MXPA05000332A - Dispositivo para la creacion de barreras de contencion del aire frio en las condiciones atmosfericas correspondientes a heladas de radiacion. - Google Patents

Abstract

Un dispositivo mecanico que sustituye las cortinas vegetales o construidas con materiales livianos, empleadas en la contencion del flujo del aire frio del exterior al interior de zonas cultivadas en terreno de muy baja pendiente y protegidas del efecto de las heladas de radiacion por medio del drenaje selectivo del aire frio. El dispositivo referido pone en movimiento un caudal de aire frio, tomando en las proximidades del suelo durante las noches de helada y lo proyecta hacia el exterior de la zona protegida segun un chorro de eje aproximadamente horizontal y con una geometria de sector de circulo, vista en planta.

Description

DISPOSITIVO PARA LA CREACIÓN DE BARRERAS DE CONTENCIÓN DEL AIRE FRÍO EN LAS CONDICIONES ATMOSFÉRICAS CORRESPONDI ENTES A HELADAS DE RADIACIÓN ÁREA TÉCNICA El objeto de la presente solicitud pertenece al área técnica de la mecánica de los fluidos aplicada. Constituye un dispositivo que sustituye a las cortinas vegetales o construidas con materiales livianos empleadas (hasta el presente) para contener el flujo del aire frío del exterior al interior de zonas cultivadas en terreno de muy baja pendiente y protegidas del efecto de las heladas de radiación por medio del drenaje selectivo del aire frío.

ANTECEDENTES El control de las heladas de radiación mediante el drenaje selectivo del aire frío, se ha venido empelando cada vez más en el mundo, a partir de la década de los 90, debido a la aplicación creciente del Sumidero Invertido Selectivo (SIS), dispositivo protegido por las siguientes patentes cuya autoría pertenece a quien suscribe la presente solicitud.

Las patentes del SIS han sido registradas con los siguiente títulos en los países que se indica: País Título de registro Argentina 250341 Chile 652-92 España 09201324-4 Estados Unidos de Norteamérica 5647165 Italia 1255171 Uruguay 13387 Los SIS pueden ser aplicados de formas muy diversas para la reducción del daño producido por las heladas de radiación sobre los cultivos. La diversidad de formas de aplicación de los SIS está dada, fundamentalmente, por la topografía de la zona en la cual se encuentra la quinta que se desea proteger. Un caso que se presenta con frecuencia es la protección de quintas localizadas en grandes valles cuya topografía es prácticamente horizontal (pendientes del orden de 1 /1000) En dichos valles, durante las noches de helada, se produce una acumulación creciente de aire frío que, en condiciones favorables para el desarrollo del fenómeno (cielo sin nubosidad, humedad relativa baja y ausencia de brisas) suele producir daños en los cultivos. La acumulación de aire frío presenta la característica de una atmósfera estable (estratificación con densidades decrecientes con la altura y temperaturas crecientes con la altura).

BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS La figura No. 1 muestra la atmósfera correspondiente a una helada de radiación. Variación de la temperatura y la densidad con la altura.

La figura No. 2 muestra la distribución de temperatura en el interior y en el exterior de la zona protegida. Nótese que, a la altura del cultivo, la zona protegida posee mayor temperatura que en el exterior de la dicha zona.

La figura No. 3 muestra alzado el dispositivo.

La figura No. 4 muestra la planta del dispositivo.

La figura No. 5 muestra el corte AA del dispositivo.

La figura No. 6 muestra alzada la acción del chorro sobre la masa de aire frío exterior a la zona protegida.

La figura No. 7 muestra planta la acción del chorro sobre la masa de aire frío exterior a la zona protegida.

Para efectuar la protección de estas quintas por medio de los SIS se hace necesario rodear la zona a proteger con barreras materiales de varios metros de altura. De esta forma los SIS drenan el aire frío en la zona protegida y las barreras materiales, ubicadas en el perímetro de dicha zona, impiden la penetración al interior de la misma, de los estratos más fríos (y por ello más densos) hasta una altura sobre el terreno no superior a la altura de la barrera material que rodea la zona drenada por los SIS. En la Figura No. 2 se muestra la distribución de temperaturas en el interior y en el exterior de la zona protegida mediante los SIS, cuando estos actúan drenando los estratos más fríos en el interior de dicha zona.

Un problema práctico de importancia en la aplicación de los SIS suele ser la construcción de las referidas cortinas cuya altura necesaria puede ser de varios metros. En la práctica usual se requieren cortinas de 1 .50 m a 8.00m, dependiendo de diversos factores a analizar caso a caso.

Una forma usual de construcción de dichas cortinas es emplear vegetación de rápido crecimiento y densidad de follaje suficiente como para evitar el flujo de aire frío a través del mismo. La dificultad de esta modalidad de cortina es que su desarrollo pleno puede insumir varios años y, por ello, es una solución a largo plazo de un problema cuyas solución suele requerirse en pocas semanas o meses.

Otra forma de resolver el problema de las cortinas es su construcción con telas plastificadas livianas y de bajo costo, soportadas por estructuras de tubos metálicos sostenidos en posición vertical mediante tensores amarrados al suelo. Esta modalidad constructiva posee la ventaja de que, en pocos días, puede construirse e instalarse la cortina. Los principales problemas que plantea este tipo de cortina son: su vulnerabilidad frente a los vientos fuertes, la obstrucción visual del paisaje natural, la necesidad de obtener permisos especiales para su montaje y la obstrucción, que la cortina puede ocasionar, a la circulación de vehículos en la quinta. Por otra parte estas cortinas livianas requieren mantenimiento durante el período de riesgo de helada y supervisión continua durante las noches de halada.

Debe señalarse asimismo que, en algunas ocasiones, sin que sea necesario emplear los SIS, la sola instalación de cortinas naturales o artificiales como las descriptas precedentemente, al desviar corrientes de aire frío que de otra forma invadirían la quinta a proteger, constituye una muy eficaz modalidad de protección contra el daño producido por las helada de radiación.

Por lo expuesto procedentemente, en la propuesta de soluciones para el control de las heladas de radiación basadas en la alteración de la circulación del aire frío sobre la quinta, tal como se ha relatado, es de gran interés práctico la construcción de barreras de contención del flujo del aire frío que no presenten los problemas que más arriba se han detallado asociados a las barreras materiales (cortinas naturales o artificiales construidas con materiales livianos).

OBJETIVO DE LA PRESENTE INVENCIÓN La presente solicitud de patente tiene por objeto un dispositivo que permite cumplir la función de contención del flujo del aire frío, tal como lo hace una barrer material, pero empleando aire frío en movimiento como factor de contención. Dicho dispositivo captura el aire más frío que se encuentra en las proximidades del suelo y lo expulsa en forma de chorro dirigido hacia las masa de aire frío cuya contención interesa. Este chorro tiene un eje aproximadamente horizontal y sus características dinámicas (geometría y distribución de velocidades) serán las adecuadas al cumplimiento de la función de contención que se requiera. Dichas características dinámicas son determinadas por la geometría del ducto de descarga del dispositivo y por el caudal que el dispositivo pone en movimiento. La energía cinética que adquiere el aire frío desde su captura por el dispositivo hasta su expulsión en el chorro, es proporcionada por un ventilador que se encuentra en el interior del dispositivo.

El referido dispositivo realiza tres funciones. La primera es la admisión del caudal de aire que se pone en movimiento. Dicha admisión debe hacerse minimizando las pérdidas de carga localizadas y a reducida distancia del suelo para maximizar la densidad media del aire capturado. La segunda es la impulsión de dicho caudal transfiriendo potencia mecánica al fluido. La tercera es la descarga del aire hacia a la atmósfera minimizando las pérdidas de carga localizadas y permitiendo la configuración de un chorro de eje aproximadamente horizontal, como ya se señaló, cuya estructura dinámica sea la más adecuada para cumplir la función de impedir la penetración al interior de la zona protegida de los estratos más fríos que rodean el perímetro de la misma.

DESCRIPCIÓN DEL DISPOSITIVO En las figuras No. 3, 4 y 5 se muestran esquemas del dispositivo en alzada, planta y corte.

La admisión del caudal de aire en movimiento se efectúa a través de una estructura cilindrica hueca de sección circular o poligonal regular, de eje vertical (1 ) (ver Figura No. 5): La circulación del aire se efectúa de abajo a arriba. Esta estructura cilindrica (1 ), en su sección recta inferior (más cercana al terreno) se acopla con una estructura cónica (2) (acampanada o abocinada), cuyo eje coincide con el eje de la estructura cilindrica ya descripta (1 ). La sección de dicha estructura cónica (2) se va incrementando hacia abajo (mayor sección al acercarse al terreno). Dicha estructura cónica (2) finaliza (en el extremo más cercano al terreno) en una sección recta plana y abierta (3), perpendicular al eje del cono y a través de la cual ingresa el aire al dispositivo. La sección (3) dista del suelo una altura que puede variar según el caudal que movilice el dispositivo. Dicha variación se efectúa regulando la altura de las patas (4) que sostiene al dispositivo sobre el suelo.

La impulsión del caudal se efectúa por medio de un ventilador estándar (5) cuyas características en cuanto a tipo, diámetro, caudal y carga estática serán las adecuada al chorro que se desee conformar.

La descarga se efectúa empleando una estructura (6) que toma el caudal a la salida del ventilador y lo introduce en varios tubos de flujo (7) que conducen dicho caudal a una sección de descarga (8) que lo distribuye uniformemente según un sector de círculo (visto en planta) con un ángulo al centro no menor de 60° y no mayor que 180°. La velocidad en la sección de descarga (8) será aproximadamente horizontal y con una magnitud media suficiente para impedir la penetración, al interior de la zona protegida, de los estratos más fríos que rodean el perímetro de ésta.

Claims (2)

REIVI N DICACION ES Habiendo procedentemente determinado la naturaleza de la invención y descripto la misma, mostrando la forma como ésta puede ser llevada a la práctica, se declara reivindicar como de propiedad y derecho exclusivo:

1 . Un dispositivo mecánico para sustituir las cortinas vegetales o de materiales livianos, empleadas hasta el presente para impedir la entrada del aire frío en zonas cultivadas y protegidas de los efectos de las heladas de radiación por medio del drenaje selectivo del aire frío. El referido dispositivo pone en movimiento un caudal de aire frío, tomado en las proximidades del suelo durante las noches de helada y lo proyecta según un chorro de eje aproximadamente horizontal y una geometría de sector de círculo vista de planta. :

2. Un dispositivo según reivindicación No. 1 caracterizado por incluir: a. una estructura cilindrica de sección circular poligonal regular, de eje vertical, que se acopla en su extremo inferior (más próximo al suelo) con un tramo cónico (acampanado o abocinado) cuyo eje coincide con el de la estructura cilindrica previamente descripta. En dicha tramo cónico la sección se va incrementando hacia abajo. El cono finaliza en una sección recta, plana y abierta, perpendicular al eje del cono y que dista del suelo una altura que puede variar según el caudal que movilice el dispositivo. Esta variación se efectúa regulando la altura de las patas que sostienen al dispositivo sobre le suelo. un ventilador estándar cuyas características en cuanto a tipo, diámetro, caudal y carga estática serán las adecuadas al chorro que se desee conformar, una estructura que toma el caudal a la salida del ventilador y lo introduce en varios tubos de flujo que conducen dicho caudal a una sección de descarga que lo distribuye uniformemente según un sector de círculo (visto en planta) con un ángulo al centro no menor de 60° y no mayor que 180° . La velocidad en la salida de la estructura de descarga será aproximadamente horizontal y con una magnitud media suficiente para impedir la penetración al interior de la zona protegida de los estratos más fríos que rodean el perímetro de ésta.