BRPI1105449B1

BRPI1105449B1 - Torre de suporte de telas para a redução da velocidade do vento natural sobre pilhas de minério a céu aberto

Info

Publication number: BRPI1105449B1
Application number: BRPI1105449-2A
Authority: BR
Inventors: José Emílio Brandão; Carlos Alberto Pinto Montenegro; Carlos Augusto Calmon Nogueira Da Gama; Carlos Eduardo Calmon Nogueira Da Gama
Original assignee: Metalvix Engenharia E Consultoria Ltda; Mca Tecnologia De Estruturas Ltda
Priority date: 2011-10-19
Filing date: 2011-10-19
Publication date: 2020-09-08
Also published as: BRPI1105449B8; AU2012325688A1; CA2852746A1; US8955274B2; WO2013056324A1; US20140237914A1; BRPI1105449A2

Abstract

torre de suporte de telas para a redução da velocidade do vento natural sobre pilhas de minério a céu aberto.refere-se a presente invenção a urna torre de suporte de 'windfence' com tensegridade, compreendendo de uma torre tubular metálica composta de urna coluna tubular central (1) e quatro elementos estruturais tubulares inclinados de tração (2), fixos à coluna através do anel de conexão (3) e as pontas inferiores fixas às extremidades livres de urna cruzeta de tubos de compressão (4), que por sua vez é fixa na coluna (1) através do flange de reação da cruzeta (5), recebendo também nas extremidades livres da cruzeta (4), quatro elementos estruturais verticais de tração (6) que por meio de esticadores (7) são tensionados e ancorados no solo, através de quatro fundações independentes (8), situadas no entorno da fundação do tubo central. tais tirantes verticais tracionam o ponto de ligação da cruzeta e por sua vez os elementos estruturais inclinados ligados ao anel de conexão, proporcionando a estabilidade com tensegridade, principal característica da presente torre de suporte de forças devidas ao vento. a coluna central tubular possui uma altura superior livre, acima do anel de conexão. outra característica desta torre tensegridade e a fundação ser composta de urna base central e quatro pontos de ancoragem no solo.

Description

TORRE DE SUPORTE DE TELAS PARA A REDUÇÃO DA VELOCIDADE DO VENTO NATURAL SOBRE PILHAS DE MINÉRIO A CÉU ABERTO

CAMPO DA INVENÇÃO

[001] Refere-se a presente invenção a uma nova torre de suporte de telas para a redução da velocidade do vento natural sobre pilhas de minério a céu aberto com tensegridade capaz de suportar cargas elevadas de ventos aplicadas nas telas do sistema conhecido como ‘windfence’ também chamadas torres de desvio, e que se caracteriza por se constituir por poucos elementos construtivos, e proporcionar menores interferências físicas e visuais) nos pátios de estoque de minérios e granulados.

ANTECEDENTES DA INVENÇÃO

[002] A utilização de telas (‘windfence’) para a redução da velocidade do vento natural sobre pilhas de minério a céu aberto, nos pátios das usinas pelotizadoras é recente. Esta necessidade aparece agora em função da crescente aplicação das leis de proteção ambiental e de controle de poluição a indústria de minério de ferro e outros campos industriais que necessitam de grandes pátios de estoque de minerais granulados a céu aberto. A sustentação vertical das telas (‘windfence’) que contornam inteiramente os pátios de pó de minério de ferro se dá por meio de torres metálicas treliçadas dispostas no contorno destes pátios.

[003] Embora tais torres atendam a função para a qual se destinam, são feitas em perfis de aço (L, U, C, I ou tubular) treliçado, num total de 55 a 60 elementos soldados, pesando entorno de 3,90 T a 10,8 T, com peso médio de 7,60T por torre. Possuem dimensões da Base = Torre menor (2,53 x 3,02m triangular) e Torre maior (4,31 x 3,45m triangular) e Altura = Torre menor (14,96m) e Torre maior (29,52m) com Altura média (26,90m). Além disto, necessitam de grandes bases de concreto da ordem de 50m3 com as dimensões (5x5x2m). Tais bases, além do custo significativo, provocam interferências indesejáveis com tubulações de água, ar comprimido, gases e cabeamento, que necessitam passar nos perímetros dos pátios de minério. Devido a estas características técnicas, as torres de suporte de ‘windfence’ atualmente existentes, apresentam custos elevados de fabricação, montagem e instalação, bem como exigências de adaptação das redes e tubulações que passam nos limites dos pátios de minério. Além disso, as dimensões da base da Torre atual possuem um volume de concreto em torno de 5 vezes maior que a torre com tensegridade, objeto da presente solicitação de propriedade industrial.

[004] As torres de suporte de ‘windfence’ atuais podem ocasionar alguns inconvenientes nas áreas de instalação, como:

• Obstrução de partes de ruas e acessos;
• A maior tendência de interferências com elementos e/ou componentes mecânicos e elétricos enterrados;
• Maior prazo de execução, implicando em maiores períodos de interdição nos pátios.

A PRESENTE INVENÇÃO

[005] Assim o objetivo da presente invenção é prover uma torre de suporte de ‘windfence’ que não apresenta as desvantagens acima citadas, compreendendo uma torre tubular metálica composta de uma coluna tubular central e quatro elementos estruturais de tração, inclinados, com as extremidades superiores fixadas à coluna através do anel de conexão que a envolve e as outras extremidades inferiores são fixas as extremidades livres dos quatro braços de uma cruzeta de tubos de compressão, tubos estes que por sua vez tem suas quatro extremidades internas fixadas no flange de reação da cruzeta. Este flange é solidário a coluna tubular central. Acima do anel de conexão, a coluna central tubular possui uma altura superior livre.

[006] A extremidade externa de cada uma das quatro barras que compõem a cruzeta de barras de compressão, que dá suporte aos quatro elementos estruturais inclinados de tração e os afasta da coluna central, também possui neste ponto outra conexão para receber os quatro elementos estruturais verticais de tração que por meio de esticadores são tensionados e ancorados no solo, em quatro fundações independentes, no entorno da fundação do tubo central.

[007] Tais tirantes verticais tracionam o ponto de ligação da cruzeta e por sua vez os elementos estruturais inclinados ligados ao anel de conexão, proporcionando a estabilidade com tensegridade, principal característica da presente torre de suporte de forças devidas ao vento.

[008] O suporte vertical para a tela de windfence se dá em pontos igualmente espaçados ao longo da altura de seu elemento estrutural de compressão, a coluna tubular central.

[009] Tais torres tensegridade ficam espaçadas de 6 a 30m ao logo dos pátios de minério e possuem altura de 15 a 30m.

[0010] Outra característica desta torre tensegridade e a fundação ser composta de uma base central e quatro pontos de ancoragem no solo, o que facilita a solução da problemática de interferência em comparação com o bloco de fundação utilizado nas torres atuais.

A) De preferência os quatro elementos estruturais inclinados de tração são barras cilíndricas tubulares cuja extremidade superior é fixada no anel de conexão e a extremidade inferior é fixada na cruzeta de quatro barras tubulares de compressão, que por sua vez, em continuidade, cada uma se liga ao solo através de quatro barras cilíndricas verticais de tração, recebendo individualmente o pretensionamento na montagem, pelas suas extremidades inferiores conectadas a esticadores inferiores, que por sua vez são ancorados individualmente no solo.
B) Numa realização preferencial, o flange de reação da cruzeta está localizado a dois quintos da altura da coluna tubular central, o anel de conexão de esforços de tração com a coluna tubular central, fica situado a quatro quintos de sua altura e o ponto mais alto de fixação da tela (‘windfence’) na extremidade livre da coluna tubular central, acima do anel de conexão, fica a uma distância equivalente a um quinto da altura da coluna central.
C) Numa outra realização preferencial, as barras cilíndricas verticais de tração, diferentemente de B), são tracionadas pela sua extremidade superior por meio de esticadores superiores ligados à cruzeta de barras de compressão. As extremidades inferiores de cada uma das barras cilíndricas verticais de tração são ancoradas diretamente no solo.

Breve Descrição dos Desenhos

[0011] A invenção será mais bem compreendida com base na descrição feita com referência aos desenhos em anexo onde:
A figura 1a ilustra uma vista lateral da torre treliçada de fixação de telas (‘windfence’) para a redução de velocidade de vento natural, no estado de arte atual da técnica.
A figura 1b ilustra uma vista de fundo da torre treliçada de fixação de telas (‘windfence’) para a redução de velocidade de vento natural, no estado de arte atual da técnica.
A figura 1c ilustra uma vista em planta da torre treliçada de fixação de telas (‘windfence’) para a redução de velocidade de vento natural, no estado de arte atual da técnica.
A figura 1d ilustra um detalhe ampliado da parte inferior esquerda da figura 1 a.
A figura 2 ilustra a torre tensegridade numa modalidade da presente invenção.

DESCRIÇÃO DETALHADA DOS DESENHOS

[0012] Nas figura 1a-d, estão ilustradas torres metálicas treliçadas no estado atual da técnica, que são constituídas de 55 a 60 elementos de perfis de aço metálicos com um peso médio de 7,60T. A base triangular necessita de um bloco de concreto da ordem de 50 m3 com as dimensões (5x5x2m).

[0013] Na figura 2, está ilustrada uma modalidade da presente invenção, que é uma torre tubular metálica composta de: uma coluna tubular central 1, quatro elementos estruturais inclinados de tração 2 feitos de barras cilíndricas tubulares, um anel de conexão 3 das extremidades superiores das barras com a coluna central, uma cruzeta compressão 4, feita de barras tubulares com quatro braços horizontais que por sua vez recebem nas suas conexões externas as extremidades inferiores das barras cilíndricas tubulares inclinadas 2, um flange de reação da cruzeta 5 fixo a coluna central, que recebe as quatro extremidades internas dos braços da cruzeta de barras tubulares, quatro elementos estruturais verticais de tração 6, conectados às extremidades externas de cruzeta e cujas extremidades inferiores são tensionadas por esticadores 7 ancorados no solo, em quatro fundações independentes 8, situadas no entorno da fundação do tubo central 8, a coluna central tubular possui uma altura superior livre acima do anel de conexão 3, e ainda a estabilidade com tensegridade, característica da presente torre de suporte de forças devidas ao vento é aplicada pelos esticadores 7 que tracionam os elementos estruturais verticais 6, conectados na cruzeta 5 e que por sua vez transmite esta tração aos elementos estruturais inclinados ligados ao anel de conexão 3 onde são equilibrados pela reação de compressão da coluna central.

[0014] De acordo com outra característica da torre de suporte de telas da invenção o flange de reação da cruzeta 5 está localizado a dois quintos da altura da coluna tubular central 1, o anel de conexão de esforços de tração 3 com a coluna tubular central 1, fica situado a quatro quintos de sua altura e o ponto mais alto de fixação da tela (‘windfence’) na extremidade livre da coluna tubular central, acima do anel de conexão, fica a uma distância equivalente a um quinto da altura da coluna central 1.

[0015] De acordo com mais outra característica da torre de suporte de telas da invenção, as barras cilíndricas verticais de tração 6, são tracionadas pela sua extremidade superior, por meio de esticadores 9 ligados à cruzeta de barras tubulares de compressão 4. As extremidades inferiores de cada uma das barras cilíndricas verticais de tração são ancoradas diretamente no solo.

Claims

Torre de suporte de telas para a redução da velocidade do vento natural sobre pilhas de minério a céu aberto (‘windfence’) caracterizada pelo fato de que é uma torre tubular metálica composta de: uma coluna tubular central (1), quatro elementos estruturais inclinados, de tração (2), um anel de conexão (3), uma cruzeta de barras de compressão (4), um flange de reação da cruzeta (5), quatro elementos estruturais verticais de tração (6), quatro esticadores (7), que ancorados em fundações independentes, em tomo da fundação (8) do tubo central, tensionam os elementos de tração da torre, proporcionando a integridade tensional característica, necessária.
Torre de suporte de telas de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que o flange de reação da cmzeta (5) está localizado a dois quintos da altura da coluna tubular central (1), o anel de conexão de esforços de tração (3) com a coluna tubular central (1), fica situado a quatro quintos de sua altura e o ponto mais alto de fixação da tela (‘windfence’) na extremidade livre da coluna tubular central, acima do anel de conexão, fica a uma distância equivalente a um quinto da altura da coluna central (1).
Torre de suporte de telas de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que, as barras cilíndricas verticais de tração (6), são tracionadas pela sua extremidade superior, por meio de esticadores (9) ligados à cruzeta de barras tubulares de compressão (4) e as extremidades inferiores de cada uma das barras cilíndricas verticais de tração são ancoradas diretamente no solo.