Chimenea industrial urbana de doble uso para instalaciones enterradas, construída con tejido tensado.

1. La chimenea de evacuación de humos está caracterizada por ser una estructura ligera tensada que permite generar un volumen interior hueco por el que se dispondrán los conductos de evacuación de humos al mismo tiempo que,

en sí misma, funciona como chimenea solar.

2. La chimenea se compone de un mástil (1), de una base y su cimentación (11), de unos aros de compresión con sus tirantes (4), de un anillo de enlace a la base (3) y de un forro exterior (2).

3. El mástil (1) está formado por un tubo estructural hueco de acero que se eleva toda la altura. La base que lo ancla a la cimentación (11), se compone de una estrella de perfiles metálicos (13) y un encepado de hormigón armado enterrado. Los anillos de compresión metálicos (4) forman la volumetría exterior, arriostran el conjunto y le otorgan estabilidad. Se componen de unos tubos en forma de aros cerrados de acero y unos tirantes de cables o barras de acero inoxidable (5). Esta malla cilíndrica se unirá mediante cables de tensión a la base mediante el anillo de enlace (3) que es un aro de compresión de mayores dimensiones construido con tubo hueco de acero estructural.

4. Al mástil se adosan las unidades de salidas de gases o conductos de evacuación (10) de las instalaciones enterradas (7) compuestas por conductos de doble chapa de acero inoxidable con aislamiento de fibra de vidrio interior.

5. La superficie generada por los anillos, que es una superficie reglada vertical de dos metros en la parte superior y cuatro en la parte inferior, se recubre con un forro exterior mediante un material textil complejo (2), compuesto por una combinación de fibra óptica y emisores de luz. El forro textil (2) genera un hueco vertical que también funciona como chimenea solar. En verano, la superficie superior de las chimeneas se calentarán produciendo, por el ascenso del aire (9) y la compresión del conducto de circulación una aspiración que generará una entrada de aire más fresco de la superficie en sombra del suelo. El espacio público reducirá en algunos grados su temperatura. En invierno ese calor se intenta mantener bajo el umbráculo (8) impidiendo el movimiento vertical de al aire.

Chimenea industrial urbana de doble uso para instalaciones enterradas, construida con tejido tensado.

Sector de la Técnica:

Se refiere al sector de la construcción, de los dispositivos constructivos para evacuación de humos y ventilación en instalaciones e infraestructuras enterradas en localizaciones urbanas, principalmente residenciales.

Estado de la Técnica:

Los espacios de infraestructuras e instalaciones urbanas en nuestras ciudades tienden a ser elementos a esconder ocupando gran parte de la superficie del subsuelo de nuestras calles. Estas instalaciones -que, además, cada vez son más numerosas destacándose aquí las del tipo District Heating para barrios ecológicos que centralizan servicios de calefacción o generación de agua caliente sanitaria para varios edificios-, generan en el momento de su salida a superficie unos puntos conflictivos nunca bien resueltos. La gran mayoría, son puntos negativos estética y urbanísticamente que son necesarios esconder de la visión ciudadana. En este caso se proponen ser aprovechados para generar elementos urbanos que ordenen el espacio público.

Los puntos de evacuación o chimeneas no han evolucionado desde la antigüedad siendo soluciones que sólo resolvían su propia problemática y no habían recogidos otras funciones posibles. El elemento tradicional era un simple cilindro, de un solo material, el ladrillo, cuya estabilidad era resuelta por la forma apuntada, la geometría circular y la estaticidad y tectónica del material y su aparejo. Esta forma era construida in-situ, adaptada a las condiciones específicas del lugar. Su porte y su visibilidad era fuertes y los inconvenientes de su función eran suplidos por las ventajas de su forma y monumentalidad. Hoy en día quedan ejemplos que se han conservado y que decoran espacios públicos e nuestras ciudades.

Posteriormente fue sustituido, dada la laboriosidad y complejidad de su construcción por sistemas también in situ en hormigón, -cuyas formas no resultan tan elegantes-, o bien por módulos prefabricados, bien en hormigón, bien con piezas cilíndricas metálicas. En estos casos, la estabilidad para aguantar la gran altura que debían tener –problemas de estabilidad de la propia forma gravedad junto a las fuerzas que viento y sismo podrían ayudar a su colapso- se resolvía mediante una estructura supletoria ajena adosada, o por las propias dimensiones del conjunto.

Estas instalaciones pasaron a ser propias de cada vivienda, o de cada bloque de viviendas, quedando ocultas en las edificaciones. Ha sido últimamente, cuando se están generalizando la centralización de servicios para optimizar los gastos y generar una producción y consumo más ecológico, cuando han vuelto a surgir n las ciudades grandes piezas o infraestructuras técnicas que por su necesidad de ubicación urbana centralizada han debido enterrarse. Así mismo nuestras ciudades han aumentado la altura de las edificaciones residenciales por lo que estas chimeneas han aumentado la altura necesaria para evacuar humos sin producir molestias o efectos nocivos a los residentes.

En todo caso en estos elemento nunca han asumido ninguna función más que la de evacuar humos o ventilación. Sólo han sido elementos visuales de referencia. Hoy en día la sociedad reclama que las instalaciones y elementos industriales no sólo resuelvan la función específica para cual son previstas sino que también ayudan a generar o resolver otras funciones o servicios urbanos.

En este caso se trata de darlas un doble uso. Además de evacuar, mediante conductos cerrados los humos y vapores de agua de las instalaciones enterradas, puede ser, al mismo tiempo, una chimenea solar que genere por su interior unas corrientes de aire que evacúen y controlen térmicamente un espacio público a su alrededor.

Por esto, el invento que se presenta en esta solicitud se refiere en esencia a un nuevo tipo de chimenea que aprovechando la necesidad de un mástil erguido, sin cimentación profunda, y una estructura ligera mínima necesaria para ser estable, sea la vez dos chimeneas simultáneas: la industrial, por los conductos cerrados, y la urbana, por el interior abierto del volumen construido. El invento propone, además, que el tipo de cubrición a la chimenea, pueda generar la iluminación de este espacio por medio de una tela tejida con fibra óptica, aportando la suficiente luz para iluminar el conjunto.

Explicación de la Invención:

Se trata de unas chimeneas de gran altura ya que deben construirse en el interior de la ciudad, en barrios residenciales nuevos y por lo tanto rodeados con edificaciones de gran altura. Por ello las chimeneas convencionales generan un fuerte impacto visual y contaminante en su entorno. El invento trata de minimizar el impacto de este tipo de infraestructuras y suplementarlo con un funcionamiento como chimenea solar. Para ello se minimiza y aligera la estructura necesaria para la estabilidad vertical, cambiando sistemas estructurales de masa y compresión (ladrillo u hormigón) por sistemas ligeros, de tracción y atirantados (barras o tirantes metálicos y tejidos

plásticos) . Es sabido que los esfuerzos en tensión requieren menos material que las cargas transmitidas a compresión.

Al reducir la estructura necesaria, la chimenea, sin reducir sus dimensiones, pierde peso y se “esponja”, esto es, el cerramiento se vuelve poroso y el interior del mismo se convierte en una chimenea solar. Este tipo de chimeneas, usando el calor que recibe del sol en su cerramiento exterior, genera unas corrientes verticales de aire en su interior (efecto “venturi”) que controladas permiten controlar climáticamente un espacio.

Igualmente, el impacto visual de las chimeneas industriales se contrarresta y se invierte ya que se utilizan materiales más amables y sin referencias negativas para estos barrios residenciales, como son los tejidos textiles. Las chimeneas serán vistas como unas evaporizaciones etéreas, dado que la vestimenta es muy abierta y porosa junto al uso de efectos lumínicos y foto luminiscentes.

La estructura básica que sustenta las chimeneas, y resuelve las cargas horizontales a viento o sismo, es un mástil que trabaja como voladizo empotrado en el suelo. Esta patente también reduce la necesidad de una cimentación profunda o costosa, tipo pilotaje o similar, sustituida por un basamento y una losa superficial.

La chimenea industrial urbana así definida tiene un doble uso superpuesto: es una chimenea industrial que evacúa gases de instalaciones enterradas mediante conductos industriales dispuestos en el interior del volumen y es una chimenea solar que mueve el aire controlando térmicamente un entorno. Su funcionamiento es simple: En verano, la superficie superior de las chimeneas se calentarán produciendo, por el ascenso del aire (9) y la compresión del conducto de circulación una aspiración que generará una entrada de aire más fresco de la superficie en sombra del suelo. Se logra reducir la temperatura inferior en algunos grados centígrados. En invierno ese calor se mantene bajo el anillo inferior (8) impidiendo el movimiento vertical del aire y aumentando algunos grados la temperatura del suelo.

Exposición detallada de Modo de Realización así como su Aplicación Industrial:

Se expone detalladamente la descripción pormenorizada de toda la chimenea, dividiendo la exposición en las partes constituyentes.

Instalaciones existentes que necesiten la evacuación de humos (7) : Las chimeneas resuelven el problema de evacuación de humos de unas infraestructuras tipo Distric Heating, Recogida Neumática de Basuras, Sistemas de Cogeneración, o similares, que se diseñen enterradas en zonas residenciales urbanas o rurales de gran superficie. Las salidas de gases o ventilaciones de estas instalaciones (10) se subdividen en conductos de dimensiones máximas interiores 400-500 mm y exteriores 600-700 mm. Estos conductos se ejecutarán por piezas prefabricadas en anillo de doble camisa en acero inoxidable con aislamiento intermedio de lana de roca, de densidad 100 Kg/m3, capaz de soportar temperaturas de 120C. El acero inoxidable será AISI 304 (1.4301) . El asilamiento en las uniones se realiza con fibra cerámica integrada en la doble pared.

Las chimeneas: Las chimeneas de evacuación de doble uso objeto del invento serán evacuaciones verticales que podrán alcanzar una altura entre 30 a 45 metros desde su base. Su número dependerá del número de conductos de evacuación necesarios según las instalaciones previstas y la superficie urbana que quiérase controlada y climatizada naturalmente. Las chimeneas constan de base y cimentación, mástil, anillos de compresión y tirantes, anillo de cubrición o umbráculo y revestimiento...

1. La chimenea de evacuación de humos está caracterizada por ser una estructura ligera tensada que permite generar un volumen interior hueco por el que se dispondrán los conductos de evacuación de humos al mismo tiempo que, en sí misma, funciona como chimenea solar.

2. La chimenea se compone de un mástil (1) , de una base y su cimentación (11) , de unos aros de compresión con sus tirantes (4) , de un anillo de enlace a la base (3) y de un forro exterior (2) .

3. El mástil (1) está formado por un tubo estructural hueco de acero que se eleva toda la altura. La base que lo ancla a la cimentación (11) , se compone de una estrella de perfiles metálicos (13) y un encepado de hormigón armado enterrado. Los anillos de compresión metálicos (4) forman la volumetría exterior, arriostran el conjunto y le otorgan estabilidad. Se componen de unos tubos en forma de aros cerrados de acero y unos tirantes de cables o barras de acero inoxidable (5) . Esta malla cilíndrica se unirá mediante cables de tensión a la base mediante el anillo de enlace

(3) que es un aro de compresión de mayores dimensiones construido con tubo hueco de acero estructural.

4. Al mástil se adosan las unidades de salidas de gases o conductos de evacuación (10) de las instalaciones enterradas (7) compuestas por conductos de doble chapa de acero inoxidable con aislamiento de fibra de vidrio interior.

5. La superficie generada por los anillos, que es una superficie reglada vertical de dos metros en la parte superior y cuatro en la parte inferior, se recubre con un forro exterior mediante un material textil complejo (2) , compuesto por una combinación de fibra óptica y emisores de luz. El forro textil (2) genera un hueco vertical que también funciona como chimenea solar. En verano, la superficie superior de las chimeneas se calentarán produciendo, por el ascenso del aire (9) y la compresión del conducto de circulación una aspiración que generará una entrada de aire más fresco de la superficie en sombra del suelo. El espacio público reducirá en algunos grados su temperatura. En invierno ese calor se intenta mantener bajo el umbráculo (8) impidiendo el movimiento vertical de al aire.