insuflável para abrigo
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8/17/2019 Insuflável para abrigo
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(11) Número de Publicação: PT 105300(51) Classificação Internacional:
E04H 9/00 (2006)
E04H 15/20 (2006)
(12) FASCÍCULO DE PATENTE DE INVENÇÃO
(22) Data de pedido: 2010.09.20
(30) Prioridade(s):
(43) Data de publicação do pedido: 2012.03.20
(73) Titular(es):
MARIA DE FÁTIMA CANTEIRO NETORUA EMBAIXADOR EDUARDO CONDÉ, Nº 39, 3ºESQUERDO5370-439 MIRANDELA PT
(72) Inventor(es):
MARIA DE FÁTIMA CANTEIRO NETO PT
(74) Mandatário:
(54) Epígrafe: ABRIGO AUTO-SUSTENTÁVEL INSUFLÁVEL DE EMERGÊNCIA
(57) Resumo: A PRESENTE INVENÇÃO DIZ RESPEITO A UM ABRIGO DE EMERGÊNCI INSUFLÁVEL DE USO EMSITUAÇÕES DE CATÁSTROFES NATURAIS, ÁREAS DE CONFLITO OU SITUAÇÕES DE GUERRA; PRONTO AUSAR SEM NECESSIDADE DE MONTAGEM OU ACESSÓRIO (1) (2) (3), APRESENTA UMA AUTONOMIA DE 8DIAS APÓS A SUA ORGANIZAÇÃO IN LOCO.DESTA FORMA A PRESENTE INVENÇÃO É ÚTIL PARAPREENCHER FALHAS QUE EXISTEM HOJE NOS OBJECTOS UTILIZADOS E NO SEU PLANEAMENTO,OFERECENDO A SOLUÇÃO PARA AS NECESSIDADES DE HABITAR EM SITUAÇÃO DE EMERGÊNCIA
INDEPENDENTEMENTE DO LUGAR, DO CLIMA OU DA SITUAÇÃO DE CATÁSTROFE. È ÚTIL, PORPROPORCIONAR A QUALIDADE/PREÇO QUE NÃO EXISTE NOS ELEMENTOS UTILIZADOS PELAS EQUIPAS DEINTERVENÇÃO, NOMEADAMENTE EM TENDAS E OBJECTOS SIMILARES. SENDO FACILMENTETRANSPORTÁVEL E FLEXÍVEL, DÁ RESPOSTA ÀS NECESSIDADES BÁSICAS DE HIGIENE, CONFORTO ESOCIABILIDADE E VIABILIZA ECONOMICAMENTE ESTA INTERVENÇÃO SUSTENTÁVEL ALINDANDO-SE AOCONCEITO DE PRODUTO LIGEIRO COMERCIALIZÁVEL, DE BAIXO CUSTO, FLEXÍVEL, RECICLÁVEL E PRÉ-FABRICADO.
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R E S U M O
“Abrigo auto-sustentável insuflável de Emergência”
A presente invenção diz respeito a um abrigo de emergência
insuflável de uso em situações de catástrofes naturais,
áreas de conflito ou situações de guerra; pronto a usar sem
necessidade de montagem ou acessório (1) (2) (3), apresenta
uma autonomia de 8 dias após a sua organização in loco.
Desta forma a presente invenção é útil para preencher
falhas que existem hoje nos objectos utilizados e no seu
planeamento, oferecendo a solução para as necessidades de
habitar em situação de emergência independentemente do
lugar, do clima ou da situação de catástrofe.
È útil, por proporcionar a qualidade/preço que não existe
nos elementos utilizados pelas equipas de intervenção,
nomeadamente em tendas e objectos similares.
Sendo facilmente transportável e flexível, dá resposta às
necessidades básicas de higiene, conforto e sociabilidade e
viabiliza economicamente esta intervenção sustentável
alindando-se ao conceito de produto ligeiro
comercializável, de baixo custo, flexível, reciclável e
pré-fabricado.
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D E S C R I Ç Ã O
“Abrigo auto-sustentável e insuflável de Emergência”
Domínio técnico da invenção
A presente invenção diz respeito a um abrigo auto-
sustentável insuflável de emergência de três Unidades
básicas com diferentes funções, que quando organizadas
entre si dão resposta às várias necessidades de emergência.
Desta forma, a presente invenção tem aplicação na área da
protecção civil e ajuda internacional, através da criação
de abrigos de emergência que facilitam o tempo de resposta
destas entidades e permitem o uso imediato, pretendendo
substituir as limitadas tendas de campanha, entre outros
similares, aplicadas ainda hoje às situações de emergência
por todo o mundo.
Antecedentes da invenção
A origem do abrigo temporário remete-nos para as tendas e
os toldos tradicionais, usados ainda hoje por todo o mundo
em situações de emergência.
Não é necessária uma pesquisa profunda para perceber que as
tentativas feitas nesta área não respondem às verdadeiras
necessidades de um abrigo de emergência, pelo menos não no
tempo e com a eficiência que necessitam. Muitas vezes há
tentativas de utilizar materiais autóctones para abrigos de
emergência, para além de ser menos rápido, incentiva a uma
apropriação do abrigo como permanente.
O processo de reconstrução é muitas vezes adiado ou nunca
concretizado porque para pessoas que nunca tiveram uma casa
que lhe oferecesse condições mínimas, qualquer abrigo semostra adequado para viver permanentemente.
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Como foi fácil de perceber após uma pesquisa, ainda nenhum
abrigo capaz de competir com as tradicionais tendas tinha
sido inventado. Esta invenção nasce da necessidade de criarum abrigo inovador que cobrisse as necessidades básicas das
situações de emergência.
A nível económico a situação de resposta actual da
protecção civil encontra-se em crise pelos altos gastos em
alimentação, energia, aluguer de equipamentos, e falta de
condições próprias das tendas e dos abrigos que adquirem a
preços superiores aos da presente invenção. Para além de
vantagens económicas, de planeamento e de segurança, há
também a grande questão ecológica do objecto pelo seu
carácter renovável e reutilizável, mas também pela
dignificação do abrigo enquanto abrigo e não habitação
permanente. Esta solução, para além de resolver questões
técnicas, resolve ainda as grandes questões culturais e
geográficas que condicionam as equipas de Emergência.
Nasce assim a presente invenção, como resposta a esta
necessidade de criar verdadeiros abrigos de emergência que
sejam autosustentáveis, inovadores e adequados às
necessidades de hoje.
Estado da técnica
Numa pesquisa cuidada ao estado da técnica foram
encontrados diversos documentos relacionados com abrigos de
emergência. É de salientar, que a maioria destes documentos
refere apenas objectos desmontáveis, frágeis ou elementos
pontuais para situações específicas sem capacidade de
responder a catástrofes de grande escala, nem tão pouco
adaptar-se a um lugar incerto, desprovidos de qualquer
conotação com abrigo auto-sustentável e insuflável deemergência. Existem ainda outros documentos encontrados
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sobre abrigos de emergência para animais, investigação que
está fora do âmbito desta invenção.
O documento US 5615640(A) descreve um abrigo de emergência
para animais domésticos, mais especificamente métodos e
aparelhos para um abrigo de emergência que funciona como
uma habitação temporária para animais domésticos durante
desastres naturais como enchentes e outras emergências,
pelo contrário, a presente invenção apresenta um abrigo de
emergência para pessoas em caso de desastres naturais e
outras situações de emergência. O que permite dar resposta
a outro problema – resolver os abrigos temporários para os
refugiados em caso de catástrofe ou outra situação de
emergência.
O documento US 6981347(B1) descreve uma caixa abrigo para
uso individual, de material rígido, e limitado na sua
organização e planeamento a grande escala. É uma caixa
pensada para o problema dos sem-abrigo e algumas situações
de catástrofes. Recorre a sistemas electrónicos para fechar
as mesmas e guardar os pertences, não oferece um bom
comportamento térmico, nem tão pouco é flexível ao ponto de
se adaptar às necessidades de diferentes climas. Não se
apresenta como um objecto autónomo capaz de responder às
necessidades básicas desde o primeiro momento em que o
objecto é montado. Pelo contrário, a presente invenção
apresenta uma solução universal que se adapta ao lugar, ao
clima e á cultura numa situação de emergência – catástrofes
naturais ou outras – através de módulos insuflados
flexíveis, de uso familiar, o que permite um planeamento a
grande escala através da organização flexível das
diferentes Unidades apresentadas para as diferentes
necessidades básicas individuais e sociais. Adapta-se aqualquer tipo de terreno, pela sua forma e o seu transporte
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é possível mesmo em sítios onde chegar é uma barreira.
Oferece a dignidade e conforto necessário para cada
refugiado e a sua família. Não funciona como uma réplicaadaptada de casa, mas como abrigo temporário que pretende
ser, com todas as necessidades básicas necessárias. È auto-
suficiente nas necessidades energéticas básicas, e está
adaptado para ser autónomo durante 8 dias.
O documento US 2010122499(A1) descreve um abrigo com
material rígido baseado em painéis desmontáveis, para
pessoas que ficaram sem abrigo após uma catástrofe, guerra,
para animais ou simplesmente um abrigo para expedições, de
comportamento e montagem similar ás das tradicionais
tendas, pelo contrário, a presente invenção apresenta
Unidades auto-sustentáveis e insufláveis que integram em si
todos os elementos necessários para dar resposta a uma
situação de emergência; reúne em si a possibilidade de
planeamento a grande escala, racionalizando e maximizando a
utilização do espaço segundo funções e grupos sociais. O
que permite rapidez de resposta e autonomia desde o
primeiro dia de implantação, não necessita de montagem, nem
de elementos adicionais ou acessórios para o seu perfeito
funcionamento.
O documento GB 2465330(A) descreve um abrigo desmontável
portátil, oco, com dois pisos que se empilham, um kit de
emergência incluindo mobiliário desmontável, de formas
rígidas e com obstáculos de altura, pelo contrário, a
presente invenção apresenta um abrigo facilmente
transportável, sem necessidade de montagem, que se empilha
e reutiliza, insuflado – o que significa que toda a sua
área é útil - e não necessita de nenhum acessório, o quepermite uma resposta e utilização imediata, acrescenta
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qualidade, autonomia e um novo conceito no objecto – abrigo
– de emergência.
O documento JP 2010043518(A) descreve uma tenda de
emergência que pode ser usada como abrigo, pelo contrário,
a presente invenção apresenta-se como uma solução face às
tendas que se encontram em crise pelos altos gastos em
alimentação, energia, arrendamento de equipamentos, e falta
de condições próprias das tendas e dos abrigos que são
adquiridos a preços superiores aos das Unidades criadas.
Para além de vantagens económicas, de planeamento e de
segurança, há também a grande questão ecológica do objecto
pelo seu carácter renovável e reutilizável, mas também pela
dignificação do abrigo enquanto abrigo e não habitação
permanente.
O documento DE 102008035937(A1) descreve uma casa para
situações de emergência que dispõe de unidades de material
rígido longitudinais e transversais que montadas criam
paredes e tectos, apesar de ser de material rígido, não
oferece mais que as simples tendas, pelo contrário, a
presente invenção apresenta-se como abrigo temporário –
flexível, económico, reutilizável e autónomo - e não casa
temporária que pode limitar a reconstrução, e o verdadeiro
sentido dos campos de refugiados que é serem plataformas de
transição como apelo à reconstrução.
Breve Descrição das Figuras
A figura 1 apresenta uma representação esquemática de um
corte da Unidade Dormitório – organização do espaço
interior, integração do mobiliário na forma, sem
necessidade de nenhum elemento adicional. Representação dapossível curva de deformação Unidade insuflável.
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A figura 2 apresenta uma representação esquemática de um
corte da Unidade Dormitório– organização do espaço
interior, integração do mobiliário na forma, sem
necessidade de nenhum elemento adicional. Representação da
possível curva de deformação Unidade insuflável.
A figura 3 apresenta a planta de piso da Unidade Dormitório
e Planta de Cobertura.
A figura 4 apresenta cortes transversais e longitudinais na
Unidade Dormitório, com a representação das medidas
antropométricas das câmaras de dormir.
A figura 5 apresenta os alçados da Unidade Dormitório com
referência à escala humana.
A figura 6 apresenta pormenores esquemáticos da Unidade
Dormitório – Pormenores dos materiais e dos sistemas
integrados na forma.
A figura 7 apresenta a planta de piso da Unidade de
Instalações Sanitárias e a planta de cobertura com
referência aos dois pontos de ventilação de duas câmaras de
sanitários.
A figura 8 apresenta cortes transversais e longitudinais na
Unidade de Instalações Sanitárias com referência à
utilização manual dos mecanismo de duches e sanitários.
A figura 9 apresenta os alçados da Unidade de Instalações
Sanitárias com a referência á escala humana.
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A figura 10 apresenta pormenores esquemáticos da Unidade de
Instalações Sanitárias – Pormenores dos materiais e dos
mecanismos integrados na forma - duches.
A figura 11 apresenta pormenores esquemáticos da Unidade de
Instalações Sanitárias – Pormenores dos materiais e dos
mecanismos integrados na forma - sanitários.
A figura 12 apresenta a planta de piso da Unidade de
Serviços e Planta de Cobertura.
A figura 13 apresenta cortes transversais e longitudinais
na Unidade de Serviços, com a representação das medidas
antropométricas e esquema de ventilação.
A figura 14 apresenta os alçados da Unidade de Serviços com
referência á escala humana.
A figura 15 apresenta pormenores esquemáticos da Unidade de
Serviços – Pormenores dos materiais e dos sistemas
integrados na forma.
A figura 16 apresenta as estratégias passivas/activas de
controlo térmico em climas quentes húmidos.
A figura 17 apresenta as estratégias passivas/activas de
controlo térmico em climas frios.
A figura 18 apresenta as estratégias passivas/activas de
controlo térmico em climas quentes secos.
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A figura 19 apresenta as estratégias passivas/activas de
controlo térmico em climas temperados – Verão (36) e
Inverno (37).
A figura 20 apresenta esquematicamente a Flexibilidade –
formas de acoplagem e organização entre as várias Unidades
– para a criação de novos espaços e infra-estruturas
variadas.
A figura 21 apresenta o planeamento estratégico para o
clima quente seco.
A Figura 22 apresenta o planeamento estratégico para o
clima temperado.
A figura 23 apresenta o planeamento estratégico para o
clima quente húmido.
A figura 24 apresenta o planeamento estratégico para o
clima frio.
A figura 25 apresenta a estrutura interior em borracha da
Unidade Dormitório (51), a manta de borracha que reveste a
estrutura na parte interior e na parte exterior criando uma
caixa-de-ar, os anéis alternados laterais e o anel
longitudinal superior e inferior, após insuflamento (53).
A figura 26 apresenta um Corte nas extremidades da Unidade
Dormitório para representar a estrutura em borracha de 2cm
de espessura no interior dos anéis insuflados, e a Unidade
com revestimento e sem revestimento após utilização.
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A figura 27 apresenta Esquema do ciclo interno das unidades
abrigo de emergência para tornar o campo auto-suficiente –
biodigestor– ciclo: Unidade de Instalações sanitárias -
águas negras - tanque biodigestor - gás – gerador conversor
de gás em electricidade – Unidades de Serviços –
Equipamentos.
A figura 28 apresenta o meio de transporte aéreo e o método
de insuflamento por queda.
Descrição da invenção
A presente invenção diz respeito a 3 Unidades de diferentes
funções básicas: dormir, comer/socializar e manter a
higiene diária mínima.
A Unidade Dormitório dá resposta à necessidade básica de
habitabilidade e protecção. Tem capacidade para 8 pessoas,
como número capaz de conter uma família, ou um núcleo de
pessoas controlado. A razão que levou a este número, foi a
desadequação das tendas multifamiliares que retiram a
privacidade, aumentam o contágio de doenças, e incentivam à
promiscuidade entre outros problemas sociais.
É uma unidade insuflável (fig.2), com zonas alternadas de
cheio (5) /vazio (6), revestida no seu interior por uma
fibra sintética impermeável, que se coloca e retira a cada
utilização (7). Tem 8 câmaras distribuídas em altura, com
as dimensões apropriadas e ergonómicas para cada pessoa
dormir (1), ou sentar-se nas câmaras inferiores (2) –
pensadas para as pessoas de mobilidade condicionada ou
idosos - e quatro pequenas câmaras na zona inferior da
unidade que serve para guardar bens e pertences (3). Entre
as câmaras de dormir existe um espaço de circulação (4). Aentrada da unidade é uma folha dupla com câmara-de-ar de
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fibra sintética impermeável, mas translúcida com abertura
em fecho (8), para permitir a entrada de luz mas manter a
privacidade. A mesma abertura é utilizada na parte superiordo objecto na abertura circular (7) de iluminação natural e
ventilação (9). A base da Unidade é reforçada com dupla
manta de borracha (14) para proteger o objecto insuflável
do impacto da queda e do contacto directo com o solo. Não
necessita de acessórios, todos os elementos estão
desenhados na forma que é um todo (fig.4), e que, sendo
insuflado, toda a área da Unidade é útil.
Todas as Unidades têm como principal objectivo a sua
autonomia no sentido energético e funcional mantendo o
conforto através da iluminação natural (7) e artificial
(11) e das estratégias passivas – ventilação (11) (10),
termo-regulação. Para climas extremos tem a ajuda de
sistemas activos de ventilação e aquecimento (12). Na parte
superior do objecto há uma manta (1x2m) de painel
fotovoltaico (8) que alimenta os sistemas das estratégias
activas, assim como a iluminação led interior (11).
A partir do momento em que esta é insuflada mecanicamente
ou através de uma explosão controlada pelo sistema adaptado
do air-bag – Lei dos gases ideias - todas as Unidades estão
prontas a ser habitadas (64) (65).
A Unidade de Instalações Sanitárias (fig.7) dá resposta às
necessidades básicas de higiene. É a única das três
Unidades apresentadas que devido ao seu uso e às forças
acrescidas a que vai estar sujeita, requer reforços
estruturais. Contém 4 pontos de sanitários (17) e dois
pontos de duches (18). Cada Unidade de Instalações
Sanitárias dá resposta a 64 pessoas, ou seja 8 Unidades
Dormitório. Esta Unidade foi pensada para ser auto-suficiente durante 8 dias, tempo previsto segundo o uso
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deste equipamento, para organizar e estabelecer o
acampamento. Tem 3 depósitos – águas brancas (20)
(superior), aguas cinza (21) (intermédio) e águas negras
(22) (inferior) (fig.10). Estas câmaras de água sujeitam a
Unidade a maiores pressões consequentemente a sua estrutura
é reforçada tendo uma base sólida em borracha (19) com dois
depósitos de águas negras (22) e mais de 80% de zonas
insufladas (5).
A dimensão do depósito superior de águas brancas (20) foi
calculada segundo os valores da Organização Mundial de
Saúde, tendo em conta a relação da quantidade mínima
necessária de litros/pessoa/dia. Para gerir a utilização da
água de forma a rentabilizar o seu uso, esta é reutilizada
num sentido descendente da organização das câmaras de água,
partindo da ordem de necessidade de águas brancas (câmara
superior) para dois pontos da Unidade – banhos (18) e
lavatório (17) - passando para as águas cinzas (20) (câmara
intermédia) das descargas, e por sua vez para as águas
negras (22) (câmara inferior) onde termina o ciclo de
aproveitamento da água juntamente com os resíduos sólidos.
A localização das câmaras em sentido descendente é com o
objectivo de movimentar as águas sem necessidade a qualquer
força mecânica utilizando apenas a força gravítica e
acrescentando pontos de força manual – controlador de
chuveiro (25), descarga do autoclismo (26) e manivela (24)
para retirar a água dos duches para o depósito das águas
cinzentas (21) utilizadas depois para as descargas. Por
fim, esta organização facilita a extracção dos resíduos da
câmara inferior (22) a cada 8 dias.
Estas Unidades permitem tornar um campo auto-sufuciente a
nível energético a curto/ médio prazo, se necessário. Uma
das possibilidades apresentadas é através das águas negrasretiradas de cada unidade (22) de instalações sanitárias a
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cada 8 dias, que podem ser armazenadas em câmaras
biodigestoras (60) para produzirem Gás (61), que através de
geradores que transformam gás em electricidade (63)alimentam as infra-estruturas e lugares sociais do campo –
escolas, hospitais, igrejas entre outras (62).
A Unidade de Serviços (fig.12) dá resposta às necessidades
comunitárias - desde infra-estruturas a lugares sociais - e
funciona como uma plataforma de transição. É a única que
não é uma forma fechada, o que lhe permite conectar-se às
Unidades de Dormir (40), às Unidades de Instalações
Sanitárias (38), e entre elas (39), criando espaços que
podem ter diferentes funções, desde o simples refeitório a
complexos hospitais de campanha – espaços esses possíveis
porque a Unidade de Serviços tem uma base que é uma manta
de borracha sólida para facilitar a circulação de pessoas,
macas, mercadorias entre outros (31). Duas das suas faces
são abertas com uma parede de fecho em tela dupla
impermeável facilmente removida (27), e numa das faces de
maior comprimento tem 3 aberturas com o mesmo sistema de
portas (28) para receber a Unidade de Instalações
Sanitárias, e do lado oposto apenas uma para receber uma
Unidade Dormitório (31) possibilitando a criação de vários
espaços com diferentes dimensões, proporcionais às
necessidades do acampamento (fig14). Como é uma Unidade de
ligação/serviços comuns, tem mais iluminação através das
aberturas laterais (27) (28) (31) e zenitais (29) que
permitem para além de iluminar naturalmente, ventilar (32)
através da abertura fácil de fechos. A Unidade de Serviços
tem iluminação similar á Unidade de Dormir. Como primeiro
recurso tem luz, ventilação e estratégias de controlo
térmico naturais e passivas, como auxílio possui umpainel/manta fotovoltaico (30) para melhorar às condições
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básicas de uso – iluminação led e ventilador (quente/frio)
(33).
Os materiais que tornaram possível esta invenção foram
inspirados nas estruturas pneumáticas. A manta de borracha
utilizada na indústria pneumática é um material de
características específicas e proporciona um produto
ligeiro, económico, flexível, reciclável e pré-fabricado
(fig. 25). As Unidades são todas elas não rígidas, o que
lhe dá estabilidade é a borracha sobre pressão do
insuflamento (52). Apenas existe uma estrutura interior das
zonas insufladas que lhe atribui mais estabilidades entre
as zonas alternadas de cheio (53) / vazio (54). Essa
estrutura é constituída por elementos em borracha de 2cm de
espessura (51) que desenham a forma interior e exterior de
cada unidade. Essa estrutura é depois revestida pela manta
de borracha de 1 cm de espessura (57) que é toda ela
vulcanizada para depois ser insuflada. Todas as unidades
menos a unidade das Instalações sanitárias, são revestidas
por uma fibra têxtil impermeável facilmente lavável e
removível com bandas termo-coladas (58).
Todo o objecto insuflado é tratado como uma peça única
através da técnica de colar a quente – vulcanizando os
materiais - aumentando assim a sua resistência.
Todas as Unidades são feitas de Manta de borracha de
costura com banda termo-colada (59) - cola de suporte de
neoprene - que faz a ligação de diferentes materiais
inclusive fibras têxteis (58).
A tela de borracha proposta tem características de
resistência ao ozono, intempéries, ácidos diluídos e
salmouras, baixa absorção de água e resiste a amplitudes
térmicas de -40°C a 140°C. Esta borracha é um material
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inerte e não contamina durante o seu processo de produção,
de instalação ou durante a sua vida útil (57).
As aberturas são revestidas
em Poliuretano (impermeável elavável) (28) (27) (8) (65) translúcido, com costura de
banda termo – colada e fecho éclair de alta resistência
(27).
Cada Unidade, por si só, apresenta um bom comportamento
térmico apenas através de estratégias passivas, como se
demonstra pela boa resistência térmica:
λ_(borracha sintética) = 0,4W/m^2℃
λ_poliester=0,4W/m^2℃
λ_(ar (Ra))= 0,16 m^2℃/W
Kp=1/Rt=1/1,1775≅0,849W/m^2℃
Rt=0.01/i_1+0.18/i_2+0.01/i_3+0.001/i_4
=0.01/0,4+0.18/0,16+0.01/0,4+0.001/0,4=1,1775m^2℃/W
K=0,58 W/m^2℃
K=1,13 W/m^2℃
Rt=0.05/0,4+0.005/0,4+0,15/0,16+0.004/0,4=1,028W/m^2℃
Q_1= h_i×S(θ_i-θ_si )×Δt[W.h]
Q_2= K_p×S(θ_si-θ_se )×Δt[W.h]
Rt=e_1/i_1 +e_2/i_2 +e_3/i_3
Uma parede dupla tradicional (tijolo de 15x11cm, caixa de
ar e isolamento térmico) tem uma resistência térmica de0,58w/m2*Cº, em comparação com o valor obtido 0,849w/m2*Cº,
as Unidades abrigo de emergência apresentam um bom
comportamento térmico - funcionam como uma estrutura
hermética.
Para melhorar o seu comportamento térmico, em climas
extremos, as unidades dormitório e serviços incorpora na
parte superior do objecto uma manta Painel fotovoltaico
maleável (8) (30), que para além de painel é também uma
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tela impermeabilizadora e altamente eficiente mesmo com luz
difusa.
As Unidades Dormitório e a Unidade de Serviços têm uma
produção média das estratégias activas através da manta
painel fotovoltaico, segundo dados fornecidos por empresas
que comercializam este produto, calculamos (por horas de
exposição solar): 160w/h por m2.
As Unidades Dormitório e a Unidade de Serviços têm 2m2 de
manta painel fotovoltaico (8) (30), o correspondente a
220W/h, ou seja, a 1760W/dia.
A bateria de 12V (62) tem a capacidade de armazenar 1000 W.
Tendo em conta que o ventilador (33) (11) (12) gasta em
média 45w/h e cada lâmpada Led 3W/h, observamos a autonomia
energética das Unidades.
As suas capacidades herméticas mantêm a temperatura
interior estável, mesmo em climas mais extremos (fig.19).
Calculando agora a autonomia da Produção Energética Passiva
das unidades dormitório e serviços - como base de toda a
estratégia termo-reguladora – tendo em conta que cada
pessoa por hora liberta 152 calorias, convertendo o calor
para a potência expressa em watts dada pelo sistema
internacional W=Jºs -1, obtemos:
- 80w por pessoa ou seja uma produção de 640 W/h.
Apresenta-se a flexibilidade e adequação do objecto ao
lugar e ao clima (37).
A Unidade de Instalações Sanitárias tem uma autonomia de 8
dias - tempo previsto para organização e estabilização de
um acampamento - após insuflada e enchido com água o
deposito das aguas brancas (23) manualmente ou com motor,
foi calculada segundo as normas internacionais daOrganização Mundial de Saúde e UNICEF – 20L/pessoa – dos
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quais, 2L para beber, 7,5L para o banho, 0,5L para a louça,
2,5L para lavar o rosto e os dentes, 7,5L para descargas.
Calculando obtêm-se:
20 L – 7,5 L (reutilizar a agua do banho para descargas) –
0,5 L para a louça = 12 L
12litros:
2 L para beber – Diário;
7,5 L para banho – Semanal;
2,5 L para lavar rosto – Diário;
Consumo total de água necessária para beber e lavar o rosto
partindo do consumo diário recomendado, considerando 8
dias:
(2+2,5) × 8pessoas×8cápsulas×8dias = 2304 L;
Consumo total de Agua necessária para tomar banho, partindo
do consumo semanal recomendado, considerando 8 dias:
7,5× 8 pessoas× 8 cápsulas = 480 L (21);
Total em 8 dias:
2304L + 480L = 2784L (20) (quantidade de agua a
colocar no depósito das instalações sanitárias que
abastece 8 cápsulas).
Para insuflar as Unidades utiliza-se uma explosão
controlada similar à do air-bag (55) que tem por base a lei
dos gases ideais. Para tal utiliza-se o meio de transporte
aéreo que com o impacto da queda (64) (65) a Unidade é
insuflada em segundos e pronta a usar. Sem obstáculos
transportam-se unidades de abrigo prontas a usar, para
lugares de emergência onde mais nenhum abrigo poderia
chegar.
Calculando a quantidade de Azoto para encher 10m3 a uma
pressão de 2bars = 2atm obtêm-se:
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P=2atm
V=〖10m〗^3
T=300K (20℃)
R=0,08atm×l/(mol×K)
Pv=nRt = (2×〖10〗^4)/0,082=8,13×〖10〗^2 mol
Transformando o número de moles de Azoto (N2) em Kg tem-se:
8,13×〖10〗^2 mol de N_2=22,764Kg de N_(2 ) (8,13×28g)
São portanto necessários 22,764Kg de Azoto para encher
10m3,por associação, utilizando a mesma expressão, são
necessários 18Kg de Azoto para insuflar 8m2– espaço
insuflado nas Unidades Dormitório.
Como opção ao insuflamento por explosão controlada, a
invenção prevê a possibilidade de ser insuflada com ar
comprimido, através de uma pequena abertura existente na
parte inferior de cada unidade.
As 3 Unidades de Abrigo de emergência têm a capacidade de
se adaptar a diferentes climas, tendo em conta todas as
suas especificidades. Para climas quentes secos apresenta
um planeamento compacto (43), criando um microclima – Unem-
se as Unidades, em grupos compactos, para reduzir as
superfícies expostas á radiação, aumentando a massa por
unidade de volume e com ele o aumento da inércia térmica
global (42). Aproximar as Unidades entre si gerando sombras
projectadas favorecendo as perdas de calor sem aumentar os
ganhos por radiação (41). O Sombreamento planeado pode
gerar microclimas e consequentemente correntes de ar que
melhoram a ventilação (44) e o conforto térmico diurno (34)
e nocturno (35); para os climas quentes húmidos apresenta
um planeamento disperso (47) – Organizam-se as Unidades
separadas entre si, para não criar barreiras à circulação
do ar, nem os fluxos de umas Unidades para outras, assim
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consegue-se uma maior ventilação para dissipar o calor e
reduzir a humidade com o movimento do ar (46); para o clima
frio apresenta um planeamento compacto (50) - Une asUnidades em grupos compactos, para reduzir as superfícies
expostas, aumentando a massa por unidade de volume e com
ele o aumento da inércia térmica global, aproximarem as
Unidades entre si gerando blocos compactos menos expostos
(48). A sua forma orgânica oferece ainda a mínima
resistência ao vento, auto protegendo-se dos ventos fortes
(49); no clima temperado há a necessidade dado a sua
complexidade de criar estratégias de planeamento sazonal -
Planear o campo tendo em conta a época do ano da catástrofe
– época quente (36), época fria (37), para potenciar as
estratégias passiva. Criar pequenos núcleos (45), dar maior
importância social aos lugares - climas relacionados com
países de hábitos de socialização e vivencia do espaço
exterior mais desenvolvidas.
Sumário da invenção
A presente invenção diz respeito a 3 cápsulas de diferentes
funções básicas: dormir, comer/socializar e manter a
higiene diária mínima.
É objectivo da presente invenção preencher a grande lacuna
que existe hoje na resposta às situações de emergência.
Não se apresenta como uma solução limitada a condicionantes
de lugar, economia ou cultura. Responde de forma eficaz e
única às situações de emergência porque não existe hoje
nenhum modelo de abrigo de emergência que possua as
características da presente invenção – pelos materiais
utilizados, os métodos de insuflamento, controlo térmico e
controlo económico e principalmente pela sua flexibilidadee autonomia.
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Estas unidades abrigo de emergência têm uma capacidade
Organizativa/Custo que nenhum abrigo consegue proporcionar
hoje - na mesma área de ocupação consegue dar abrigo a 10vezes mais pessoas que uma solução tradicional de tendas -
bem como racionaliza o número de voluntários necessários
para o controlo do campo. Apresenta-se com capacidade
comercial, capaz de se sustentar (no caso de países sem
recursos económicos) através do motor a custo Zero, que não
é mais que um modelo de publicidade de fluxos sociais –
troca de financiamento através da publicidade impressa nas
em cada Unidade de Abrigo. As soluções actuais encontram-se
em crise pelos altos gastos em alimentação, energia,
arrendamento de equipamentos, e falta de condições próprias
das tendas e dos abrigos que são adquiridos a preços
superiores aos das Unidades criadas.
Na tabela seguinte pode-se analisar a relação
custos/qualidade/ciclo de vida do projecto (dados obtidos
pelo preço médio em vigor no mercado 2009), e comparar com
a seguinte tabela que apresenta a relação
custos/qualidade/ciclo de vida do existente hoje em
situações de emergência – dados fornecidos pela Protecção
Civil italiana que actuou no Terramoto em Àquila, Itália
2009.
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Para além de vantagens económicas, de planeamento e de
segurança, há também a grande questão ecológica do objectopelo seu carácter renovável e reutilizável, mas também pela
dignificação do abrigo enquanto abrigo e não habitação
permanente. Os campos de refugiados são apresentados neste
projecto como plataformas de transição que devem ser.
Esta solução, para além de resolver questões técnicas,
resolve ainda as grandes questões culturais e geográficas
que condicionam as equipas de Emergência.
Exemplos de aplicação
Os elementos constituintes do invento podem ser realizados,
preferencialmente, das seguintes formas:
- Para as várias Unidades desta invenção, que têm a mesma
base industrial, podem ser realizadas com manta de borracha
e borracha sólida com as seguintes características:
resistência ao ozono, intempéries, ácidos diluídos e
salmouras, baixa absorção de água e resistência a
amplitudes térmicas de -40°C a 140°C.
A borracha utilizada nesta invenção é um material inerte e
não contamina durante o seu processo de produção, de
instalação ou durante a sua vida útil.
- Para os elementos da estrutura interna (37) de todas as
Unidades, pode ser realizada com uma manta de borracha de
2cm de espessura, com as características apontadas
anteriormente.
- Para os elementos da base da Unidade de Instalações
Sanitárias (18), pode ser realizado em molde industrial,com duas câmaras vazias e quatro pontos sanitários de
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borracha desenhados na forma. Este bloco maciço incorpora
já uma estrutura de 2cm de espessura de borracha semelhante
á da Unidade de Dormir (37). Para a base da Unidade de
Serviços, pode ser realizada com borracha sólida de 6 cm
apenas com moldes laterais.
- Para a manta de borracha de 1cm (57) (52) e 2cm (37) de
espessura utilizada em todas as unidades pode ser realizada
com uma manta de borracha utilizada na indústria pneumática
de características específicas, referidas anteriormente; a
estrutura interior das zonas insufladas de borracha de 2cm
de espessura (37) com as mesmas características, que define
os anéis alternadas de cheio (53) / vazio (54).
- Para os elementos de revestimento interior da Unidade
Dormitório e de Serviços pode ser realizada com fibra
têxtil impermeável e lavável, e fechos resistentes
existentes no mercado têxtil (58).
- A Unidade de Instalações Sanitárias, a base é em
borracha sólida com duas câmaras vazias e quatro pontos
sanitários de borracha desenhados na forma, como se de um
molde se tratasse. Este bloco maciço incorpora já uma
estrutura de 2cm de espessura de borracha semelhante á da
Unidade de Dormir, apenas é necessário contornar a
estrutura e moldar a forma para ser insuflada.
- A Unidade de Serviços tem uma base sólida em borracha de
6cm de espessura revestida pela manta de 1cm e suportada
pela estrutura de borracha de 2cm.
- Todos os elementos das Unidades são tratados como umapeça única através da técnica de colar a quente, para
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poderem ser insufláveis, e vulcanizados para aumentar a sua
resistência. O interior da Unidade Dormitório, e na Unidade
de Serviços, é revestido por uma manta de fibra têxtil
impermeável lavável removível (58).
- Os elementos podem ser realizados com a seguinte fase de
montagem numa indústria ligada á pneumática e moldes:
1. Estrutura interna/base sólida ou insuflável;
2. Revestimento com manta de borracha interior de
características descritas acima;
3. Colocação dos elementos no interior das zonas aneladas
vazias (55) (12) (11), Azoto para o insuflamento por
queda - pode ser o utilizado pela indústria automóvel
no airbag e a manta painel fotovoltaico utilizada na
indústria das energias alternativas (30);
4. Revestimento exterior que envolve toda a estrutura
(56);
5. Revestimento do interior com a fibra têxtil
impermeável lavável;
6. Colocação a quente das aberturas em tecido semelhante
ao do revestimento interior mas translúcido e fechos
industriais resistentes utilizados na industria do
vestuário.
7.
Transporte e Utilização.
- Para o elemento – biodigestor – pode ser realizado in
loco criando dois tanques subterrâneos semelhante à técnica
utilizada em muitas cidades asiáticas. O gerador pode ser
um gerador industrial capaz de converter gás em
electricidade.
-
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27
- Para o seu transporte pode ser utilizado transporte via
aérea, marítima ou terrestre, e no caso de ser transportada
por via aérea é lançada no local por pára-quedas (64) e
insuflada pelo impacto da queda (65). Os pára-quedas podem
ainda ser reutilizados para fazer zonas de sombreamento
como uma das estratégias de planeamento descritas na
descrição da invenção (41).
- Para o motor custo zero, pode ser realizado através da
publicidade de grandes empresas, e pelas entrevistas dos
meios de comunicação social.
Como mostrado, este projecto é susceptível de aplicação
industrial através de um processo semelhante á produção de
elementos insufláveis aliados á pneumática. Todas as peças
desenhadas neste projecto foram pensadas para produção
industrial modular. A sua viabilização económica parte do
principio da produção em série, para responder às situações
de catástrofe, minimizando custos e maximizando o produto.
Os materiais referidos na descrição detalhada da invenção e
nos exemplos de aplicação, são os susceptíveis de aplicação
industrial relacionada com embarcações de pneumáticos e
semi-rígidos.
Desta forma, a presente invenção tem aplicação na área da
protecção civil e ajuda humanitária internacional.
Covilhã, 16 de Setembro de 2010
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R E I V I N D I C A Ç Õ E S
1. Abrigo auto-sustentável insuflável de Emergência,
caracterizado por responder eficazmente a situações de
catástrofes naturais, áreas de conflito e situações de
guerra, pronto a usar sem necessidade de montagem ou
acessórios (52), apresenta uma autonomia de 8 dias (20)
após a sua organização in loco (43) (45) (47) (50) que
após estabelecido, tem capacidade de gerar energia para
todas as infra-estruturas criadas no acampamento (60)
(61) (63) (62).
2. Abrigo auto-sustentável insuflável de Emergência, de
acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo método
de insuflamento, adaptado dos sistemas air-bag [lei dos
gases ideais (52) (53) (54) (1)], provocado pelo impactoda queda quando transportado via aérea (64).
3. Abrigo auto-sustentável insuflável de Emergência, de
acordo com a reivindicação 1 e 2, caracterizado pela
capacidade de termo-regulação através de estratégias
passivas por um sistema de layers [anéis insufláveis
constituídos por um combinado de manta de borracha (56),caixa-de-ar (55), manta de borracha e fibras têxteis
impermeáveis (58) que funcionam como uma unidade
hermética] com o apoio de sistemas de ventilação natural
(9) (32) e pelo auxílio de estratégias activas (33) nas
unidades dormitório e serviços [manta painel
fotovoltaico (12) (30), que armazena a energia numa
bateria situada num anel central de um vazio (55) e que
alimenta a iluminação led interior e o ventilador
29
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quente/frio (12) (11) (33)], estas estratégias adaptadas
ao lugar (34) (35) (36) (37) e utilizadas em conjunto
com as estratégias de planeamento (43) (45) (47) (50),
completam este objecto, na diferença face ao
comportamento térmico dos abrigos usados hoje pelas
equipas de intervenção.
4. Abrigo auto-sustentável insuflável de Emergência, de
acordo com a reivindicação 1, 2 e 3 caracterizado por
ser economicamente viável face às soluções usadas hoje
pelas equipas de intervenção (conforme ilustração na
tabela apresentada na descrição), obtém-se um tempo de
montagem reduzido a 1 minuto e dispensando a utilização
de qualquer acessório, face aos 40 minutos de montagem
e à necessidade de vários voluntários e utilização de
acessórios como estrados, colchões, cadeiras e ar
condicionados, que acrescem significativamente o preçopor pessoa.
5. Abrigo auto-sustentável insuflável de Emergência, de
acordo com a reivindicação 1, 2, 3 e 4 caracterizado por
ser facilmente transportável e flexível, dando resposta
a necessidades básicas de higiene, conforto e
sociabilidade, viabilizando economicamente esta
intervenção sustentável ao aliar-se ao conceito de
produto ligeiro comercializável de baixo custo,
flexível, reciclável e pré-fabricado.
6. Abrigo auto-sustentável insuflável de Emergência, de
acordo com a reivindicação 1, 2, 3, 4 e 5 caracterizado
pela capacidade de minimizar o uso do espaço
[conseguindo dar abrigo a 10 vezes mais pessoas que uma
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solução tradicional de tendas comuns, na mesma área de
ocupação] bem como racionalizar o número de voluntários
necessários para o controlo do campo, não condicionando
o lugar de implantação (42) (44) (45) (46) (47) (48)
(49).
7. Abrigo auto-sustentável insuflável de Emergência, de
acordo com a reivindicação 1, 2, 3, 4, 5 e 6
caracterizado por ser comercialmente viável pela
possibilidade apresentada num motor económico a custo
Zero [complemento económico desta invenção que aproveita
a possibilidade comercial da publicidade] possível
através de um diagrama de circulação de energia social,
baseado numa dinâmica sem custos para os afectados –
Catástrofe; Unidades de emergência; Publicidade impressa
em cada unidade; meios de comunicação social;
publicidade das entidades financiadoras impressas nasunidades de abrigo; ligação da entidade publicitada a
causas sociais.
8. Abrigo auto-sustentável insuflável de Emergência, de
acordo com a reivindicação 1, 2, 3, 4, 5, 6 e 7 que se
caracteriza por ser um abrigo original devido às suas
características de transporte, montagem, utilização,autonomia, flexibilidade, economia e capacidade de
reutilização.
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D E S E N H O S
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Figur
Figura 12
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