el panel ejemplar 150 de la Figura 5, los cables ngidos 112 y los cables elasticos 114 estan entremezclados longitudinalmente en paralelo a lo largo de la longitud del panel 150, mientras que los cables ngidos 112 y los cables elasticos 114 adicionales estan entremezclados longitudinalmente en paralelo a lo largo de la anchura del panel 150, formando de esta manera un patron de malla. Por ejemplo, los cables ngidos 112 y cables elasticos 114 dispuestos verticalmente estan situados a diferentes espesores del panel 150 que los cables ngidos 112 y los cables elasticos 114 dispuestos horizontalmente (es decir, cada grupo esta embebido en una capa diferente del panel 150). Se aprecia que la alineacion o separacion de los cables ngidos 112 y los cables elasticos 114 verticales puede que no sea necesariamente exactamente igual que la alineacion o separacion de los cables ngidos 112 y los cables elasticos 114 horizontales en una configuracion dada, aunque preferentemente estan dispuestos de una manera sustancialmente simetrica.
De acuerdo con otra realizacion mas de la tecnica divulgada, los cables ngidos 112 y los cables elasticos 114 pueden estar entremezclados o entretejidos entre sf para formar un unico cable metalico. Por consiguiente, el panel 110 pueden incluir al menos un elemento de refuerzo compuesto de una combinacion del material de cable ngido 112 como se ha descrito anteriormente en este documento (es decir, un metal que tiene una UTS mayor de 500 MPa) y del material del cable elastico 114 como se ha descrito anteriormente en este documento (es decir, un metal que tienen un alargamiento porcentual mayor del 40 %, y preferentemente entre 40 % y 80 %). Por ejemplo, el panel 110 incluye multiples de estos elementos de refuerzo (que estan compuestos de los materiales combinados)
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entremezclados a traves del panel 110 en una configuracion adecuada (tal como cualquiera de las configuraciones representadas en la Figura 1A, Figura 3, Figura 4 o Figura 5).
Los paneles reforzados de la tecnica divulgada pueden usarse en diversas aplicaciones. Por ejemplo, los paneles pueden formar parte de una barrera acustica que esta instalada a lo largo de una carretera para reducir el ruido emitido por los vehfculos a motor. Como alternativa, los paneles pueden utilizarse en otras disposiciones arquitectonicas generales. Se hace ahora referencia a la Figura 6, que es una ilustracion esquematica de una barrera acustica, generalmente con la referencia 160, compuesta de multiples paneles de vidrio acnlico de refuerzo de acuerdo con una realizacion de la tecnica divulgada. La barrera acustica 160 esta constituida de multiples paneles adyacentes 110 unidos entre sf, donde cada panel 110 incluye una pluralidad de cables ngidos 112 y cables elasticos 114 entremezclados y longitudinalmente en paralelo (por ejemplo, como se representa en las Figuras 1A, 1B y 1C). Como numerosos automoviles 166 se desplazan a lo largo de la carretera 162, la barrera acustica 160 sirve para disminuir la cantidad de ruido provocado por los automoviles 166 que alcanza los edificios circundantes 164.
Si el panel 110 se golpea o somete de otra manera a un impacto forzado (por ejemplo, debido a la colision de un automovil 166), provocando que el panel 110 se fracture en multiples fragmentos, la combinacion de cables ngidos 112 y cables elasticos 114 embebidos dentro del panel 110 sirve para absorber el impacto y restringir sustancialmente que los fragmentos grandes caigan a la carretera 162 y evita un peligro significativo para los conductores, pasajeros o peatones en las proximidades. En particular, la presencia de cables ngidos 112 proporciona suficiente resistencia a la flexion para absorber la energfa cinetica resultante de un impacto altamente forzado, mientras que la presencia de cables elasticos proporciona la capacidad de contener de forma segura fragmentos o residuos formados durante el impacto, es decir, si solo los cables ngidos 112 estaban embebidos en el panel entonces los fragmentos y residuos no estanan contenidos de forma segura, mientras que si solo estan embebidos los cables elasticos en el panel entonces no habna resistencia a la flexion suficiente para absorber el impacto).
En este sentido, el panel 110 de la tecnica divulgada cumple los diversos requisitos que delimitan la especificacion de la norma de seguridad oficial para el uso de tales paneles como dispositivos para la reduccion de ruido del trafico rodado, tal como la norma europea EN-1794-2 (Anexo B). En un ensayo experimental realizado con un panel ejemplar de la tecnica divulgada, el panel podfa soportar el impacto de un pendulo que pesaba 400 kg y se libero desde una altura de 1,5 m que generaba una fuerza de impacto de 6 kJ, y evitaba que cayeran fragmentos grandes, satisfaciendo asf los requisitos indicados en la norma EN-1794-2.
Se observa que los elementos de refuerzo (cables ngidos 112 y cables elasticos 114) mantienen el panel 110 con un alto grado de transparencia, generalmente en cualquier punto hasta aproximadamente el 92 % de transmitancia, mientras que al mismo tiempo proporcionan un contraste visual suficiente de manera que los paneles puedan ser distinguidos por los pajaros u otros animales voladores en las proximidades, ayudandoles a evitar que vuelen hacia el panel. El panel 110 y/o los cables 112 o 114 tambien pueden estar tenidos con un color seleccionado (por ejemplo, por pigmentacion masica o una capa de color aplicada a una superficie exterior o interior) para proporcionar un aspecto visual deseado a la barrera acustica (o una estructura alternativa formada a partir del panel), mientras que aun proporcione suficiente transparencia o traslucencia (por ejemplo, al menos un 6 % de transmitancia). Adicionalmente, el panel 110 es sustancialmente duradero y capaz de soportar condiciones meteorologicas adversas (por ejemplo, lluvia severa, nieve, aguanieve, granizo, exposicion prolongada al sol y al viento y similares), mientras mantiene el contraste visual de los cables de refuerzo.
Los paneles reforzados de la tecnica divulgada pueden fabricarse de diferentes maneras. Preferentemente, los paneles se fabrican usando un proceso de colada, en el cual el vidrio acnlico se cuela en moldes junto con los cables ngidos y cables elasticos integrados con el vidrio acnlico, permitiendo que tenga lugar el curado. Como alternativa, puede implementarse un proceso de extrusion, donde las hojas de vidrio acnlico se forman por extrusion y los cables ngidos y los cables elasticos se insertan a traves del colorante en las posiciones apropiadas mientras que el material de vidrio acnlico fluye a traves de su forma plastica. Ademas, como alternativa, pueden fabricarse dos hojas diferentes de vidrio acnlico por separado y despues intercalarse juntas con los cables ngidos y cables elasticos adecuadamente dispuestos entre medias con ayuda de un material adhesivo, una intercapa adhesiva o por fusion de estado fundido de las intercapas. Se observa que los cables ngidos 112 y los cables elasticos 114 se estiran suficientemente (experimentan tension) durante la etapa de fabricacion, para asegurar que se forman sustancialmente rectos. El analisis mecanico computarizado puede estar asistido con diversos aspectos del proceso de diseno global, antes de o durante la fabricacion.
De acuerdo con la tecnica divulgada, un metodo para fabricar un panel de vidrio acnlico transparente reforzado incluye fabricar una hoja de vidrio acnlico usando una tecnica de fabricacion conocida y embeber una pluralidad de elementos de refuerzo dentro de la hoja y separarlos en paralelo longitudinalmente. Los elementos de refuerzo incluyen cables ngidos formados de un metal que tiene una resistencia a la traccion final mayor de 500 MPa y que ademas incluye cables elasticos formados de un metal que tiene un porcentaje de alargamiento (tension nominal a fractura) mayor del 40 %.
Los expertos en la materia apreciaran que la tecnica divulgada no esta limitada a lo que se ha mostrado y descrito de forma particular anteriormente en este documento.

Claims (15)

  1. 5
    10
    15
    20
    25
    30
    35
    40
    45
    50
    55
    60
    65
    REIVINDICACIONES
    1. Un panel transparente de vidrio acnlico (PMMA), que comprende elementos de refuerzo internos para asegurar los fragmentos de dicho vidrio acnlico formados tras un impacto con un cuerpo extrano, estando dichos elementos de refuerzo embebidos entremezclados dentro de dicho panel y separados en paralelo longitudinalmente, caracterizado por que dichos elementos de refuerzo comprenden dos tipos de cables:
    una pluralidad de cables ngidos, formados de un primer metal que tiene una resistencia a la traccion final de al menos 500 MPa; y
    una pluralidad de cables elasticos, formados de un segundo metal que es diferente de dicho primer metal y que tiene un alargamiento porcentual (tension nominal a fractura) de al menos 40 %.
  2. 2. El panel transparente de la reivindicacion 1, en el que dichos cables ngidos estan separados y diferenciados de dichos cables elasticos.
  3. 3. El panel transparente de la reivindicacion 1, en el que dichos cables ngidos estan entremezclados con dichos cables elasticos.
  4. 4. El panel transparente de la reivindicacion 1, en el que dichos elementos de refuerzo estan separados por una distancia de entre 1 cm y 15 cm.
  5. 5. El panel transparente de la reivindicacion 1, en el que la anchura de la seccion transversal de dichos elementos de refuerzo es entre 1 mm y 5 mm.
  6. 6. El panel transparente de la reivindicacion 1, en el que dichos cables ngidos estan compuestos de un metal seleccionado de la lista que consiste en:
    acero;
    acero inoxidable; acero endurecido; acero galvanizado; hierro;
    una aleacion metalica; un metal tratado; y
    cualquier combinacion de los anteriores.
  7. 7. El panel transparente de la reivindicacion 1, en el que dichos cables elasticos estan compuestos de un metal seleccionado de la lista que consiste en:
    acero inoxidable; acero;
    acero galvanizado;
    cobre;
    laton;
    aluminio;
    bronce;
    hierro;
    una aleacion metalica; un metal tratado; y
    cualquier combinacion de los anteriores.
  8. 8. El panel transparente de la reivindicacion 1, en el que dichos elementos de refuerzo se extienden en una alineacion seleccionada de la lista que consiste en:
    horizontalmente; verticalmente; diagonalmente; y un patron de cuadncula.
  9. 9. El panel transparente de la reivindicacion 1, en el que el espesor de dicho panel es entre 2 mm y 150 mm.
  10. 10. El panel transparente de la reivindicacion 1, en el que la transmitancia de dicho panel es hasta el 92 %.
  11. 11. El panel transparente de reivindicacion 1, en el que una superficie de dicho panel esta coloreada y en el que la transmitancia de dicho panel esta por encima del 6 %.
  12. 12. Una barrera acustica que comprende al menos un panel transparente de vidrio acnlico de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 11.
  13. 13. El uso de un panel transparente de vidrio acnlico de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 11 como 5 una barrera acustica.
  14. 14. Un metodo para fabricar un panel transparente de vidrio acnlico (PMMA) que comprende elementos de refuerzo internos para asegurar los fragmentos de dicho vidrio acnlico formados tras un impacto con un cuerpo extrano, comprendiendo dicho metodo los procedimientos de:
    10
    fabricar una hoja de vidrio acnlico;
    embeber una pluralidad de elementos de refuerzo entremezclados con dicha hoja y separados en paralelo longitudinalmente, caracterizado por que dichos elementos de refuerzo comprenden dos tipos de cables:
    15 cables ngidos, formados de un primer metal que tiene una resistencia a la traccion final de al menos 500 MPa, y
    cables elasticos formados de un segundo metal que es diferente de dicho primer metal y que tiene un alargamiento porcentual (tension nominal a fractura) de al menos 40 %.
  15. 15. El metodo de la reivindicacion 14, en el que dicho procedimiento de fabricacion se implementa usando un 20 proceso de colada.
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