opis wynalazku

 załącznik nr 1. Opis wynalazku Element geokompozytowy, zwłaszcza do wspomagania wegetacji roślin
nr PL 211198
Przedmiotem wynalazku jest element geokompozytowy, zwłaszcza do wspomagania wegetacji roślin.
Wynalazek może znaleźć zastosowanie w rolnictwie, ogrodnictwie, budownictwie oraz inżynierii środowiska, jako artykuł retencjonujący wodę, dzięki któremu
możliwa jest stabilizacja stosunków wodnych, warunkujących wegetację roślin oraz
pozwalający na gromadzenie innych substratów wpływających na prawidłowy i efektywny rozwój roślin.
Z literatury wiadomo, iż superabsorbenty (SAP-y), zwane też hydrożelami, są to
luźno usieciowane polimery hydrofilowe, które mogą absorbować duże ilości wody.
W
prowadzonych
badaniach
stwierdzono
pozytywny
wpływ
zastosowania
superabsorbentów na korzenienie się, rozwój, przyrosty lub odporność na suszę, np.
warzyw, traw, tytoniu i drzew. Wśród ich zalet wymienia się niższe koszty produkcji
roślinnej, istotną poprawę gospodarki wodnej oraz zwiększenie dostępności wody dla
roślin (redukcja ilości wody do nawodnień może sięgać nawet 50 %), łatwiejszy
odpływ dwutlenku węgla ze strefy korzeniowej, poprawę mikroflory i bakterii
zawartych w gruncie, zwiększenie wilgotności osmotycznej i możliwości absorpcji
elementów
pokarmowych.
Superabsorbenty
zatrzymując
wodę
zapobiegają
wypłukiwaniu z gleby związków nawozowych i środków ochrony roślin. Woda
absorbowana przez rośliny z superabsorbentów może być łatwo wykorzystana
ponieważ siły ssące korzeni są zwykle wyższe niż siły wiążące wodę przez
superabsorbenty. Przy zagwarantowaniu optymalnych warunków wykorzystane
mogłoby być ponad 90% wody retencjonowanej w SAP-ie.
Zastosowanie w rolnictwie superabsorbentów nie tylko zatrzymuje wodę, ale
także umożliwia jej oddawanie roślinom w okresach braku opadów lub w miejscach,
gdzie z powodu intensywnego odpływu powierzchniowego lub szybkiej infiltracji w
głąb gruntu, np. nad warstwami drenażowymi, występuje jej niedobór.
2
Innym czynnikiem obniżającym właściwości absorpcyjne wody jest sposób aplikacji superabsorbentów. Jedną z dotychczas realizowanych metod jest wprowadzanie superabsorbentu do podłoża w sposób bezpośredni i wymieszanie go z glebą do
określonej głębokości. Rozwiązanie to nie jest dostatecznie skuteczne. Udokumentowane próby stosowania superabsorbentów dla zwiększenia retencji glebowej i dostarczenia zgromadzonej w nich wody roślinom, przyniosły niezadawalające efekty.
Niska siła pęcznienia SAP-u pod obciążeniem powoduje, iż także po jego zmieszaniu
z glebą nie jest on w stanie w pełni spęcznieć i całkowicie wykorzystać swoje właściwości retencjonowania wody. Stąd też jego działanie przy aplikacji bezpośredniej jest
ograniczone. Ponadto, zmieszany z glebą superabsorbent, w procesie wielokrotnego
pęcznienia i skurczu spowodowanego pobieraniem wody przez rośliny, zmienia
strukturę gleb. Ponadto, wadami takich rozwiązań są możliwości całkowitego blokowania porów gruntu/gleby przez pęczniejący superabsorbent, brak kontroli nad położeniem i przemieszczaniem się superabsorbentu w podłożu, brak możliwości usunięcia raz zaaplikowanego superabsorbentu, a przede wszystkim ograniczenie efektywności pęcznienia w przypadku naprężeń pionowych. W przypadku aplikacji na zboczach może także dochodzić do zsuwu powierzchniowej warstwy gruntu z powodu
zmniejszenia wytrzymałości na ścinanie. Superabsorbenty aplikowane powierzchniowo mogą być narażone na oddziaływania atmosferyczne, np. rozwiewanie przez
wiatr, przyspieszone wysychanie itp.
Ze względu na istniejące trudności znane ze stanu techniki podejmowano liczne
próby opracowania skutecznej alternatywy dla dotychczasowych aplikacji superabsorbentów.
Z opisu patentowego PL 169462 znany jest element chłonny zawierający
superabsorbent tworzący hydrożel, w postaci materiału nośnego oraz wkładu
polimerowego. Jest to nierozpuszczalna w wodzie, chłonna substancja polimerowa,
będąca w stanie wchłaniać duże ilości wody i tworząca wskutek tego, hydrożel.
Ze zgłoszenia patentowego nr P-362942, znana jest taśma geokompozytu
przeznaczona do aplikacji do podłoża glebowego w celu powiększenia zdolności
retencyjnej gleby. Taśma może być aplikowana do gruntu w przypadku zabudowy
biologicznej skarp nasypów i wykopów lub skłonów i zboczy powstających przy
pracach deniwelacyjnych terenu.
3
Z opisu patentowego JP58138807 znana jest taśma geokompozytu, charakteryzująca się tym, że elementy osłonowe stanowią co najmniej dwa pasy materiału o
dobranej szerokości i długości. Dwa zewnętrzne brzegi pasów są ze sobą trwale połączone tak, że umieszczony we wnętrzu materiał absorbujący wodę, a także substancje w niej rozpuszczone, może swobodnie pęcznieć i kurczyć się.
Swobodne pęcznienie materiału absorpcyjnego zapewnione jest jedynie na powierzchni terenu w momencie, gdy na taśmę geokompozytu nie działa obciążenie w
postaci warstwy gleby, podczas gdy sposób aplikacji zakłada eksploatację wewnątrz
warstwy wegetacyjnej (warstwy gleby) a więc w warunkach działania obciążeń na
taśmę geokompozytu. Przyczyną jest wykonanie taśmy geokompozytu z typowych,
wiotkich geowłóknin. Geowłókniny są materiałami elastycznymi o znikomej sztywności i odporności na zginanie nie mogą więc zapewnić wytrzymałości wystarczającej
do przeciwdziałania obciążeniu od ciężaru gleby znajdującej się nad takim elementem taśmy. Tym samym materiały te nie zapewniają możliwości swobodnego pęcznienia materiału absorbującego wodę, zapadając się pod obciążeniem wynikającym
z leżącej nad nim warstwy gruntu, gleby lub innego materiału, w którym taki element
taśmy został założony. W konsekwencji, po zaaplikowaniu do podłoża bez aktywacji
superabsorbentu wodą, po obciążeniu nadkładem gleby, elementy taśmy zostają
ściśnięte uniemożliwiając swobodne pęcznienie materiału absorbującego wodę. Sytuacja taka ma także miejsce w przypadku pobrania z taśmy geokompozytu wody
przez korzenie roślin. Pobranie wody przez korzenie skutkuje zmniejszaniem się objętości superabsorbentu, a powstająca w środku elementu taśmy pustka przy znikomej wytrzymałości na zginanie materiału osłonowego powoduje zapadanie się taśmy
geokompozytu. Znajdujący się w środku superabsorbent nie ma możliwości ponownej sorpcji wody, ponieważ nie ma wolnej przestrzeni do pęcznienia, a jego właściwości nie pozwalają na jej zwiększenie poprzez przemieszczenie otaczającego gruntu. Powodem tego jest wykazywana niska siła pęcznienia superabsorbentów. Niska
siła pęcznienia SAP-u (pęcznienie pod obciążeniem AUL) oznacza, że element taśmy poddany obciążeniu traci swoje zdolności do retencjonowania wody, bowiem
umieszczony wewnątrz materiał absorbujący wodę może spęcznieć tylko w minimalnym zakresie ograniczonym przez naprężenia wynikające z działania warstwy nadkładu – gruntu, gleby lub innego materiału.
4
Tak więc ze stanu techniki wynika potrzeba opracowania rozwiązania znoszącego dotychczasowe przeszkody.
Celem wynalazku jest opracowanie elementu geokompozytowego do magazynowania wody o istotnie zwiększonych właściwościach retencyjnych, mającego zastosowanie w rolnictwie, zwłaszcza w warunkach wysokiego niedoboru wody. Jednocześnie pozwali on na jego wielokrotne użycie oraz efektywne i kompletne wykorzystanie właściwości fizykochemicznych superabsorbentu.
Istotą wynalazku jest element geokompozytowy, zwłaszcza do wspomagania
wegetacji roślin posiadący konstrukcję szkieletową tworzącą przestrzeń dla materiału
sorbującego i otulinę umieszczoną na powierzchni konstrukcji szkieletowej.
Korzystnie jest, gdy konstrukcja szkieletowa uformowana jest z siatki albo geokraty, albo perforowanych taśm, albo przestrzennych mat drenażowych, albo splecionych włókien, albo drutów, albo z materiału naturalnego i/lub syntetycznego. Materiałem naturalnym jest wiklina albo konopie, albo włókno kokosowe a materiałem
syntetycznym jest, np. polietylen.
Korzystnie jest, gdy konstrukcja szkieletowa ma postać walca albo sfery, albo
sześcianu, albo bryły o podstawie cyfry 0, albo cyfry 8, albo innej bryły.
Korzystnie jest, gdy otuliną jest włóknina albo geowłóknina, albo tkanina, przy
czym otulina wykonana jest z surowej, w 100% syntetycznej włókniny, przy czym
włóknina jest materiałem w 100 % syntetycznym, w tym jest poliestrem, albo tkanina
jest z grupy obejmującej szermezę.
Korzystnie też jest, materiałem sorbującym jest superabsorbent a pod dolną
częścią otuliny, umieszczony jest materiał o niskiej przepuszczalności albo materiał
nieprzepuszczalny dla wody i roztworów wodnych, o powierzchni co najmniej równej
podstawie elementu geokompozytowego.
Korzystnie też jest, gdy elementy geokompozytowe połączone są ze sobą liniowo.
Element geokompozytowy, według wynalazku, wspomaga wegetację roślin.
Wspomniany element jest przestrzenną, wielomateriałową strukturą zawierającą w
szczególności superabsorbent (hydrożel) lub inny materiał sorbujący o podobnych
jak superabsorbent właściwościach, posiadający zdolność zatrzymywania wody i jej
roztworów - wód opadowych infiltrujących w głąb gleby lub z nawodnień, którego
konstrukcja zapewnia swobodne pęcznienie materiału sorbującego wodę i jej roztwo-
5
rów, niezależnie od działających na strukturę obciążeń, a zgromadzona przez strukturę woda elementu geokompozytowego może być pobrana przez przenikający ją
system korzeniowy roślin. Materiał sorbujący wodę lub roztwory wodne substancji
wspomagających wegetację roślin, znajduje się wewnątrz przestrzeni ograniczonej
konstrukcją szkieletową. Umożliwia to jego swobodne pęcznienie i zapewnia maksymalne wykorzystanie jego zdolności sorbcyjnych bez ograniczającego wpływu
działających na niego sił zewnętrznych, np. obciążenia od znajdującej się powyżej
elementu geokompozytowego ziemi lub gleby.
Struktura elementu geokompozytowego zapewnia odpowiednią przestrzeń dla
pęcznienia materiału sorbującego wodę pozwalając na pełne wykorzystanie jego
możliwości. Konstrukcja szkieletowa wykonana jest w sposób zabezpieczający przed
zgnieceniem pod wpływem obciążenia od gruntu a jednocześnie jej powierzchnia jest
na tyle elastyczna, że pod wpływem obciążeń tworzą się wklęsłości ułatwiające infiltrację wody do wnętrza elementu geokompozytowego. Konstrukcja szkieletowa elementu geokompozytowego umożliwia również taki rozkład przestrzenny materiału
sorbującego, iż pomiędzy jego cząstkami znajdują się przestrzenie wypełnione powietrzem, co jest niezbędne dla prawidłowego rozwoju roślin. Element geokompozytowy jako całość cechuje się także elastycznością, tak aby mógł się dostosowywać
do kształtu powierzchni, na której jest instalowany, przez co jest także odporny na
deformacje wywołane np. osiadaniem gruntu lub przejazdem sprzętu rolniczego.
Umieszczony w glebie element geokompozytowy retencjonuje infiltrujące wody
opadowe. Korzenie roślin swobodnie przerastają przez otulinę elementu geokompozytowego i mogą pobierać zgromadzoną przez superabsorbent wodę. Zmagazynowana w nim woda umożliwia roślinom szybszy i bardziej efektywny rozwój w okresie
wegetacyjnym oraz przetrwanie w okresach suszy.
Wynalazek jest bliżej objaśniony w przykładach wykonania na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia schematycznie element geokompozytowy zaaplikowany w
podłożu, fig. 2 – warianty elementu geokompozytowego w przekroju, przy czym fig.
2A – element geokompozytowy zbudowany z konstrukcji szkieletowej owiniętej otuliną, w którego przestrzeni znajduje się superabsorbent; fig. 2B – element geokompozytowy z oddzielną warstwą nawozów odseparowaną od materiału absorbującego
warstwą włókniny; fig. 2C – element geokompozytowy, w którego zewnętrznej dolnej
części umieszczony jest materiał o niskiej przepuszczalności lub nieprzepuszczalny
6
dla wody i roztworów wodnych, fig. 2D – element geokompozytowy, którego konstrukcja szkieletowa wykonana jest ze splecionych drutów; fig. 3 – element geokompozytowej w formie walca; fig. 4 – elementy geokompozytowe w formie walca połączone liniowo.
Przykład 1. Element geokompozytowy 1 składa się z konstrukcji szkieletowej 3 mającej postać walca i separującej ją od gleby lub podłoża otuliny 2, tworzących razem
przestrzeń i pozwalających na zachowanie tej przestrzeni pod obciążeniem gleby lub
podłoża, co umożliwia swobodne pęcznienie materiałowi sorbującego 4 wodę znajdującemu się wewnątrz struktury. Konstrukcja szkieletowa wykonana jest z siatki polietylenowej.
Element
geokompozytowy
1
umieszcza
się
w
glebie
lub
podłożu
zapewniającym wzrost roślin, w celu przechwycenia części wody opadowej lub wody
z nawodnień 8 dla zaspokojenia potrzeb wodnych rozwijających się roślin.
Superabsorbent lub mieszanina materiałów pęczniejących jest umieszczana w
elemencie geokompozytowym 1 w formie granulatu, proszku lub ich mieszaniny,
które podczas pierwszego nasycania wodą pęcznieją swobodnie w przestrzeni
zorganizowanej przez konstrukcję szkieletową 3. W alternatywnej wersji, są
przemieszczane i wciskane do pustych porów pomiędzy elementami – poskręcanymi
włókami rozdzielającymi cząstki superabsorbentu w trakcie pęcznienia, przez co
unika się zjawiska ich agregacji oraz powoduje zatrzymanie we wnętrzu
geokompozytu części powietrza, co jest korzystne dla rozwoju roślin.
Przykład 2. Element geokompozytowy 1 z tym że konstrukcję szkieletową 3 stanowią
formy splecione z włókien lub drutów 9. Ma on postać bryły prostopadłościennej.
Przykład 3. Element geokompozytowy 1, posiada, w dolnej części, materiał o małej
przepuszczalności lub całkowicie nieprzepuszczalny 5.
Przykład 4. Element geokompozytowy 1, w którym umieszczone są nawozy
zmieszane z czynnikiem pęczniejącym 4. Nawozy te układa się również w oddzielnej
warstwie 7, odseparowanej od czynnika pęczniejącego 4 warstwą włókniny 6. Obniża
to wpływ nawozów na skuteczność sorpcji wody przez czynnik pęczniejący. Nawóz
wsypywany jest do wnętrza elementu geokompozytowego 1, do przestrzeni, która
jest zamykana warstwą włókniny oddzielając warstwę nawozu 7 od materiału
sorbującego 4. Warstwa włókniny 6 oddzielająca warstwę nawozu 7 układana jest we
7
wnętrzu tak, aby na całym swoim obwodzie łączyła się z otuliną 2.
Przykład 5. Element geokompozytowy 1, którego konstrukcję szkieletową 3 stanowią
formy przestrzenne uzyskane przez złożenie elementów siatek, perforowanych taśm,
a także formy wycięte z przestrzennych mat drenażowych lub splecione z włókien lub
drutów 9 uformowanych, w sposób zachowujący przestrzeń do pęcznienia materiału
sorbującego. Ilość mat drenażowych w elemencie geokompozytowym 1 uzależniona
jest od ilości wody, która ma być retencjonowana. W przypadku wykorzystania więcej
niż jednej warstwy maty drenażowej, są one przekładane płaską siatką lub łączone
za pomocą spinek, tak aby poszczególne elementy nie przemieszczały się względem
siebie. Tak przygotowana konstrukcja szkieletowa 3 jest umieszczana w otulinie 2,
której wymiary umożliwiają jej lekkie ugięcie na górnej powierzchni elementu
geokompozytowego 1 pod wpływem nacisku. Do środka wsypywany jest materiał
sorbujący 4, po czym całość jest zamykana.
Element geokompozytowy 1, we wszystkich wersjach wykonania podanych w
przykladach, instaluje się po uprzednim zanurzeniu w wodzie lub roztworze nawozu,
tak aby spęczniały superabsorbent wypełniał jego przestrzeń. Alternatywnie można
też podlać go wodą lub roztworami nawozów również na miejscu instalacji. Element
geokompozytowy 1 zależnie od formy można układać na dnie wkopu lub rowka, ale
może być także równomiernie rozłożony na siatkach lub matach stosowanych do
powierzchniowego ubezpieczenia skarp i zboczy, a pojedyńcze elementy można
także kotwić, np. za pomocą prętów lub kołków. Tworzy się przez to system
spajający korzenie roślin z podłożem, co zwiększa odporność erozyjna całej warstwy.
Umieszczona w podłożu struktura chłonna elementu geokompozytowego może
być, w każdym momencie usunięta z gleby, w przeciwieństwie do sytuacji gdy
czynnik sorbujący wodę, jest aplikowany bezpośrednio do gleby lub podłoża.
Element geokompozytowy 1, z uwagi na swoją konstrukcję i wymiary, nie daje
możliwości niekontrolowanej migracji superabsorbentu w podłożu.
W przypadku wymaganego krótkiego czasu wspomagania wzrostu roślin (1 do 3 lat),
elementy
konstrukcji
szkieletowej
wykonuje
się
z
naturalnych
materiałów
biodegradowalnych.
W przypadku wykonania elementu geokompozytowego 1 według przykładu 1
konstrukcję szkieletową 3 wykonuje się z paska siatki polietylenowej. Formowany
8
jest element o kształcie cyfry 0 lub 8. Uszyty rękaw otuliny o przekroju dobranym tak,
aby tkanina lekko uginała się pod naciskiem gleby nie pozostając przy tym luźną,
nakłada się na uformowany element, dodaje odpowiednią ilość materiału sorbującego 4, a końcówki rękawa zamyka się klipsami. Gotowy element geokompozytowy 1
zależnie od kształtu musi być odpowiednio układany, np. te, w których szkielet jest
uformowany w kształcie ósemki lub zera, muszą być układane płasko (ósemka lub
zero są kształtami widzianymi z góry, gdy element geokompozytowy 1 leży płasko,
równolegle do terenu), bo tylko w ten sposób zostanie zachowany kształt i struktura
przestrzenna. Kształt elementu geokompozytowego 1 uzależniony jest od kierunku
aplikacji i zależy - w przypadku drzew i krzewów - od rodzaju i wieku rośliny oraz ich
wielkości i kształtu sytemu korzeniowego, w przypadku traw i roślin stosowanych w
ubezpieczeniach i wzmocnieniach przeciwerozyjnych stoków, zboczy i skarp od sposobu i technologii - od ich zabudowy, w przypadku roślin ozdobnych - od gatunku
rośliny, kształtu pojemnika lub przestrzeni podłoża udostępnionego dla wzrostu rośliny lub ich grupy.
Otulina 2 oddziela przestrzeń wewnętrzną struktury od środowiska glebowego,
przechwytuje wodę wolną oraz kapilarnie związaną pozwalając na jej pobranie przez
materiał sorbujący. W szczególności zadaniem otuliny 2 jest ochrona przestrzeni
zorganizowanej przez konstrukcję szkieletową 3, w której swobodnie pęcznieje
materiał sorbujący 4, przed wypełnieniem cząstkami gleby wnętrza konstrukcji
szkieletowej
3,
utrzymywanie
odwróconych
przesklepień
tworzonych
przez
obciążającą element geokompozytowy 1 glebę, co ułatwia wnikanie wody do wnętrza
elementu geokompozytowego 1, przechwytywanie infiltrującej wody opadowej 8 z
kapilar glebowych, w których utrzymywana jest meniskami, a następnie jej transport
wewnątrz otuliny 2 i gromadzenie w dolnej strefie elementu geokompozytowego 1,
skąd pobrana zostanie przez cząstki materiału sorbującego 4. Otulina 2 może być
połączona z konstrukcją szkieletową 3 lub tylko owinięta wokół niej i lekko napięta.
Otulina 2 wykonana jest z materiału umożliwiającego przenikanie wody do wnętrza
elementu geokompozytowego 1 a uniemożliwiająca wydostawanie się na zewnątrz
materiału sorbującego 4. Splot i tekstura otuliny 2 musi zapewniać pobranie wody z
kapilar glebowych - przestrzeni między ziarnami i cząstkami gleby lub gruntu, jej
transport wewnątrz elementu geokompozytowego 1 i kontakt z materiałem
sorbującym 4 wodę, a wraz z konstrukcją szkieletową 3 muszą zapewniać możliwość
9
przerośnięcia korzeniami roślin.
Otulina 2 może być wykonana z materiałów, które spełniają obecne wymagania
dotyczące stabilności i trwałości, np. są to: polietylen, polipropylen, poliester,
poliamid oraz poliakrylonitryl. Właściwości tych materiałów są poprawiane poprzez
dodatek stabilizatorów. Włóknina może być 100% poliestrem (PES), surowa,
igłowana, o masie powierzchniowej 100 g/m2 lub 100% PES, igłowana, o masie
powierzchniowej 200 g/m2. Przykład tkaniny stanowi szermeza, poliestr 100%, o
gramaturze 300 g/m2.
Rozwiązanie, według wynalazku, pozwala na wysoce efektywne i wielokrotne
wykorzystanie stosowanego materiału sorpcyjnego, co w istotny sposób przedłuża
okres życia rośliny w warunkach niedoboru lub braku wody. Korzystnym skutkiem
wynalazku jest również zniesienie niezadawalających efektów stosowania superabsorbentów w postaci „rozproszonej”, które cechuje niska siła pęcznienia, zmiana
struktury gleby oraz brak kontroli ich rozmieszczenia i możliwości późniejszego usunięcia. W szczególnych przypadkach element geokompozytowy według wynalazku
może też sorbować wodę z gleby lub gruntu wokół swojej przestrzeni. Może też sorbować wodę poprzez podsiąk kapilarny.
Element geokompozytowy 1, według wynalazku, poprawia warunki uprawy
roślin ozdobnych w doniczkach, pojemnikach i podłożach zapewniających wegetację,
pozwalają na długotrwały transport i ekspozycję bez konieczności uzupełniania
wody.
Element geokmpozytowy 1 został wielokrotnie przebadany. Doświadczenie 1.
Doświadczenie
przeprowadzono
na
kwitnących
roślinach
ozdobnych,
które
charakteryzują się dużymi potrzebami wodnymi wynikającymi z dużych zdolności
transpiracyjnych. Na dnie doniczek z roślinami ozdobnymi w początkowej fazie
kwitnienia ułożono element geokompozytowy 1, a taką samą partię bez elementu
geokompozytowego 1 potraktowano jako grupę kontrolną. Podłoże wszystkich
kwiatów zostało nasycone wodą i pozostawiono je bez podlewania. Po trzech dniach
w grupie kontrolnej zaobserwowano pierwsze symptomy więdnięcia, a po pięciu
dniach wszystkie rośliny z grupy kontrolnej przestały spełniać funkcje ozdobne i
zwiędły. W grupie roślin z zaaplikowanym elementem geokompozytowym 1 pierwsze
objawy więdnięcia zaobserwowano po sześciu dniach od podlania, a proces
10
więdnięcia przebiegał przez kolejne trzy do pięciu dni.
Doświadczenie 2. Kwitnące rośliny o dużych potrzebach wodnych wynikających
z dużych zdolności transpiracyjnych, którym w fazie kwitnienia zaaplikowano element
geokompozytowy 1, zachowały dobrą kondycję bez podlewania, przez okres o 100
do 200% dłuższy niż rośliny bez elementu geokompozytowego 1. Zróżnicowanie
okresu zachowania dobrej kondycji roślin wynikało z sposobu aplikacji i rodzaju
elementu geokompozytowego 1. W przypadku drzewek Bonsai okres dobrej kondycji
roślin bez podlewania wydłużył się o 100 do 300%.
Doświadczenie 3. Zdolność roślin do poszukiwania wody w przypadku traw wysianych na piaszczystym podłożu, w którym na głębokości około 30 cm umieszczono
element geokompozytowy 1, w ciągu sezonu wegetacyjnego spowodował, przerośnięcie korzeniami całego profilu glebowego i utworzenie zwartej sieci korzeni. Dla
takiego samego podłoża i mieszanki traw, ale bez elementu geokompozytowego 1, w
tym samym czasie wytworzyła się darń o płytkim i słabo rozwiniętym systemie korzeniowym.
W przypadku zastosowania elementu geokompozytowego 1 pod krzewy i drzewa, do dużych obszarowo instalacji adaptuje się urządzenia sprawdzone w pracach
ogrodniczych czy leśnych. Urządzenia mechaniczne dostępne na rynku wykorzystuje
się bez adaptacji lub po odpowiednim ich zmodyfikowaniu usprawniającym posiadane przez sprzęt możliwości. Element geokompozytowy 1 instaluje się po uprzednim
zanurzeniu w wodzie lub roztworze nawozu, tak aby spęczniały materiał sorbujący 4
wypełniał jego przestrzeń. Podczas nasadzeń drzew elementy geokompozytowe 1
układa się na dnie wkopów przygotowanych pod sadzonki. W przypadku pojedynczych krzewów elementy geokompozytowe 1 układa się na dnie dołków pod sadzonki, które wykonuje się ręcznie, wiertnicą lub mini koparkami.
W przypadku zastosowania elementu geokompozytowego 1 pod żywopłoty do
dużych obszarowo instalacji adaptuje się urządzenia sprawdzone w pracach ogrodniczych czy leśnych. Urządzenia mechaniczne dostępne na rynku wykorzystuje się
bez adaptacji lub po odpowiednim ich zmodyfikowaniu usprawniającym posiadane
przez sprzęt możliwości. Element geokompozytowy 1 instaluje się po uprzednim zanurzeniu w wodzie lub roztworze nawozu, tak aby spęczniały materiał sorbujący 4
wypełniał jego przestrzeń. Przy nasadzeniach żywopłotów elementy geokompozytowe 1 układa się na dnie liniowego wykopu.
11
W przypadku zastosowania elementu geokompozytowego 1 pod rosnące już
drzewa do dużych obszarowo instalacji adaptuje się urządzenia sprawdzone w pracach ogrodniczych czy leśnych. Urządzenia mechaniczne dostępne na rynku wykorzystuje się bez adaptacji lub po odpowiednim ich zmodyfikowaniu usprawniającym
posiadane przez sprzęt możliwości. Elementy geokompozytowe 1 instaluje się po
uprzednim zanurzeniu w wodzie lub roztworze nawozu, tak aby spęczniały materiał
sorbujący 4 wypełniał jego przestrzeń. W przypadku aplikacji elementów geokompozytowych 1 pod rosnące już drzewa instaluje Się je do wykonanych ukośnych otworów pod system korzeniowy.
W przypadku zastosowania elementu geokompozytowego 1 pod uprawy polowe do dużych obszarowo instalacji adaptuje się urządzenia sprawdzone w pracach
ogrodniczych czy leśnych. Urządzenia mechaniczne dostępne na rynku wykorzystuje
się bez adaptacji lub po odpowiednim ich zmodyfikowaniu usprawniającym posiadane przez sprzęt możliwości. Element geokompozytowy 1 instaluje się po uprzednim
zanurzeniu w wodzie lub roztworze nawozu, tak, aby spęczniały materiał sorbujący 4
wypełniał jego przestrzeń. Przy nasadzeniach sadzonek krzewów owocowych a także truskawek i niektórych warzyw, w tym w intensywnych uprawach ogórków elementy geokompozytowe 1 układa się na odpowiedniej głębokości w równoległych rowkach.
W przypadku zastosowania elementu geokompozytowego 1 do gabionów element geokompozytowy 1 instaluje się po uprzednim zanurzeniu w wodzie lub roztworze nawozu, tak aby spęczniały materiał sorbujący 4 wypełniał jego przestrzeń. W
trakcie wypełniania kosza kamieniami, elementy geokompozytowe układa się w jednej lub kilku warstwach w pustkach, które następnie przesklepia się dla zachowania
sztywności montowanego kosza. Elementy geokompozytowe 1 dodatkowo można
układać w gruncie z tyłu poza koszem. W materacach gabionowych elementy geokompozytowe układa się wewnątrz materaca, a także w gruncie pod materacem.
W przypadku zastosowania elementu geokompozytowego 1 do ścian licowych
gruntów zbrojonych elementy geokompozytowe 1 układa się we wnętrzu głowicy zewnętrznej każdej układanej warstwie, a także na zawinięciu poza głowicą, którą wypełnia się urodzajną ziemią. W przypadku ścian licowych formowanych z pojemników
gazonowych elementy geokompozytowe układa się ręcznie na ich dnie, przed wypełnieniem ziemią. Element geokompozytowy 1 instaluje się po uprzednim zanurze-
12
niu w wodzie lub roztworze nawozu, tak aby spęczniały materiał sorbujący 4 wypełniał jego przestrzeń.
W przypadku zastosowania elementu geokompozytowego 1 na skarpach i skłonach, w trakcie wyrównywania powierzchni skarpy przed ułożeniem warstwy ziemi
urodzajnej, elementy geokompozytowe 1 połączone liniowo układa się rzędami na
powierzchni skarpy lub w płytkich rowkach a następnie kotwi się, np. kołkami drewnianymi lub stalowymi prętami. Elementy geokompozytowe 1 mogą być też układane
na krzyż. Elementy geokompozytowe 1 instaluje się po uprzednim zanurzeniu w wodzie lub roztworze nawozu, tak aby spęczniały materiał sorbujący 4 wypełniał jego
przestrzeń.
W przypadku zastosowania elementów geokompozytowych 1 do doniczek i pojemników na sadzonki kwiatów, niewielkiej rozmiarów formy elementy geokompozytowe 1 układa się w dnie każdego z pojemników. Do dużych objętościowo pojemników i kontenerów na wielogatunkowe instalacje, odpowiednio dobrane formy elementów geokompozytowych 1 układa się nad systemem drenażowym pojemnika. W
przypadku instalacji wielokwiatowych elementy geokompozytowe 1 układa się na
różnych poziomach zależnie od potrzeb konkretnej rośliny. Element geokompozytowy 1 instaluje się po uprzednim zanurzeniu w wodzie lub roztworze nawozu, tak aby
spęczniały materiał sorbujący 4 wypełniał jego przestrzeń.
W przypadku zastosowania elementów geokompozytowych 1 pod nowo zakładane trawniki różne formy elementów geokompozytowych 1 rozściela się powierzchniowo i kotwi a następnie pokrywa się warstwą ziemi urodzajnej. W przypadku istniejących trawników z ich powierzchni, wycina się rowki, do których wprowadza się elementy geokompozytowe 1 w układzie liniowym lub na krzyż. Rowki następnie zasypuje się wydobytą ziemią, a powierzchnię zniszczonej darni obsiewa się powtórnie.
Elementy geokompozytowe 1 instaluje się po uprzednim zanurzeniu w wodzie lub
roztworze nawozu, tak aby spęczniały materiał pęczniejący 4 wypełniał jego przestrzeń.
Element geokompozytowy 1 według wynalazku może znaleźć zastosowanie
wszędzie tam, gdzie rozwój roślin jest limitowany dostępnością wody lub tam, gdzie
chce się zapewnić optymalne warunki do ich rozwoju. Podstawowe zastosowanie
elementów geokompozytowych 1 sorbujących wodę to aplikacja do środowiska glebowego w celu przechwytywania, czasowego zatrzymania a następnie udostępnienia
13
roślinom części wód opadowych lub wody dostarczanej przez system nawadniający.
Element geokompozytowy 1, według wynalazku, może mieć zastosowanie w uprawach warzywniczych, kwiatowych, szkółkarskich, sadowniczych, itp. Elementy geokompozytowe 1, według wynalazku, mogą też znaleźć zastosowanie w uprawach
hydroponicznych oraz w miejscach, gdzie odpływ infiltrujących wód opadowych jest
celowo zwiększany, np. na zielonych dachach, w gabionach i materacach gabionowych. Istotną poprawę warunków retencji wodnej uzyskuje się także w instalacjach
roślinnych na konstrukcjach oporowych, na tzw. zielonych ścianach, konstrukcjach
barier dźwięko- i energochłonnych, a także na stokach, skłonach i skarpach wykonanych z materiałów naturalnych oraz antropogenicznych.
Opracowanie elementu geokompozytowego 1 sorbującego wodę pozwala na
zastosowanie superabsorbentów na obszarach o znacznym nachyleniu – np. na
skarpach budowli ziemnych. Wcześniej było to niemożliwe lub bardzo ryzykowne.
Superabsorbent po zmieszaniu z glebą w momencie opadu deszczu pęcznieje. Nawet przy ograniczonej zdolności pęcznienia spowodowanej brakiem wolnej przestrzeni i działającymi naprężeniami, jest w stanie wypełnić część porów w glebie.
Powstający żel wypełniający pory gleby znacząco zmniejsza wartość kąta tarcia wewnętrznego. Na skarpach i skłonach może doprowadzić to do osunięcia się warstwy
gleby wymieszanej z superabosrbentem. Tak więc element geokompozytowy według
wynalazku może zapewniać długotrwałą i skuteczną ochronę przed erozją i zabezpieczać stateczność zewnętrznej warstwy z okrywą roślinną dzięki wrastaniu korzeni
do jego wnętrza, co tworzy rodzaj „maty” składającej się z systemu korzeniowego i
elementu geokompozytowego mocowanego do podłoża, zwiększającej odporność na
erozję.
14
Fig. 1
15
A)
B)
C)
D)
Fig. 2
16
Fig. 3
Fig. 4
17
Zastrzeżenia patentowe
1. Element geokompozytowy, zwłaszcza do wspomagania wegetacji roślin posiadający elementy osłonowe przepuszczające wodę oraz materiał sorbujący
wodę umieszczony w przestrzeni utworzonej przez elementy osłonowe, znamienny tym, że posiada konstrukcję szkieletową (3) tworzącą przestrzeń dla
materiału sorbującego (4) i otulinę (2) umieszczoną na powierzchni konstrukcji
szkieletowej.
2. Element, według zastrz.1, znamienny tym, że konstrukcja szkieletowa (3)
uformowana jest z siatki albo geokraty, albo perforowanych taśm, albo przestrzennych mat drenażowych, albo splecionych włókien, albo drutów.
3. Element, według zastrz.1, znamienny tym, że konstrukcja szkieletowa (3)
wykonana jest z materiału naturalnego i/lub syntetycznego.
4. Element, według zastrz.3, znamienny tym, że materiałem naturalnym jest wiklina albo konopie, albo włókno kokosowe.
5. Element, według zastrz.3, znamienny tym, że materiałem syntetycznym jest
polietylen.
6. Element, według zastrz.1, znamienny tym, że konstrukcja szkieletowa (3) ma
postać walca albo sfery, albo sześcianu, albo bryły o podstawie cyfry 0, albo
cyfry 8, albo innej bryły.
7. Element, według zastrz. 1, znamienny tym, że otulina (2) jest włókniną albo
geowłókniną, albo tkaniną.
8. Element, według zastrz. 1, znamienny tym, że otulina wykonana jest z surowej, w 100% syntetycznej włókniny.
9. Element, według zastrz. 8, znamienny tym, że włóknina jest z poliestru.
10. Element, według zastrz. 7, znamienny tym, że tkanina jest z grupy obejmującej szermezę.
11. Element, według zastrz. 1, znamienny tym, że materiałem sorbującym (4) jest
superabsorbent.
12. Element, według zastrz.1, znamienny tym, że pod dolną częścią otuliny (2),
umieszczony jest materiał (5) o niskiej przepuszczalności albo materiał nieprzepuszczalny (5) dla wody i roztworów wodnych, o powierzchni co najmniej
równej podstawie elementu geokompozytowego (1).
13. Element, według zastrz.1, znamienny tym, że elementy geokompozytowe (1)
połączone są ze sobą liniowo.