ES2800223B2 - Núcleos de autosuficiencia energética para usos urbanísticos - Google Patents

Description

DESCRIPCIÓN

Núcleos de autosuficiencia energética para usos urbanísticos

Sector de la técnica

La invención que se presenta como Núcleos de Autosuficiencia Energética para Usos Urbanísticos se refiere a un nuevo sistema de producción de energía renovable, ideada para abastecer de electricidad a cualquier uso urbanístico en el que se aplique, y para ello se ha ingeniado el núcleo de impulsión (1), (Figura 3), del que dependen todos los componentes que comprende la invención, que puede agruparse entre sí (Figura 7.a.b), en el interior de construcciones y/o infraestructuras para obtener la energía deseada, por lo tanto, este sistema sostenible de energía limpia, es adaptable a usos Residenciales, Terciarios, Industriales, Equipamientos (deportivos, educativos, sanitarios, culturales, etc...), Espacios libres (parques, zonas verdes, etc...), Transportes (intercambiadores, estaciones de ferrocarril, estaciones de servicio, teleféricos, puertos, aeropuertos, etc...) e Infraestructuras (vías públicas y ferroviarias, arterias, calles, caminos, etc...), Agropecuarios (plantaciones a la intemperie e invernaderos, instalaciones para ganadería, etc...) y Forestales, ... entre otros; al igual que puede ser ubicado en el interior de todo sistema de transporte que por su envergadura lo permita, como por ejemplo, en el interior de las embarcaciones (comerciales, de pasajeros u otras), favoreciendo la reducción de emisión de CO2 generada en la combustión de los carburantes fósiles que utilizan a lo largo de su travesía.

Antecedentes de la invención

El objeto de la invención es crear Núcleos de Autosuficiencia Energética para Usos Urbanísticos, y para ello se ha ideado un nuevo sistema capaz de elevar cíclicamente el mismo volumen de agua a cierta altura sin generar pérdidas hídricas que, al caer por gravedad, acciona la adecuada turbina hidráulica unida al oportuno generador eléctrico para producir electricidad de forma continuada.

En la actualidad se desconoce la existencia de un sistema análogo, aunque existen inventivas que utilizan los mismos principios físicos para elevar un volumen de agua a una altura determinada (arietes hidráulicos), así como también existen turbinas hidráulicas accionadas con la caída de agua para generar electricidad.

El innovador método de elevación de agua (dulce o salada), se diferencia del procedimiento realizado con arietes hidráulicos en que no genera pérdidas hídricas en la elevación del fluido y que utiliza cíclicamente el mismo volumen de agua con el que inicialmente se ceba el circuito ideado, para que a su paso por la apropiada turbina hidráulica unida al adecuado generador eléctrico, produzca de manera continuada la energía eléctrica suficiente para dotar de autosuficiencia energética a los usos urbanísticos en los que se aplique el sistema, lo que lo hace sostenible.

Explicación de la invención

El problema que se planteó para desarrollar la invención fue: ¿cómo evitar las máximas pérdidas hídricas en un mismo volumen de agua, para que por principios físicos pueda ser elevado continuamente y que a su caída por gravedad produzca permanentemente electricidad, para así poder dotar de autosuficiencia energética a los usos urbanísticos en los que se aplique este sistema sostenible de generación de energía limpia?

Dada cuenta que la principal dificultad de la invención es evitar las pérdidas hídricas producidas al elevar el fluido y mantener constante el volumen de agua con el que se ceba inicialmente el circuito, para solucionar el problema se ha ideado un núcleo de impulsión estanco (1) que, mediante principios físicos, eleva cíclicamente el fluido sin generar pérdidas hídricas (salvo las estimadas por evaporación, salpiqueo y/o fugas insignificantes), para que a su caída por gravedad, el fluido pase por una turbina hidráulica (23) cuyo eje de rotación está unido a un rotor con un bobinado de cobre que gira dentro del campo magnético generado por un imán permanente o bien un electroimán, y por inducción electromagnética hace mover los electrones libres del conductor, creándose así una corriente eléctrica en el generador (25).

Por cuanto antecede, la ventaja de la invención, - como sistema de producción de energía limpia, compatible y complementaria con los sistemas de energías renovables ya existentes (Figura 7.c) -, se resume en producir cíclicamente electricidad durante 24 horas, si fuere necesario, manteniendo constante y sin pérdidas el mismo volumen de agua con el que inicialmente se ceba el circuito ideado, preservando en agua, en energía para la elevación del fluido, y optimizando la eficiencia de producción de energía renovable respecto a otros sistemas.

Ello se consigue por operatividad de la unidad de control monitorizada (24), donde se controla cíclicamente cada golpe de ariete para aprovechar la energía liberada al detener bruscamente los frentes de agua acelerados en la tubería de aceleración (8), con la finalidad de aprovechar la mayor parte de la energía disipada para elevar parte del fluido contenido en el sistema ideado, para que en su ciclo continuo de caída por gravedad y paso por la turbina hidráulica (23), mueva el rotor del generador eléctrico (25) y produzca la energía limpia necesaria para la autosuficiencia energética de los usos urbanísticos en los que se destine, haciéndola una invención sostenible, sin emisiones y que cumple con los requisitos de patentabilidad: novedad, actividad inventiva y aplicación industrial.

El proceso de obtención de energía eléctrica en el sistema ideado comprende dos fases, una de acción y otra de reacción. La FASE DE ACCIÓN o caída del fluido por gravedad, se inicia en el instante en el que en la unidad de control monitorizada (24), se desactiva, por medio de la correspondiente aplicación informática, el aporte energético de la batería recargable (6), o bien, en el momento en el que desde la misma se invierte el sentido de circulación de la corriente para atraer con mayor aceleración al imán permanente (1.r) roscado a la válvula de choque (l.i), para que el volumen de agua contenido en la tubería de aceleración (8) discurra por gravedad; y culmina en el instante en que se produce el golpe de ariete, mientras que la FASE DE REACCIÓN o elevación del fluido, comienza tras producirse el golpe de ariete y finaliza con la elevación del agua al referido depósito de almacenamiento (30), completándose así el ciclo.

Desde la FASE DE ACCIÓN a la de FASE DE REACCIÓN, la invención se organiza de la siguiente manera:

1. Una vez estimada la energía eléctrica que requiere el uso urbanístico en el que se vaya a aplicar la invención, y decidida si la ubicación del sistema se va a realizar sobre la rasante (con uno (Figura 1), o varios núcleos de impulsión (Figura 4)), en el interior de usos residenciales (Figura 5), o adaptándose a la topografía del lugar (Figura 6), podremos determinar la diferencia de cota necesaria entre el nivel de agua del depósito de almacenamiento (30), la turbina (23), y la válvula de choque (1.i), que condicionan la distribución en altura de las plantas del edificio y/o infraestructura donde se instalará la invención, disposición que podrá ser vertical o inclinada, con mayor o menor altura, pero los puntos anteriormente descritos de la instalación, siempre deberán mantener la misma relación entre la diferencia de cota, para así poder obtener la energía eléctrica solicitada, recomendándose en las instalaciones agrupadas en polígono con varios núcleos de impulsión (Figura 7.b), que la instalación se realice ligeramente inclinada, para que las tuberías del sistema se concentren en un único depósito de almacenamiento (30), que estará alineado con el centro de gravedad del edificio y/o infraestructura donde se ubique, y a ser posible, el sistema ideado estará inscrito en una imaginaria envolvente piramidal de base rectangular (Figura 4), con la finalidad de racionalizar el espacio constructivo y mejorar las capacidades portantes del edificio y/o infraestructura ante las posibles acciones externas (viento y sismo), mientras que si se opta por la instalación con uno o varios núcleos de impulsión agrupados linealmente siguiendo cualquier trayectoria (Figura 7.a), tanto en el exterior como en el interior de usos residenciales, se aconseja instalar verticalmente la invención para racionalizar el espacio (Figura 1). Sin embargo, en los usos donde se requiera la adaptación a la topografía del lugar, parte de la instalación deberá tener la inclinación suficiente para adaptarse al perfil del terreno (Figura 6), para evitar, si lo hubiere, el impacto medio ambiental de la invención en el uso urbanístico aplicado, que garantice el cumplimiento de las ordenanzas que lo rigen.

En la cota superior del sistema ideado, se encuentra el depósito de almacenamiento (30), con agua dulce o salada, y reserva suficiente para compensar las posibles pérdidas surgidas por evaporación, salpiqueo y fugas insignificantes. Dispondrá de filtros para evitar la entrada de objetos e impurezas al sistema, y como medida preventiva para recuperar las referidas pérdidas hídricas, debe contar con un aporte adicional de agua a través de una red suministradora (20), tanques de reserva, o bien vehículos con cisternas que puedan bombear el fluido desde el exterior, especialmente en zonas calurosas. El depósito de almacenamiento deberá despiezarse por módulos para favorecer su manipulación, y deberá estar fabricado con materiales ligeros así como resistentes, como puede ser la fibra de vidrio, pues debido a las dimensiones que experimenta, en la mayoría de los casos, tendrá que introducirse en el núcleo de la invención por el paramento exterior de la planta en la que se ubique, que generalmente es la más alta, además contará con una válvula de cierre y una válvula de vaciado del fluido para su reparación y/o mantenimiento.

El depósito de almacenamiento (30), tiene dos salidas, una en el perímetro superior para evacuar las posibles aguas sobrantes por medio de la tubería de evacuación (18), cuya trayectoria finaliza en el colector de aguas (17), y otra salida en el asiento del mismo conectada con el contratubo (29) para salvar el paso del fluido por el forjado de la planta que lo sostiene, al que se conectará en su parte inferior y con la correspondiente brida el inicio de la tubería de enturbinamiento (26), que finaliza salvando los distintos forjados en la entrada de la turbina hidráulica (23), fijada con pletinas soldadas a la placa de anclaje cuyos pernos de acero liso o corrugado están embutidos en la superficie del forjado que la soporta, para así evitar vibraciones y/o movimientos indeseados. La tubería de enturbinamiento estará provista de una válvula de cierre y vaciado del fluido por gravedad para facilitar su reparación y/o mantenimiento, componentes que pueden estar fabricados en toda su trayectoria con materiales ferromagnéticos sometidos a tratamientos inoxidables y anticorrosivos, salvo los materiales sitos en la planta de turbina (23) para evitar interactuaciones electromagnéticas con el generador eléctrico (25).

A la salida de la turbina hidráulica (23), se conecta una válvula anti retorno (19), para evitar el retroceso del agua una vez iniciada la fase de reacción, que puede estar fabricada con materiales ferromagnéticos sometidos a tratamientos inoxidables y anticorrosivos.

En la parte inferior de la referida válvula anti retorno (19), se acopla el colector (17), para recoger las aguas procedentes de la salida de la turbina hidráulica (23), mientras que por la entrada perimetral del colector se conectará la tubería de evacuación (18), para recibir el exceso de fluido acumulado en el depósito de almacenamiento (30), si lo hubiere, elementos que pueden estar fabricados con materiales ferromagnéticos sometidos a tratamientos inoxidables y anticorrosivos.

En la base del colector (17), se acopla otra válvula anti retorno (16), para evitar que se produzca el retroceso del fluido aguas arriba, que puede estar fabricada con materiales ferromagnéticos sometidos a tratamientos inoxidables y anticorrosivos.

Acoplada en la base de la anterior válvula anti retorno (16), comienza la tubería de aceleración de los frentes de agua (8), tubería que finaliza su trayectoria en la entrada del racor de entrega (5), y está fabricada con materiales no ferromagnéticos para que no interfiera en el movimiento libre del imán permanente (1.r) unido a la válvula de choque (1.i) ubicada en el núcleo de impulsión (1), debido a la posible atracción o repulsión que pudieran ejercer en ésta los materiales ferromagnéticos.

La base del racor de entrega (5), está conectado con el núcleo de impulsión (1) a través del disco intermedio de ensamble (1.d), puede tener una o varias salidas para conectar por medio de unos codos a 90° (4) los ramales de entrega (7), salidas que se deben corresponder necesariamente con el número de cámaras neumáticas (13) y tuberías de elevación (15). En la base del racor de entrega existen unos orificios roscados donde se introducen los sensores de activación (1.v) que registran la presión de cierre de la válvula de choque (1.i), y posee una válvula de vaciado de agua que actúa por gravedad para la reparación y/o mantenimiento, debiendo estar fabricado con materiales no ferromagnéticos.

El núcleo de Impulsión (1), (Figura 3), forma la parte final del sistema de acción, es el componente fundamental de la invención, toda vez que realiza el intercambio de presiones generadas por el fluido en la FASE DE ACCIÓN y REACCIÓN, posibilitando así la elevación del agua al depósito de almacenamiento (30), se encuentra embutido en la cimentación del sistema ideado, es estanco, y su estructura comprende la carcasa (1.a), aislada acústicamente (1.b), en la que se introduce el racor de impulsión (1.c), sobre el que se atornilla un disco intermedio de ensamble (1.d), para fijar la plataforma anillada (1.e) que cierra la carcasa y une el racor de entrega (5) con el núcleo de impulsión, componentes fabricados con materiales no ferromagnéticos.

Para evitar movimientos indeseados en el núcleo de impulsión, la carcasa está anclada al hormigón de la cimentación con unas anillas de acero liso soldadas en su perímetro exterior (1.f), asimismo, el intradós de la carcasa dispone de unas guías radiales (1.g) para ajustar el racor de impulsión (1.c) en la posición correcta, encajando su base circular dentada con las guías de la carcasa, que será atornillada con su correspondiente junta de neopreno.

El racor de impulsión (1.c), está fabricado con materiales no ferromagnéticos y comprende tres cavidades:

• Cavidad de impacto (1.h). Es el volumen donde se ubica la válvula de choque (1.i), que es un disco unido a un buje central roscado para unir a rosca el imán permanente con forma de anillo (1.r) y posibilitar el movimiento vertical de la referida válvula al interactuar con un segundo campo magnético generado por el electroimán (1.k), movimiento que es controlado con pulsos electromagnéticos de voltaje, amperaje y frecuencia determinada a través la unidad de control monitorizada (24). La base de asiento de la cavidad de impacto tiene una junta tórica (1.t) que limita el descenso de la válvula de choque para así poder controlar la fuerza y presión de impacto de los frentes de agua acelerados por gravedad que son detenidos súbitamente. Dicha cavidad de impacto, está perforada con unos orificios roscados donde se atornillan los sensores de impacto (1.s), de sobrepresión (1.u) y de activación (1.v), cuyos terminales están conectados con cableados distintos (1.w), formados por hilos independientes para alimentar, recoger, verificar los datos de cada sensor y dirigirlos a la unidad de control monitorizada (24) para que pueda operar en la unidad lógica con el tiempo establecido para cada ciclo, obteniendo la máxima eficiencia en la elevación del fluido.

• Cavidad de inducción (1.j). En ella se encuentra roscado el electroimán o solenoide (1.k), alimentado con energía eléctrica por la batería recargable (6) a través del tubo flexible de polietileno (1.q), para que el campo magnético generado incite el movimiento vertical a la válvula de choque (1.i), y así provocar su apertura o cierre, proceso controlado por la unidad de control monitorizada (24). La base del electroimán se apoya en una junta de neopreno que descansa sobre el angular circular (1.p), para evitar que se produzca la rotura del solenoide por los continuos impactos que transmite la válvula de choque.

• Cavidad de descompresión (1.l). Es la cavidad prevista en el racor de impulsión (1.c) para evitar el bloqueo de la válvula de choque (1.i) en su continuo ciclo de desplazamiento vertical, debido a las presiones y succiones de aire que genera, y ello se consigue permitiendo el paso de aire por los intersticios creados en la entrada de la cavidad de descompresión con la cabeza de la camisa cilíndrica (1.o) que rodea al imán permanente (1.r) y sirve de guía para garantizar la verticalidad en su desplazamiento, camisa cilíndrica con guías verticales en su perímetro que son introducidas en las contraguías previstas de la cavidad de descompresión para posicionarla correctamente, cabeza de camisa fijada a la base de la cavidad de impacto (1.h) con un anillo atornillado para garantizar su firmeza, permitiendo de esta manera que el aire pueda salir por la tubería (1.m) y entrar por la tubería (1.n), ambas fabricadas en cobre y conectadas con el foso (2), lugar donde se ubican las respectivas electroválvulas que controlan el paso del aire al núcleo de impulsión (1) por orden de la unidad de control monitorizada (24).

Seguidamente, una vez finalizada la fase de acción, comienza la FASE DE REACCIÓN o elevación del fluido, y para ello el racor de entrega (5) da salida por unos codos a 90° (4) que cambian la dirección del fluido y están fijados a la cimentación con pletinas para evitar movimientos indeseados en los ramales de entrega (7), tuberías que están fabricadas con materiales no ferromagnéticos.

Los ramales de entrega (7), finalizan su trayectoria, aguas arriba, al conectarse con las válvulas de entrega anti retorno (9), fabricadas con materiales no ferromagnéticos.

12. Las salidas de las válvulas de entrega anti retomo (9), están conectadas por medio del contratubo que atraviesa el forjado de la planta superior (10), con la base de las cámaras neumáticas (13), permitiendo sólo la entrada del fluido ascendente tras la acción del golpe de ariete para comprimir el aire almacenado en éstas, presión de aire controlada por el correspondiente manómetro digital a través de la unidad de control monitorizada (24), para asegurar el correcto funcionamiento de la invención.

13. Cada cámara neumática (13), posee en su perímetro inferior una salida para conectar la tubería de elevación (15), y permitir la elevación del agua al descomprimirse el aire, anteriormente comprimido, una vez cesada la acción del golpe de ariete. Las cámaras neumáticas tienen acoplada una válvula de cierre y vaciado por gravedad para facilitar su reparación y/o mantenimiento, y pueden estar fabricadas con materiales ferromagnéticos sometidos a tratamientos inoxidables y anticorrosivos.

14. Cada tubería de elevación (15), comienza en las correspondientes salidas de las cámaras neumáticas (13), a las que se conectan con bridas atornilladas los codos a 90° (14) que cambian la dirección del fluido y sirven de inicio para alcanzar la trayectoria de aguas a elevar, fijándose cada extremo de la tubería de elevación a los contratubos que atraviesan los forjados que componen el sistema ideado, para evitar movimientos indeseados, finalizando la trayectoria de elevación hídrica en el depósito de almacenamiento (30), completándose así el ciclo ideado y por lo tanto la fase de reacción. Las tuberías de elevación pueden estar fabricadas con materiales ferromagnéticos sometidos a tratamientos inoxidables y anticorrosivos (salvo el tramo que discurre por la planta de turbina (23) para evitar interactuaciones electromagnéticas).

El funcionamiento de la invención comprende el siguiente razonamiento:

Para poder iniciar el ciclo de producción de energía eléctrica, primeramente se cebará de agua (dulce o salada) todo el circuito del sistema ideado por medio de una red de suministro (20), o con vehículos con cisternas que bombeen el caudal necesario al referido circuito, y para ello deberá estar activada la válvula de choque (1.j) con la intensidad eléctrica suficiente para equilibrar la presión de agua contenida en la tubería de aceleración (8), que es registrada con el sensor de activación (1.v), lo cual se consigue aplicándole al electroimán (1.k) ubicado en la cavidad de inducción (1.j). una corriente eléctrica inicial con voltaje y amperaje suficiente que procede de una batería recargable (6), de la que posteriormente se podrá prescindir una vez que la invención comience a generar su propia electricidad.

La FASE DE ACCIÓN comienza en el instante en el que en la unidad de control monitorizada (24), por medio de la correspondiente aplicación informática, se desactiva el aporte energético de la batería recargable (6), o bien, en el momento en el que desde la misma se invierte el sentido de circulación de la corriente para atraer con mayor aceleración al imán permanente (1.r) roscado a la válvula de choque (1.i), para que el agua que contiene la tubería de aceleración (8), caiga por gravedad y adquiera la velocidad que definirá la energía cinética de caída del fluido, movimiento que será interrumpido bruscamente al finalizar el recorrido o carrera la referida válvula de choque, lo que ocasionará un fuerte impacto del que se liberará una sobrepresión en el racor de entrega (5), registrada por los sensores de sobrepresión (1.u), que envían la información a la unidad de control monitorizada.

Conjuntamente con el anterior descenso del fluido, el agua acumulada en el depósito de almacenamiento (30), descenderá por la tubería de enturbinamiento (26) y accionará la turbina hidráulica (23), que hará rotar al generador eléctrico (25), iniciándose la producción de energía eléctrica.

La FASE DE REACCIÓN se inicia tras el impacto de la válvula de choque (1.i) en la base de su cavidad, en este momento comienzan a detenerse, paulatinamente, los frentes de agua de la tubería de aceleración (8), en un tiempo regido por la celeridad de la onda que se propaga en el fluido utilizado (agua dulce o salada), celeridad que depende del diámetro de la tubería de aceleración, de su espesor y del material con que está elaborada. Una vez detenidos todos los frentes de agua en la tubería de aceleración, el fluido adquiere una velocidad aguas arriba, impidiendo la válvula anti retorno (16) acoplada sobre la tubería de aceleración (8) la entrada de agua al colector (17), y permitiendo las válvulas de entrega anti retorno (9), la entrada de agua a las cámaras neumáticas (13), para comprimir el aire que existe en su interior, y una vez cesada la sobrepresión generada por el impacto (golpe de ariete), el aire anteriormente comprimido se descomprima constantemente con la presión suficiente para volver a cerrar las válvulas de entrega anti retorno (9) y desviar la salida del fluido a las tuberías de elevación (15), para canalizarlo al depósito de almacenamiento (30), completándose así el ciclo, que debe ajustarse a 1 segundo para corresponderse con el tiempo de salida de caudal (litros/segundo) evacuado por la turbina hidráulica (23) para producir correctamente electricidad a través del generador eléctrico (25). La energía eléctrica producida, por analogía con otros sistemas de producción de energías renovables (Figura 7.c), se dirigirá a un centro de transformación, y si fuere necesario su transporte, desde el centro de transformación se derivará a la correspondiente subestación transformadora y de control que facilitará su conducción por las adecuadas redes o líneas de energía eléctrica.

Breve descripción de los dibujos

Para complementar la descripción que se está realizando y con objeto de ayudar a una mejor comprensión de las características de la invención, se acompaña como parte integrante de dicha descripción, un juego de dibujos en donde con carácter ilustrativo y no limitativo, se ha representado lo siguiente:

Figura 1.- Muestra la perspectiva y las plantas para instalar la invención sobre la rasante en una edificación o infraestructura de 33 m altura, para poder generar 100 Kw.h con un solo núcleo de impulsión (1) conectado a un racor de entrega de dos salidas (5).

Figura 2.- Muestra la sección de las plantas, el alzado posterior y lateral que definen la invención sobre la rasante en una edificación o infraestructura de 33 m altura, para poder generar 100 Kw.h con un solo núcleo de impulsión (1) conectado a un racor de entrega (5) de dos salidas.

Figura 3.- Muestra la perspectiva seccionada del núcleo de impulsión (1), así como una sección y planta que complementa su explicación.

Figura 4.- Muestra la perspectiva y las plantas para instalar la invención sobre la rasante en una edificación o infraestructura de 33 m altura, para poder generar 1 Mw.h agrupando 10 núcleos de impulsión (1) conectados con sus correspondientes racores de entrega de dos salidas (5).

Figura 5.- Muestra la sección de las plantas, el alzado posterior y lateral que definen la instalación de la invención en el interior de un edificio de uso residencial de 23 m altura y 10 m bajo la rasante, para poder generar 100 Kw.h con un único núcleo de impulsión (1) conectado a un racor de entrega de dos salidas (5).

Figura 6.- Muestra una sección para instalar la invención adaptándose a la topografía del lugar, para poder generar 100 Kw.h con un único núcleo de impulsión (1) conectado a un racor de entrega de dos salidas (5).

Figura 7.- Muestra vahos esquemas de cómo se pueden agrupar los núcleos de impulsión (1) en una o vahas edificaciones y/o infraestructuras para producir más energía eléctrica, durante las 24 horas si fuere necesario (como si de un huerto productor de energía sostenible se tratara), reflejándose en los esquemas:

• La planta de núcleos de impulsión (1) de la invención con racor de entrega (5) de dos salidas agrupada linealmente siguiendo cualquier trayectoria.

• La planta de núcleos de impulsión (1) de la invención con racor de entrega (5) de dos salidas con agrupación en polígono, donde hay que precisar que este esquema es una variante del anterior, pues cualquier agrupación lineal que siga una trayectoria cuyos núcleos de impulsión tenga una cierta inclinación se transforma en una agrupación poligonal.

• En este esquema la pretensión es poner de manifiesto que la invención es compatible y podría complementar a otros sistemas de producción de energías renovables.

A continuación, se proporciona una lista de los distintos elementos representados en las figuras que integran la invención:

1 = Núcleo de impulsión.

1.a = Carcasa.

1.b = Aislamiento acústico para carcasa.

1.c = Racor de impulsión.

1.d = Disco de ensamble.

1.e = Tapa de carcasa.

1.f = Anillas de carcasa.

1.g = Guias de carcasa.

1.h = Cavidad de impacto del racor de impulsión.

1.1 = Válvula de choque.

1.j = Cavidad de inducción del racor de impulsión.

1.k = Electroimán.

1.1 = Cavidad de descompresión del racor de impulsión.

1.m = Tubería de salida de aire a la cavidad de descompresión.

1.n = Tubería de entrada de aire a la cavidad de descompresión.

1.o = Camisa cilíndrica de la cavidad de inducción.

1.p = Angular circular de la cavidad de inducción.

1.q = Tubo flexible de polietileno con cable de alimentación.

1.r = Imán cilíndrico permanente.

1.s = Sensor de impacto.

1.t = Junta tórica de limitación de descenso de la válvula de choque.

1.u = Sensor de sobrepresión

1.v = Sensor de activación.

1.w = Cableado con distintos hilos para conectar los sensores.

2 = Foso de cimentación.

3 = Escalera de caracol.

4 = Codos de entrega a 90° fijados con pletinas a la cimentación.

5 = Racor de entrega de dos salidas.

6 = Batería recargable.

7 = Ramal de entrega.

8 = Tubería de aceleración.

9 = Válvula de entrega (anti retorno)

10 = Contratubo de unión entre válvula de entrega (9) y cámara neumática (13).

11 = Contratubo de unión para tubería de aceleración (8).

12 = Rejilla de acero inoxidable.

13 = Cámara neumática.

14 = Codo de elevación a 90° fijado con pletinas al forjado.

15 = Tubería de elevación.

16 = Válvula anti retorno.

17 = Colector.

18 = Tubería de evacuación.

19 = Válvula anti retorno.

20 = Red de suministro de agua.

21 = Contratubo de unión para tuberías de elevación (15) y de evacuación (18).

22 = Contratubo de unión entre válvula anti retorno (19) y turbina hidráulica (23).

23 = Turbina hidráulica.

24 = Unidad de control monitorizada.

25 = Generador eléctrico.

26 = Tubería de enturbinamiento.

27 = Contratubo de unión para tuberías de elevación (15) y de evacuación (18).

28 = Contratubo de unión para tuberías de enturbinamiento (26).

29 = Contratubo de unión entre tubería de enturbinamiento (26) y depósito (30).

30 = Depósito de almacenamiento

31 = Puerta corredera.

32 = Aislamiento acústico (Figura 5).

Realización preferente de la invención

A fin de explicar con detalle el sistema ideado, se exponen cuatro modos para la realización de la invención:

• Instalación de la invención sobre la rasante en una edificación o infraestructura de 33 m altura, para poder generar 100 Kw.h con un solo núcleo de impulsión (1) conectado a un racor de entrega (5) de dos salidas.

• Instalación de la invención sobre la rasante en una edificación o infraestructura de 33 m altura, para poder generar 1 Mw.h agrupando 10 núcleos de impulsión (1) conectados con sus correspondientes racores de entrega (5) de dos salidas.

• Instalación de la invención en el interior de un edificio de uso residencial de 23 m altura y 10 m bajo la rasante, para poder generar 100 Kw.h con un único núcleo de impulsión (1) conectado a un racor de entrega (5) de dos salidas.

• Instalación de la invención adaptándose a la topografía del lugar, para poder generar 100 Kw.h con un único núcleo de impulsión (1) conectado a un racor de entrega (5) de dos salidas.

A. INSTALACIÓN DE LA INVENCIÓN SOBRE LA RASANTE EN UNA EDIFICACIÓN Y/O INFRAESTRUCTURA DE 33 M ALTURA, PARA PODER GENERAR 100 Kw.h CON UN SOLO NUCLEO DE IMPULSION (1) CONECTADO A UN RACOR DE ENTREGA (5) DE DOS SALIDAS, (Figura 1 y 2):

En este ejemplo ilustrativo la invención se realiza sobre la cota de rasante, en una edificación y/o Infraestructura de 33 m de altura, independiente de otro sistema constructivo, para poder generar 100 Kw.h con un solo núcleo de impulsión (1) conectado a un racor de entrega (5) de dos salidas, y así obtener la autosuficiencia energética del uso urbanístico en el que se aplique.

La distribución de la altura de las plantas del edificio, está condicionada por la cota del nivel de agua del depósito de almacenamiento (30), que marca los metros de columna de agua (m.c.a) que necesita la única turbina hidráulica (23) para su correcto funcionamiento, la cual está ubicada en la planta Segunda del edificio, para que al caer el fluido por gravedad ejerza la presión suficiente para posibilitar la rotación del buje que va unido al generador (25) y produzca los 100 Kw.h. requeridos.

Un segundo condicionante para diseñar la altura de las plantas del edificio es que la relación de la altura máxima de elevación del fluido transportado por las tuberías de elevación (15), con la cota superior de la tubería de aceleración (8), tiene que ser aproximadamente 4, tomando como punto de referencia el asiento de la válvula de choque (1.i), ubicada en la cavidad de impacto (1.h) del núcleo de impulsión (1).

De esta manera, en este ejemplo, para producir los 100 Kw.h., se ha hecho la distribución de las plantas del edificio considerando la existencia de una sola turbina hidráulica de 620 l/s, con una presión de 21 m.c.a, 32 metros de altura máxima de elevación y 8 m.c.a en la tubería de aceleración (relación 32 m / 8 m = 4).

Esta unidad elemental de realización de la invención necesita una superficie construida de aproximadamente 20 m2 (4.40 m x 4.40 m) y 33 m de altura distribuida desde la planta Baja hasta la Cubierta, edificación y/o infraestructura que debe estar aislada acústicamente para evitar las posibles trasmisiones de ruidos y/o vibraciones que pueda generar el sistema ideado.

Para definir la invención se expone por plantas las partes que comprende la instalación del sistema ideado, como si de su construcción y montaje se tratara:

PLANTA BAJA (Cota ±00.00 m). Planta para Núcleo de Impulsión (1).

1. En esta planta se ubica la losa de cimentación del edificio con un canto de 1.00 m, y en ella se encuentra embutido el núcleo de impulsión (1), de 01.10 m y 0,65 m de altura, que comprende una carcasa (1.a) fijada a la cimentación con anillas de acero liso (1.f) para evitar movimientos indeseados, donde el espacio comprendido entre la carcasa y el racor de impulsión (1.c) está aislado acústicamente (1.b) con materiales de alta resistencia a la propagación del sonido para evitar ruidos y/o vibraciones. El núcleo de impulsión forma la parte final de la FASE DE ACCIÓN, es estanco, y comprende un cuerpo central o racor de impulsión (1.c) con tres cavidades: la cavidad de impacto (1.h) o hueco donde se ubica la válvula de choque (1.i), la cavidad de inducción (1.j) o espacio donde se encuentra el electroimán (1.k), y la cavidad de descompresión (1.l) o seno por el que se desliza el imán permanente (1.r) guiado por la camisa cilíndrica (1.0) , que mantiene la verticalidad en su continuo movimiento, así como permite la salida y entrada de aire en la cavidad de descompresión, racor elaborado con materiales no ferromagnéticos resistentes al continuo impacto. El racor de impulsión (1.c), posee cuatro sensores para medir la presión de activación (1.v) y equilibrar el empuje de la columna de agua que actúa en la tubería de aceleración (8), cuatro sensores para determinar la presión de impacto (1.s) originada por la detención brusca de la válvula de choque, y otros cuatro sensores de sobrepresión (1.u) que registran el aumento de presión generado tras producirse el golpe de ariete. La válvula de choque (1.1) está formada por un disco circular de 00.60 m y 0.05 m de espesor, con un buje central roscado de 00.025 m y 0.19 m de altura unido a su base, donde se introduce a rosca un potente imán permanente en forma de anillo (1.r), de 0 ^ext 0.09 m, 0 ^int 0.025 m y 0.19 m de altura, el mismo que se desplaza por el interior de la camisa cilíndrica (1.o) de 0 ^int 0.091 m y 0.17 m de altura, la cual está acoplada en las contraguías de la cavidad de descompresión (1.l) de 0 ^ext 0.12 m y 0.31 m de altura mediante unas guías verticales que lleva en su perímetro para asegurar su correcta posición, y que a su vez está fijada a la base de la cavidad de impacto (1.h) con un anillo atornillado que asegura su inmovilidad, cuya función es servir de guía para garantizar la verticalidad en el desplazamiento de la válvula de choque (1.i) y permitir el paso de aire por los intersticios creados por la cabeza de la camisa cilíndrica (1.o) en la cavidad de descompresión (1.l), para que de esta manera el aire pueda salir por la tubería (1.m) y entrar por la tubería (1.n) de 0 ^int 0.04 m y 0.02 m respectivamente, ambas fabricadas en cobre y conectadas con el foso (2), lugar donde se ubican las respectivas electroválvulas que controlan el paso del aire al núcleo de impulsión (1) por orden de la unidad de control monitorizada (24).

Por otra parte, en la cara exterior de la cavidad de descompresión (1.l), se rosca el cuerpo anillado del electroimán (1.k), de 0 ^ext 0.72 m, 0 ^int 0.18 m y 0.16 m de altura, el cual, está ubicado en la cavidad de inducción (1.j) del racor de impulsión (1), elaborado con un conductor de cobre de 0 0.01 m enrollado en forma de solenoide con un determinado número de vueltas en su longitud de 0.16 m de altura, para poder generar el campo magnético vertical suficiente que optimice la interactuación con el potente imán cilíndrico permanente (1.r) que está roscado al buje de la válvula de choque (1.i), cuando la unidad de control monitorizada (24) da señal a la batería recargable (6) para emitir sucesivos pulsos eléctricos con un determinado voltaje (12 v), amperaje (50 A) y frecuencia (1 ciclo por segundo), que le llegan al electroimán (1.k) por medio del tubo flexible (1q) de 0 ^int 0.02 m, para así asegurar que se produzcan los cíclicos movimientos verticales de apertura y cierre de la válvula de choque, y controlar los continuos golpes de ariete para optimizar la elevación del fluido al depósito de almacenamiento (30), unidad de control que está geolocalizada por una central general de observación a la que transmite los datos obtenidos.

En la cimentación, deberá existir un foso de 0 ^int 1.30 m y 0,80 m de altura (2), comunicado con la salida (1.m) y entrada (1.n) de aire de la cavidad de descompresión (1.1) del racor de impulsión (1.c), para albergar las respectivas electroválvulas que controlan el paso del aire a la referida cavidad de descompresión e instalar una bomba de achique de aguas que, en su caso, retornará las insignificantes pérdidas de agua al depósito de almacenamiento (30), y evacuará al mismo el fluido que contienen los componentes de la invención en caso de, fugas imprevistas, accidentes, reparación y/o mantenimiento, si lo hubiere.

Soldada a una placa de anclaje embutida con pernos de acero liso o corrugado en la superficie de la cimentación, arranca la escalera de caracol (3) que comunica las diferentes plantas para el acceso del personal de mantenimiento.

Atornillado a la superficie del núcleo de impulsión (1) con la correspondiente brida y por medio del disco intermedio de ensamble (1.d), se acopla el racor de entrega de 0int 0,50 m (5). En este ejemplo, el racor de entrega dispone de dos salidas para conectar los codos a 90° (4) en los que se ensamblan con bridas atornilladas los ramales de entrega (7), salidas que necesariamente tienen que corresponderse, en número, con las tuberías de elevación (15) y las cámaras neumáticas (13). El racor de entrega (5), en su base de unión con el núcleo de impulsión (1), está equipado con sensores de activación (1.v) para medir la presión de cierre de la válvula de choque (1.i), registro que será enviado a la unidad de control monitorizada (24) con conductores independientes de distintos cableados (1.w) para conectar los terminales de cada sensor. El racor de entrega dispondrá de una válvula de cierre y vaciado del fluido para facilitar su reparación y/o mantenimiento. La función del racor de entrega (5) es servir de comunicador del fluido entre la FASE DE ACCIÓN y la FASE DE REACCIÓN, pues recibe verticalmente la acción del fluido que contiene la tubería de aceleración (8), y como reacción, permite la salida lateral del agua por los dos codos a 90° (4) unidos a los ramales de entrega (7). El racor de entrega está fabricado en una sola pieza y elaborado con aleaciones de materiales no ferromagnéticos para evitar interactuaciones electromagnéticas.

En la entrada vertical del racor de entrega (5), se acopla con una brida atornillada, el extremo inferior de la tubería de aceleración (8), mientras que el extremo superior se fija a la parte inferior del contratubo (11) que atraviesa el forjado de la planta Primera. La tubería de aceleración tiene un 0int de 0,50m y está fabricada con aleaciones de materiales no ferromagnéticos. Su función es acelerar por gravedad los frentes de agua hasta al núcleo de impulsión (1), para provocar el golpe de ariete.

A las salidas laterales del racor de entrega (5), se conectan con bridas atornilladas los codos a 90° (4) que a su vez están fijados a la superficie de la cimentación con pletinas de acero inoxidable para evitar vibraciones y movimientos indeseados, codos que cambian la dirección del fluido y conectan los inicios de los ramales de entrega (7), ambas tuberías tienen un 0int de 0,30m, están fabricadas con aleaciones de materiales no ferromagnéticos y su función es realizar la entrega del fluido impulsado, aguas arriba, tras la acción del golpe de ariete.

En la terminación de los ramales de entrega (7), se acoplan con bridas atornilladas, las bases de las válvulas de entrega anti retomo (9), fijando su otro extremo a la parte inferior del contratubo (10) que atraviesa el forjado de la planta Primera. En el interior de las válvulas de entrega anti retorno se encuentran unas esferas de caucho sintético resistentes al impacto de 0 0,15 m, unidas a cuatro pasadores que se deslizan verticalmente por los orificios que la posicionan, para impedir, aguas abajo, la salida del agua de las cámaras neumáticas (13), y permitir, aguas arriba, su entrada tras la acción del golpe de ariete. Las válvulas de entrega anti retorno están fabricadas con aleaciones de materiales no ferromagnéticos.

PLANTA PRIMERA (Cota 4.40 m). Planta para Cámaras Neumáticas (13).

En esta planta se ubica la losa estructural de canto 0,40 m que define el forjado de la planta Primera, forjado donde se deberá prever la ubicación de tres contratubos para permitir el paso del fluido, dos de 0^int 30 m (10), para la entrada de agua a las cámaras neumáticas, y un tercero de 0^int 50 m (11), para la tubería de aceleración (8), un hueco de 01,80 m para la escalera de caracol (3), por donde accederá el personal de montaje y/o mantenimiento, así como un segundo hueco de 0 1,30 m (12), cerrado con una rejilla de 01.40 m de acero inoxidable, que podrá abrirse para pasar entre plantas con poleas fijadas al forjado superior, tanto los componentes del sistema ideado, como los materiales a sustituir en caso de avería y/o mantenimiento.

En el ensanche de los dos contratubos de 0^int 30 m (10), se fijan con bridas atornilladas las dos cámaras neumáticas (13) que, en este caso, componen el sistema ideado. Ambas cámaras neumáticas, tienen un 0^int 0,70 m, una altura de agua de 3.55 m y de aire 0,90 m, pueden estar fabricadas con aleaciones de materiales ferromagnéticos sometidos a tratamientos inoxidables y anticorrosivos, y su función es recibir el agua transmitida por los ramales de entrega (7) para comprimir el volumen de aire que alberga la cámara, y una vez cesada la entrada de agua al finalizar la acción del golpe de ariete, comience la descompresión del aire anteriormente comprimido y de salida al fluido por unos orificios de 0^int 0,12 m situados en su perímetro inferior, permitiendo un flujo constante para la elevación del agua al depósito de almacenamiento (30) por las tuberías de elevación (15). Ambas cámaras neumáticas poseen una válvula de vaciado por gravedad para facilitar su reparación y/o mantenimiento, al igual que los correspondientes manómetros digitales para controlar la presión del aire comprimido a través de la unidad de control monitorizada (24), y así asegurar el correcto funcionamiento de la invención.

En cada salida de las cámaras neumáticas (13), se conecta con bridas atornilladas un extremo de los codos a 90° de 0^int de 0,12 m para cambiar la dirección del fluido, soldados a pletinas de acero (14) ancladas con pernos de acero liso o corrugado a la superficie del forjado para evitar vibraciones y/o movimientos indeseados. En el otro extremo de los codos, se ensambla con bridas atornilladas el inicio de las tuberías de elevación (15), mientras que su extremo superior se fija a la parte inferior del contratubo (21) que atraviesa el forjado de la planta Segunda. Las tuberías de elevación tienen un 0^int de 0,12 m, pueden estar fabricadas con aleaciones de materiales ferromagnéticos sometidos a tratamientos inoxidables y anticorrosivos, y su función es elevar el fluido impulsado, aguas arriba, tras la acción del golpe de ariete.

En la base del contratubo de 0^int 0,50 m (11), se conecta con bridas atornilladas el extremo inferior de la tubería de aceleración de 0^int 0,50 m (8). Este tramo de tubería puede fabricarse con aleaciones de materiales ferromagnéticos sometidos a tratamientos inoxidables y anticorrosivos, y como ya se ha dicho, su función es acelerar por gravedad los frentes de agua hasta al núcleo de impulsión (1), para provocar el golpe de ariete.

En el extremo superior de la tubería de aceleración (8), se fija con bridas atornilladas la base de una válvula anti retorno de 0int 50 m (16), en cuyo interior se encuentra una esfera de caucho sintético resistente al impacto de 00,15 m, unidas a cuatro pasadores que se deslizan verticalmente por los orificios que la posicionan, para impedir el retroceso de aguas arriba tras la acción del golpe de ariete y permitir el paso de fluido, aguas abajo, pudiendo ser fabricada con aleaciones de materiales ferromagnéticos sometidos a tratamientos inoxidables y anticorrosivos.

Sobre la anterior válvula anti retorno (16), se conecta con bridas atornilladas el extremo inferior del colector de 0int 0,50 m (17). Esta tubería puede fabricarse con aleaciones de materiales ferromagnéticos sometidos a tratamientos inoxidables y anticorrosivos, y su función es recoger las aguas procedentes de la salida de la turbina hidráulica (23), y si lo hubiere, el exceso de fluido acumulado en el depósito de almacenamiento (30) por la entrada prevista en el perímetro inferior del colector para conectar la tubería de evacuación (18).

A la entrada perimetral del colector (17), se conecta con la correspondiente brida atornillada, el extremo horizontal del codo a 90° de 0int de 0,12 m que cambia la dirección del fluido, uniéndose al extremo vertical del codo con otra brida atornillada, la entrada de la tubería de evacuación (18) de 0int de 0,12 m, mientras que el extremo restante está fijado a la parte inferior del contratubo (21) que atraviesa el forjado de la planta Segunda. Tanto el codo a 90° como la tubería de evacuación (18), pueden estar fabricados con aleaciones de materiales ferromagnéticos sometidos a tratamientos inoxidables y anticorrosivos, y su función es evacuar al colector el posible exceso de agua del depósito de almacenamiento (30).

En el extremo superior del colector, se fija con una brida atornillada la base de otra válvula anti retorno de 0^int 50 m (19), uniendo su otro extremo a la parte inferior del contratubo (22) que atraviesa el forjado de la planta Segunda. Esta válvula anti retorno puede fabricarse con aleaciones de materiales ferromagnéticos sometidos a tratamientos inoxidables y anticorrosivos, y en su interior se encuentra una esfera de caucho sintético resistente al impacto de 00,15 m, unida a cuatro pasadores que se deslizan verticalmente por los orificios que la posicionan, para permitir el paso de fluido, aguas abajo, e impedir el retroceso del agua arriba hacia la turbina hidráulica (23), tras la acción del golpe de ariete.

PLANTA SEGUNDA (Cota 10.00 m). Planta para Turbina (23).

En esta cota se ubica la losa estructural de canto 0,40 m que define el forjado de la planta Segunda, el cual deberá prever la ubicación de cinco contratubos para permitir el paso del fluido, un primero de 0int 0,05 m para la red de suministro de agua (20), si la hubiere, un segundo de 0int 0,12 m para la tubería de evacuación (21), dos de 0int 0,12 m para la tubería de elevación (21), y un quinto de 0int 0,40 m para la salida de agua de la turbina hidráulica (22), un hueco de 0 1,80 m para la escalera de caracol (3) por donde accede el personal de montaje y mantenimiento, así como un segundo hueco rectangular de 1.35 m x 1,10 m de superficie (12), cerrado con una rejilla rectangular de 1.45 m x 1,20 m de acero inoxidable, que podrá abrirse para pasar entre plantas con poleas fijadas al forjado superior, tanto los componentes del sistema ideado, como los materiales a sustituir en caso de avería y/o mantenimiento, componentes que serán introducidos en el edificio por medio de una puerta corredera (31) prevista en un paramento exterior de la planta Baja.

En la base del contratubo de 0^int 12 m (21), se fija con la correspondiente brida atornillada, el extremo inicial de la tubería de evacuación (18), uniéndose el otro extremo a la parte inferior del contratubo (27) que atraviesa el forjado de la planta Tercera. Este tramo de tubería debe estar fabricada con aleaciones de materiales no ferromagnéticos para evitar interactuaciones electromagnéticas con la turbina hidráulica (23), y su función es evacuar el posible exceso de agua del depósito de almacenamiento (30), al colector (17) sito en la planta Primera.

En la base de los dos contratubos de 0^int 0,12 m (21), se fijan con bridas atornilladas el extremo inicial de las tuberías de elevación (15), mientras que su otro extremo se une a la parte inferior del contratubo (27) que atraviesa el forjado de la planta Tercera. Ambas tuberías de elevación tienen un 0^int 0,12 m, deben estar fabricadas con aleaciones de materiales no ferromagnéticos para evitar interactuaciones electromagnéticas con la turbina hidráulica (23), y su función es continuar la elevación del fluido impulsado, aguas arriba.

En la base del contratubo de 0int 0,40 m (22), se conecta con la correspondiente brida atornillada la salida de agua de la turbina hidráulica (23), cuyo eje de rotación, o buje, está unido a un generador eléctrico en disposición vertical (25), todo ello fabricado con materiales no ferromagnéticos para evitar interactuaciones electromagnéticas. Esta turbina hidráulica está prevista para producir 100 Kw.h, y para ello precisa la entrada de un caudal de 620 l/s con una presión de 21 m.c.a, lo cual se consigue con la geometría proyectada.

En la entrada vertical de la turbina hidráulica (23), que está fijada con pletinas de acero a una placa anclada con pernos de acero liso o corrugado a la superficie del forjado que la soporta para evitar vibraciones y/o movimientos indeseados, se conecta con las correspondientes bridas atornilladas el extremo inferior de la tubería de enturbinamiento de 0int 0,50 m (26), mientras que el extremo superior se une a la parte inferior del contratubo (28) que atraviesa el forjado de la planta Tercera. La tubería de enturbinamiento dispone de una válvula de cierre y vaciado del fluido por gravedad para facilitar su reparación y/o mantenimiento. Este tramo debe fabricarse con materiales no ferromagnéticos para evitar interactuaciones electromagnéticas con el generador eléctrico (25), y su función es abastecer a la turbina hidráulica (23), del caudal suficiente para permitir su correcto funcionamiento.

PLANTA TERCERA (Cota 13.90 m). Planta Intermedia.

En esta cota se ubica la losa estructural de canto 0,20 m que define el forjado de la planta Tercera, el cual deberá prever la ubicación de cinco contratubos para permitir el paso del fluido, un primero de 0int 0,05 m para la red de suministro de agua (20), si la hubiere, un segundo de 0int 0,12 m para la tubería de evacuación (21), dos de 0int 0,12 m para la tubería de elevación (21), y un quinto de 0int 0,50 m para la tubería de enturbinamiento (28), un hueco de 01,80 m para la escalera de caracol (3), por donde accede el personal de montaje y mantenimiento, así como un segundo hueco rectangular de 1,35 m x 1,10 m de superficie (12), cerrado con una rejilla rectangular de 1,45 m x 1,20 m de acero inoxidable, que podrá abrirse para pasar entre plantas con poleas fijadas al forjado superior, tanto los componentes del sistema ideado, como los materiales a sustituir en caso de avería y/o mantenimiento. Paralelamente se deberá prever un sexto contratubo de 0int 0,12 m para pasar el cableado procedente del generador eléctrico, y así poder alimentar, si las hubiere, a las baterías de ultra condensadores suspendidas en los paramentos verticales de esta planta para actuar como sistema de reserva o para equilibrar la energía reactiva en ciertos aparatos eléctricos.

A las bases de los correspondientes contratubos de evacuación (27), de elevación (27) y de enturbinamiento (28), se fijan con las correspondientes bridas atornilladas, el extremo inicial de la tubería de evacuación (18), las de elevación (15) y la de enturbinamiento (26), atornillándose su otro extremo a la parte inferior de los mismos contratubos que atraviesan el forjado de la planta Cuarta, y como ya se ha referido, estas tuberías pueden estar fabricadas con aleaciones de materiales ferromagnéticos sometidos a tratamientos inoxidables y anticorrosivos, y su función es evacuar, elevar y enturbinar el fluido.

Las plantas: Cuarta (cota 17.30m), Quinta (cota 20.70 m) y Sexta (cota 24.10 m), adoptaran la misma configuración que lo explicado para la planta Tercera, por lo que no es necesaria su reiteración, no obstante, si se estimara oportuno, estas plantas pudieran suprimirse por tratarse de plantas Intermedias, siempre y cuando la planta Tercera tuviera la misma distribución que la planta Sexta, para así poder acceder a la planta Séptima donde está instalado el depósito de almacenamiento (30).

PLANTA SEPTIMA (Cota 27.50 m). Planta para Depósito de Almacenamiento (30).

En esta cota se ubica la losa estructural de canto 0,40 m que define el forjado de la planta Séptima, el cual deberá prever la ubicación de cinco contratubos para permitir el paso del fluido, un primero de 0^int 0,05 m para la red de suministro de agua (20), si la hubiere, un segundo de 0^int 12 m para la tubería de evacuación (21), dos de 0^int 0,12 m para la tubería de elevación (21), y un quinto de 0^int 0,50 m para la tubería de enturbinamiento (29), un hueco de 01,80 m para la escalera de caracol (3) por donde accede el personal de montaje y mantenimiento.

En la base de los dos contratubos de 0^int 0,12 m (21), se fijan con bridas atornilladas los extremos iniciales de las tuberías de elevación (15), mientras que sus extremos finales cambian dos veces la dirección con codos a 90° hasta introducirse en el depósito de almacenamiento (30), como si de un sifón se tratara, uniéndose a éste con bridas atornilladas en cada plano de la cara posterior de su perímetro superior, tuberías de elevación que pueden estar fabricadas con aleaciones de materiales ferromagnéticos sometidos a tratamientos inoxidables y anticorrosivos, y su función es elevar el fluido impulsado, aguas arriba, hasta el depósito de almacenamiento, tras la acción del golpe de ariete, con la precaución de introducir la llegada de la tubería de elevación en el fluido almacenado para evitar el salpiqueo.

En la base del otro contratubo de 0^int 0,12 m (21), se fija con una brida atornillada, el extremo inicial de la tubería de evacuación (18), mientras que a su extremo final se le hace cambiar de dirección con un codo a 90° para acoplarse, con otra brida atornillada, al plano trasero del perímetro superior del depósito de almacenamiento (30). Esta tubería puede estar fabricada con aleaciones de materiales ferromagnéticos sometidos a tratamientos inoxidables y anticorrosivos, y su función es evacuar el posible exceso de agua del depósito de almacenamiento al colector de la planta Primera (17).

En la base del contratubo de 0int 0,50 m (29), se ensambla con bridas atornilladas, el depósito de almacenamiento (30). El depósito tendrá reserva suficiente para compensar las posibles pérdidas surgidas por evaporación, salpiqueo y fugas insignificantes. Su base rectangular tiene una longitud de 3.10 m, una anchura de 0,66 m (suficiente para ser montado desde su interior por una persona), y una altura de 4.85 m. Deberá estar fabricado con fibra de vidrio para favorecer su manipulación y aligerar peso al forjado que lo soporta, pues deberá introducirse en el núcleo de la invención a través de la puerta corredera (31) prevista en un paramento exterior de la planta Séptima. Dispondrá de filtros para evitar la entrada de objetos e impurezas al sistema, y como medida preventiva, debe contar con un aporte adicional de agua para la compensación de las referidas pérdidas por medio de una red suministradora de agua (20), tanques de reserva, o vehículos con cisternas (especialmente en zonas calurosas). El depósito de almacenamiento contará con una válvula de cierre y otra de vaciado del fluido para su reparación y/o mantenimiento. Su función es almacenar el agua (dulce o salada) que hará posible la generación de energía eléctrica en un ciclo continuo de caída y elevación, si fuere necesario, las 24 horas del día.

Por cuanto precede, con este modo de realizar la invención sobre la cota de rasante, en una edificación y/o Infraestructura de 33 m de altura, independiente de otro sistema constructivo, una vez cebado el sistema ideado con 16 m3 de agua (dulce o salada) para hacerlos circular continuamente por la turbina (23) a razón de un caudal hídrico de 620 litros/segundo, se podría producir 100 Kw.h.

B. INSTALACIÓN DE LA INVENCIÓN SOBRE LA RASANTE EN UNA EDIFICACIÓN Y/O INFRAESTRUCTURA DE 33 M ALTURA, PARA PODER GENERAR 1 Mw.h AGRUPANDO 10 NUCLEOS DE IMPULSION (1) CONECTADOS CON SUS CORRESPONDIENTES RACORES DE ENTREGA (5) DE DOS SALIDAS, (Figura 4):

Lo expuesto para la realización de la invención en el modo A, es aplicable al modo B, por tratarse de la agrupación de 10 núcleos de impulsión (1), con lo cual, no es necesaria su reiteración, aunque sí matizar las diferencias:

1. En este modo de realización de la invención se ha proyectado una edificación y/o infraestructura piramidal de base cuadrangular de 20 x 20 m y 40m de altura de coronación para distribuir las mismas plantas que las dispuestas en el modo A.

2. Con una sola escalera de caracol (3), podríamos acceder a todas las plantas.

3. Las tuberías de elevación (15), las de evacuación (18) y las de enturbiamiento (26), comienzan a inclinarse en la planta Segunda del sistema ideado para concentrarse en un único depósito de almacenamiento (30) que está alineado con el centro de gravedad de la construcción, favoreciendo el reparto de esfuerzos horizontales y verticales frente a las acciones sísmica y eólicas.

Por consiguiente, el Modo B de realizar la invención permitiría producir 1 Mw.h (1000 Kw.h), una vez cebado el sistema ideado con 160 m3 de agua (dulce o salada) y hacerlos circular continuamente por 10 turbinas (23) a razón de un caudal hídrico de 620 litros/segundo cada una.

C. INSTALACIÓN DE LA INVENCIÓN EN EL INTERIOR DE UN EDIFICIO DE USO RESIDENCIAL DE 23 M ALTURA Y 10 M BAJO LA RASANTE, PARA PODER GENERAR 100 Kw.h CON UN UNICO NÚCLEO DE IMPULSION (1) CONECTADO A UN RACOR DE ENTREGA (5) DE DOS SALIDAS, (Figura 5):

Lo definido en el modo A para la realización de la invención, también es aplicable al modo C, salvo ciertas diferencias aclaradas en este ejemplo ilustrativo, y para ello en la (Figura 5) se muestran las plantas y secciones de la invención en el interior de un edificio para uso residencial en el que se ha instalado un sólo núcleo de impulsión (1) para obtener la autosuficiencia energética de dos sótanos para Parking, 20 Viviendas, y la Urbanización donde se ubica el inmueble, considerando para ello una demanda aproximada de 100 Kw.h de potencia (debido al programa de necesidades a satisfacer).

Se explican las diferencias respecto al modo A:

1. Se debe prever en el edificio de uso residencial donde se decida instalar la invención un núcleo o hueco de aproximadamente 27 m2 de superficie construida (5.20 m x 5.20 m), en este caso, desde el Sótano 2° hasta el Torreón, similar al hueco de un ascensor sólo que de mayor dimensión, cuya estructura debe ser independiente y aislada del edificio, aunque comunicada. Estructura y cimentación envuelta por un material acústico (32) que tenga la densidad suficiente para evitar las posibles trasmisiones de ruidos y/o vibraciones que pueda generar el sistema ideado, teniendo la precaución que el aislamiento acústico que envuelve a la losa de cimentación de la invención tendrá como mínimo la misma tensión admisible que el terreno donde se apoya, así como la durabilidad a la degradación del material, pues está enterrado.

2. Este modo de realización de la invención al tener dos plantas por debajo de la cota de rasante, para poder pasar entre plantas los componentes del sistema ideado, así como los materiales a sustituir en caso de avería y/o mantenimiento, deberán ser introducidos por la puerta corredera (31) prevista en un paramento exterior de la planta de Turbinas (23), en este caso la planta Baja, mediante con poleas fijadas al forjado superior en el edificio.

Con este modo de realizar la invención en el interior de usos residenciales, una vez cebado el sistema ideado con 16 m3 de agua (dulce o salada) para hacerlos circular continuamente por la turbina (23) a razón de un caudal hídrico de 620 litros/segundo, se podría producir 100 Kw.h (se interesa tener presente que el consumo medio de un usuario normal en una vivienda es de 0,375 Kw.h).

D. INSTALACIÓN DE LA INVENCIÓN ADAPTÁNDOSE A LA TOPOGRAFÍA DEL LUGAR, PARA PODER GENERAR 100 Kw.h CON UN ÚNICO NÚCLEO DE IMPULSION (1) CONECTADO A UN RACOR DE ENTREGA (5) DE DOS SALIDAS, (Figura 6).

De análoga manera, lo determinado para la realización de la invención en el modo A, es aplicable al modo D, detallando en este ejemplo ilustrativo las diferencias, para lo cual se muestra una sección de las plantas y perfil de la invención adaptándose a la topografía del lugar, para evitar, si lo hubiere, el impacto medio ambiental de la invención en el uso urbanístico aplicado, y garantizar el cumplimiento de las ordenanzas que lo rigen.

Se enumeran las diferencias respecto al modo A:

1. Como las plantas destinadas a la ubicación del núcleo de impulsión (1) y a las cámaras neumáticas (13) deben ubicarse por debajo de la cota de rasante para evitar el impacto medioambiental, si lo hubiere, necesariamente tiene que existir un muro perimetral de contención de tierras perfectamente drenado para prevenir las posibles inundaciones y humedades.

2. La planta de turbina (23), en este caso la planta Baja, aumenta su superficie construida hasta adaptarse al perfil del terreno, para permitir el ensamble de las tuberías de elevación (15), la de evacuación (18) y la de enturbiamiento (26), que irán enterradas para evitar el impacto medioambiental. Por lo tanto, por la puerta corredera (31) prevista en la entrada de esta planta, se introducirán tanto los componentes del sistema ideado como los materiales a sustituir en caso de avería y/o mantenimiento, para trasladarlos a las plantas inferiores mediante poleas fijadas al forjado de la planta Primera, forjado debidamente drenado que será utilizado como continuidad del perfil del terreno para integrar la invención en el medio ambiente en el que se destine.

3. Desaparecen las plantas intermedias y se mantiene la planta que ubica al depósito de almacenamiento (30), el cual es introducido a través de la puerta corredera (31) prevista en la entrada, depósito que mantiene su capacidad (16 m3) pero cambia sus dimensiones para aprovechar la superficie construida que ha sido aumentada para: adaptarse al perfil del terreno, ensamblar las tuberías de elevación (15), de evacuación (18) y la de enturbiamiento (26), e integrar el sistema ideado en el medio ambiente destinado.

Con este modo de realizar la invención adaptándose a la topografía del lugar, una vez cebado el sistema ideado con 16 m3 de agua (dulce o salada) para hacerlos circular continuamente por la turbina (23) a razón de un caudal hídrico de 620 litros/segundo, se podría producir 100 Kw.h, admitiendo agrupaciones de núcleos de impulsión (1) siguiendo cualquier trayectoria (Figura 7.a) para producir más energía eléctrica durante 24 h, si fuere necesario.

Claims (3)

REIVINDICACIONES

1. El objeto de la invención es crear Núcleos de Autosuficiencia Energética para Usos Urbanísticos, y para ello se ha ideado un nuevo sistema de producción de energía renovable capaz de elevar cíclicamente el mismo volumen de agua a cierta altura sin generar pérdidas hídricas (salvo las referidas), que al caer por gravedad, acciona la adecuada turbina hidráulica (23) unida al oportuno generador eléctrico (25) para producir electricidad de forma continuada en cualquier uso urbanístico en el que se aplique, lo cual se hace posible con el núcleo de impulsión (1) ideado, del que dependen todos los componentes que comprende la invención que a continuación se detalla, que puede agruparse entre sí (Figura 7.a.b), en el interior de construcciones y/o infraestructuras para obtener la energía deseada, por lo tanto, este sistema sostenible de energía limpia, es adaptable a usos Residenciales, Terciarios, Industriales, Equipamientos (deportivos, educativos, sanitarios, culturales, etc...), Espacios libres (parques, zonas verdes, etc...), Transportes (intercambiadores, estaciones de ferrocarril, estaciones de servicio, teleféricos, puertos, aeropuertos, etc...) e Infraestructuras (vías públicas y ferroviarias, arterias, calles, caminos, etc...), Agropecuarios (plantaciones a la intemperie e invernaderos, instalaciones para ganadería, etc...) y Forestales, ... entre otros; al igual que puede ser ubicado en el interior de todo sistema de transporte que por su envergadura lo permita, como por ejemplo, en el interior de las embarcaciones (comerciales, de pasajeros u otras).

Los Núcleos de Autosuficiencia Energética para Usos Urbanísticos están caracterizados porque comprenden:

1. Núcleo de impulsión (1), (Figura 3), es el componente fundamental de la invención, toda vez que realiza el intercambio de presiones generadas por el fluido en la FASE DE ACCIÓN y REACCIÓN, posibilitando la elevación del agua al depósito de almacenamiento (30), núcleo de impulsión caracterizado porque comprende:

• Carcasa (1.a), embutida en la losa de cimentación de la edificación y/o infraestructura proyectada, su forma cilíndrica es opcional, está fabricada con materiales no ferromagnéticos y su función es servir de armazón para albergar todos los componentes internos que comprende el núcleo de impulsión (1).

• Aislamiento acústico (1.b), se encuentra en el espacio comprendido entre el interior de la carcasa (1.a) y el racor de impulsión (1.c), está fabricado con materiales de alta resistencia acústica y su función es evitar la transmisión de ruidos y/o vibraciones a la edificación y/o infraestructura proyectada.

• Racor de impulsión (1.c), centrado en el núcleo de impulsión (1), es el "corazón” de la invención, pues posibilita la elevación del agua al depósito de almacenamiento (30), al llevar a efecto el intercambio de presiones generadas por el fluido en la FASE DE ACCIÓN y REACCIÓN, está fabricado con materiales no ferromagnéticos y comprende tres cavidades:

1. Cavidad de impacto (1.h). Es el volumen donde se ubica la válvula de choque (1.i), que es un disco unido a un buje central roscado para encajar a rosca el imán permanente con forma de anillo (1.r) y posibilitar el movimiento vertical de la referida válvula al interactuar con un segundo campo magnético generado por el electroimán (1.k), movimiento que es controlado con pulsos electromagnéticos de voltaje, amperaje y frecuencia determinada a través la unidad de control monitorizada (24). La base de asiento de la cavidad de impacto tiene una junta tórica (1.t) que limita el descenso de la válvula de choque para así poder controlar la fuerza y presión de impacto de los frentes de agua acelerados por gravedad que son detenidos súbitamente. Dicha cavidad de impacto, está perforada con unos orificios roscados donde se atornillan los sensores de impacto (1.s), de sobrepresión (1.u) y de activación (1.v), cuyos terminales están conectados con cableados distintos (1.w), formados por hilos independientes para alimentar, recoger, verificar los datos de cada sensor y dirigirlos a la unidad de control monitorizada (24) para que pueda operar en la unidad lógica con el tiempo establecido para cada ciclo, obteniendo la máxima eficiencia en la elevación del fluido.

2. Cavidad de inducción (1.j). En ella se encuentra roscado el electroimán o solenoide (1.k), alimentado con energía eléctrica por la batería recargable (6) a través del tubo flexible de polietileno (1.q), para que el campo magnético generado incite el movimiento vertical a la válvula de choque (1.i), y así provocar su apertura o cierre, proceso controlado por la unidad de control monitorizada (24). La base del electroimán se apoya en una junta de neopreno que descansa sobre el angular circular (1.p), para evitar que se produzca la rotura del solenoide por los continuos impactos que transmite la válvula de choque.

3. Cavidad de descompresión (1.l). Es la cavidad prevista en el racor de impulsión (1.c) para evitar el bloqueo de la válvula de choque (1.i) en su continuo ciclo de desplazamiento vertical, debido a las presiones y succiones de aire que genera, y ello se consigue permitiendo el paso de aire por los intersticios creados en la entrada de la cavidad de descompresión con la cabeza de la camisa cilíndrica (1.o) que rodea al imán permanente (1.r) y sirve de guía para garantizar la verticalidad en su desplazamiento, camisa cilíndrica con guías verticales en su perímetro que son introducidas en las contraguías previstas de la cavidad de descompresión para posicionarla correctamente, cabeza de camisa fijada a la base de la cavidad de impacto (1.h) con un anillo atornillado para garantizar su firmeza, permitiendo de esta manera que el aire pueda salir por la tubería (1.m) y entrar por la tubería (1n) , ambas fabricadas en cobre y conectadas con el foso (2), lugar donde se ubican las respectivas electroválvulas que controlan el paso del aire por orden de la unidad de control monitorizada (24).

• Foso de cimentación (2), caracterizado por ser el espacio comprendido en la invención para instalar las respectivas electroválvulas que controlan el paso del aire al núcleo de impulsión (1) a través de las tuberías (1.m) y (1.n) y por orden de la unidad de control monitorizada (24), así como para ubicar la bomba de achique de aguas que, en su caso, retornará las insignificantes pérdidas de agua al depósito de almacenamiento (30), y evacuará al mismo el fluido contenido en los componentes de la invención en caso de producirse fugas imprevistas, accidentes, reparación y/o mantenimiento. El foso de cimentación (2) está cerrado por una rejilla cuya forma es opcional y deberá estar fabricada con acero inoxidable en tramas de pletinas electrosoldadas, la cual podrá abrirse para acceder a lo instalado en su interior.

Escalera de caracol (3), caracterizada por ser el elemento comprendido en la invención que comunica las diferentes plantas para el acceso del personal de mantenimiento y/o reparación. Está fabricada por piezas de aleaciones de materiales ligeros no ferromagnéticos soldadas entre sí y a su vez a los forjados correspondientes.

Codos de entrega a 90° (4), caracterizados por ser las tuberías comprendidas en la invención para conectar cada salida del racor de entrega (5) con sus correspondientes ramales de entrega (7) por medio de bridas atornilladas. Están fabricados con materiales no ferromagnéticos, cambian la dirección del fluido aguas arriba, están fijados a las placas de anclaje de la cimentación con pletinas del mismo material para evitar movimientos y esfuerzos indeseados, y su función es permitir la circulación ascendente del agua una vez iniciada la FASE DE REACCIÓN o elevación del fluido.

Racor de entrega (5), caracterizado por ser el elemento comprendido en la invención que está conectado a la superficie del núcleo de impulsión (1) con la correspondiente brida atornillada al disco intermedio de ensamble (1.d). El racor de entrega puede tener una o varias salidas para conectar uno o varios codos a 90° (4) que cambian la dirección del fluido y están fijados a la cimentación con pletinas para evitar movimientos indeseados, codos en los que se ensamblan con bridas atornilladas los ramales de entrega (7), salidas que necesariamente tienen que corresponderse, en número, con las tuberías de elevación (15) y las cámaras neumáticas (13). El racor de entrega (5), en su base de unión con el núcleo de impulsión (1), está equipado con sensores de activación (1.v) para medir la presión de cierre de la válvula de choque (1.i), registro que será enviado a la unidad de control monitorizada (24) con conductores independientes de distintos cableados (1.w) para conectar los terminales de cada sensor. El racor de entrega dispondrá de una válvula de cierre y vaciado del fluido para facilitar su reparación y/o mantenimiento. La función del racor de entrega (5) es servir de comunicador del fluido entre la FASE DE ACCIÓN y la FASE DE REACCIÓN, pues recibe verticalmente la acción del fluido que contiene la tubería de aceleración (8), y como reacción, permite la salida lateral del agua por los dos codos a 90° (4) unidos a los ramales de entrega (7). El racor de entrega está fabricado en una sola pieza y elaborado con aleaciones de materiales no ferromagnéticos.

Batería recargable (6), caracterizada por ser el elemento comprendido en la invención destinada al almacenamiento de energía eléctrica para poder iniciar la FASE DE ACCIÓN o caída del fluido por gravedad por operatividad de la unidad de control monitorizada (24), para que en el instante en el que desde la misma se desactive su aporte energético, o bien, en el momento en el que ésta ordene que se invierta el sentido de circulación de la corriente de voltaje, amperaje y frecuencia determinada para atraer con mayor aceleración al imán permanente (1.r) roscado a la válvula de choque (1.i), el volumen de agua contenido en la tubería de aceleración (8) discurra por gravedad. Otra función opcional de la batería recargable (6), si se estimara conveniente, sería destinarla como batería recargable de ultra condensadores suspendida en los paramentos verticales de planta intermedia en la que se destine, con la finalidad de actuar como sistema de reserva y/o para equilibrar la energía reactiva en ciertos aparatos eléctricos.

Ramal de entrega (7), caracterizado por ser la tubería comprendida en la invención conectada, por medio de bridas atornilladas, en su extremo inferior a cada codo de entrega a 90° (4) y en el extremo superior a la correspondiente válvula de entrega anti retorno (9). Está fabricado con materiales no ferromagnéticos sometidos a tratamientos inoxidables y anticorrosivos, y su función es la de continuar con la circulación ascendente del agua una vez iniciada la FASE DE REACCIÓN o elevación del fluido.

Tubería de aceleración (8), caracterizada por ser la tubería comprendida en la invención que salva la planta de las cámaras neumáticas (13) por medio del contratubo (11) para conectar, por medio de bridas atornilladas, su extremo inferior al racor de entrega (5) y su extremo superior a la válvula anti retorno (16). Está fabricada con materiales no ferromagnéticos (aunque el tramo conectado en la planta de cámaras neumáticas puede fabricarse con materiales ferromagnéticos sometidos a tratamientos inoxidables y anticorrosivos), y su función es acelerar por gravedad los frentes de agua hasta la cavidad de impacto (1.h), para provocar el golpe de ariete por detenimiento súbito de los mismos.

Válvula de entrega anti retorno (9), caracterizada por ser el elemento comprendido en la invención conectada en su base a los ramales de entrega (7) y en su otro extremo a la parte inferior del contratubo (10) que atraviesa el forjado de la planta de cámaras neumáticas (13). El interior de la válvula de entrega anti retorno (9) comprende una esfera de caucho sintético resistente al impacto, unida a cuatro pasadores que se deslizan verticalmente por los orificios que la posicionan, para impedir, aguas abajo, la salida del agua de las cámaras neumáticas (13), y permitir, aguas arriba, su entrada tras la acción del golpe de ariete. Las válvulas de entrega anti retorno están fabricadas con aleaciones de materiales no ferromagnéticos.

Contratubo (10), caracterizado por ser el elemento comprendido en la invención que conecta, por medio de bridas atornilladas, cada válvula de entrega (9) con la correspondiente cámara neumática (13). Puede estar fabricado con materiales ferromagnéticos sometidos a tratamientos inoxidables y anticorrosivos y su función es permitir el paso de fluido a través del forjado de la planta de cámaras neumáticas (13).

Contratubo (11), caracterizado por ser el elemento comprendido en la invención que conecta, por medio de bridas atornilladas, los tramos de la tubería de aceleración (8). Puede estar fabricado con materiales ferromagnéticos sometidos a tratamientos inoxidables y anticorrosivos y su función es permitir el paso de fluido a través del forjado de la planta de cámaras neumáticas (13).

Rejilla de acero inoxidable (12), caracterizada por ser el elemento comprendido en la invención para cerrar los huecos de paso previstos en los forjados del sistema ideado. Su forma es opcional y está fabricada en acero inoxidable con una trama de pletinas electrosoldadas, la cual podrá abrirse para pasar entre plantas con poleas fijadas al forjado superior, tanto los componentes del sistema ideado, como los materiales a sustituir en caso de avería y/o mantenimiento.

Cámara neumática (13), caracterizada por ser el elemento comprendido en la invención donde se comprime el aire existente en su interior por acción del caudal de agua introducido por la sobrepresión generada de los frentes de agua detenidos súbitamente en la cavidad de impacto (1.h) del núcleo de impulsión (1), lo que provoca la apertura de la válvula de entrega anti retorno (9), y una vez cesada tal acción, el aire anteriormente comprimido se descomprime de manera constante para alcanzar la situación de equilibrio, con la presión suficiente para volver a cerrar las válvulas de entrega anti retorno (9) y desviar la salida del fluido a las tuberías de elevación (15) para canalizarlo al depósito de almacenamiento (30). La cámara neumática (13) se debe corresponder necesariamente con el número de salidas del racor de entrega (5) y pueden estar fabricada con aleaciones de materiales ferromagnéticos sometidos a tratamientos inoxidables y anticorrosivos.

Codo de elevación a 90° (14), caracterizado por ser la tubería comprendida en la invención para conectar cada salida de la cámara neumática (13) con su correspondiente tubería de elevación (15) por medio de bridas atornilladas. Pueden estar fabricado con materiales no ferromagnéticos sometido a tratamientos inoxidables y anticorrosivos, cambia la dirección del fluido aguas arriba, está fijado con pletina del mismo material a cada placa de anclaje de la planta de cámaras neumáticas (13) para evitar movimientos y esfuerzos indeseados, y su función es permitir la circulación ascendente del agua que, de forma constante, da salida por la correspondiente cámara neumática (13) para elevarla al depósito de almacenamiento (30).

Tubería de elevación (15), caracterizada por ser la tubería comprendida en la invención que salva desde la planta de cámaras neumáticas (13), todas las plantas del sistema ideado gracias a los contratubos (21) y (27), para conectar por medio de bridas atornilladas, su extremo inferior a cada codo de elevación a 90° (4), y en el extremo superior al depósito de almacenamiento (30). Puede estar fabricado con materiales no ferromagnéticos sometidos a tratamientos inoxidables y anticorrosivos (salvo el tramo que discurre por la planta de turbina (23) para evitar interactuaciones electromagnéticas), y su función es continuar con la circulación ascendente del agua que, de forma constante, da salida por la correspondiente cámara neumática (13) para elevarla al depósito de almacenamiento (30).

Válvula anti retorno (16), caracterizada por ser el elemento comprendido en la invención conectada en su base a la tubería de aceleración (8) y en su otro extremo a la parte inferior del colector (17). El interior de la válvula anti retorno (16) comprende una esfera de caucho sintético resistente al impacto, unida a cuatro pasadores que se deslizan verticalmente por los orificios que la posicionan, para impedir el retroceso de aguas arriba hacia el colector (17) tras la acción del golpe de ariete y permitir el paso de fluido, aguas abajo, pudiendo estar fabricada con aleaciones de materiales ferromagnéticos sometidos a tratamientos inoxidables y anticorrosivos.

Colector (17), caracterizado por ser la tubería comprendida en la invención conectada, por medio de bridas atornilladas, en su extremo inferior a la válvula anti retorno (16) y en el extremo superior válvula anti retorno (19). Esta tubería puede fabricarse con aleaciones de materiales ferromagnéticos sometidos a tratamientos inoxidables y anticorrosivos, y su función es recoger las aguas procedentes de la salida de la turbina hidráulica (23), y si lo hubiere, el exceso de fluido acumulado en el depósito de almacenamiento (30) por la entrada prevista en el perímetro inferior del referido colector para conectar la tubería de evacuación (18).

Tubería de evacuación (18), caracterizada por ser la tubería comprendida en la invención que salva desde la planta de cámaras neumáticas (13), todas las plantas del sistema ideado gracias a los contratubos (21) y (27), para conectar por medio de bridas atornilladas, su extremo inferior a la entrada prevista en el perímetro inferior del colector (17), y en el extremo superior al depósito de almacenamiento (30). Puede estar fabricado con materiales ferromagnéticos sometidos a tratamientos inoxidables y anticorrosivos (salvo el tramo que discurre por la planta de turbina (23) para evitar interactuaciones electromagnéticas), y su función es canalizar por gravedad al colector (17), las aguas procedentes del exceso de fluido acumulado en el depósito de almacenamiento (30), si las hubiere.

Válvula anti retorno (19), caracterizada por ser el elemento comprendido en la invención conectada en su base al colector (17) y en su otro extremo a la parte inferior del contratubo (22) que atraviesa el forjado de la planta de turbina (23). El interior de la válvula anti retorno (19) comprende una esfera de caucho sintético resistente al impacto, unida a cuatro pasadores que se deslizan verticalmente por los orificios que la posicionan, para impedir el retroceso de aguas arriba hacia la turbina (23) tras la acción del golpe de ariete y permitir el paso de fluido, aguas abajo, pudiendo estar fabricada con aleaciones de materiales ferromagnéticos sometidos a tratamientos inoxidables y anticorrosivos.

Red de suministro de agua (20), caracterizada por ser la tubería comprendida en la invención que salva desde la cota de rasante (lugar donde se prevé la acometida), con su correspondiente contratubo, todas las plantas del sistema ideado, para conectar por medio de bridas atornilladas, su extremo inferior a la acometida de la edificación y/o infraestructura en la que se proyecte el sistema ideado, y su el extremo superior al depósito de almacenamiento (30). Puede estar fabricada con materiales ferromagnéticos sometidos a tratamientos inoxidables y anticorrosivos (salvo el tramo que discurre por la planta de turbina (23) para evitar interactuaciones electromagnéticas), y su función es servir de medida preventiva para recuperar las pérdidas hídricas con un aporte adicional de agua a través de una red suministradora, tanques de reserva, o bien vehículos con cisternas que puedan bombear el fluido desde el exterior, especialmente en zonas calurosas.

Contratubo (21), caracterizado por ser el elemento comprendido en la invención que conecta en las distintas plantas, por medio de bridas atornilladas, los diferentes tramos de la tubería de elevación (15) y los de la tubería de evacuación (18). Puede estar fabricado con materiales ferromagnéticos sometidos a tratamientos inoxidables y anticorrosivos y su función es permitir el paso de fluido a través de los forjados que atraviesa.

Contratubo (22), caracterizado por ser el elemento comprendido en la invención que conecta, por medio de bridas atornilladas, la válvula anti retorno (19) y turbina hidráulica (23). Puede estar fabricado con materiales ferromagnéticos sometidos a tratamientos inoxidables y anticorrosivos, y su función es permitir el paso de fluido a través del forjado de la planta de turbina (23).

Turbina hidráulica (23), caracterizada por ser el elemento comprendido en la invención que recibe desde el depósito de almacenamiento (30) y a través de la tubería de enturbiamiento (26) el caudal de agua necesario para que, a su caída por gravedad, haga girar su rotor cuyo eje o buje está unido al generador eléctrico (25) para producir la energía eléctrica solicitada. La turbina hidráulica (23) está fijada con pletinas de acero inoxidable a una placa de anclaje cuyos pernos de acero liso o corrugado están embutidos en la superficie del forjado que la soporta, para así evitar vibraciones y/o movimientos indeseados, y debe estar fabricada con materiales no ferromagnéticos para evitar interactuaciones electromagnéticas con el generador eléctrico.

Unidad de control monitorizada (24), caracterizada por ser el elemento comprendido en la invención que organiza, gestiona, dirige, ordena y controla todas las operaciones lógicas en el sistema ideado, por lo tanto, es el "cerebro” que controla cíclicamente cada golpe de ariete provocado en el núcleo de impulsión (1) para racionalizar la energía liberada al detener bruscamente los frentes de agua acelerados en la tubería de aceleración (8), con la finalidad de aprovechar la mayor parte de la energía disipada y elevar parte del fluido contenido en la invención, para que en su continuo ciclo de caída por gravedad y paso por la turbina hidráulica (23), mueva el rotor del generador eléctrico (25) y produzca la energía limpia necesaria para la autosuficiencia energética de los usos urbanísticos en los que se destine, haciéndola una invención sostenible, sin emisiones y que cumple con los requisitos de patentabilidad: novedad, actividad inventiva y aplicación industrial. La unidad de control monitorizada (24) al ser portátil, puede ubicarse en cualquier planta de la invención gracias a su tecnología de comunicación inalámbrica, que a la par, permite su geolocalización por una central general de observación a la que transmite todos los datos obtenidos del sistema ideado en el que se aplique.

Generador eléctrico (25), caracterizado por ser el elemento comprendido en la invención conectado al eje de rotación de la turbina hidráulica (23) cuyo buje está unido a un rotor con un bobinado de cobre que gira dentro del campo magnético generado por un imán permanente o bien un electroimán, y por inducción electromagnética hace mover los electrones libres del conductor, creándose así una comente eléctrica en el generador, y debe estar fabricado con materiales no ferromagnéticos para evitar interactuaciones electromagnéticas entre sí. La energía eléctrica producida, por analogía con otros sistemas de producción de energías renovables (Figura 7.c), se dirigirá a un centro de transformación, y si fuere necesario su transporte, desde el centro de transformación se derivará a la correspondiente subestación transformadora y de control que facilitará su conducción por las adecuadas redes o líneas de energía eléctrica.

Tubería de enturbinamiento (26), caracterizada por ser la tubería comprendida en la invención que salva desde la planta de turbina (23), todas las plantas del sistema ideado gracias a los contratubos (28) y (29), para conectar por medio de bridas atornilladas, su extremo inferior a la turbina hidráulica (23), y en el extremo superior a la base de depósito de almacenamiento (30), con la finalidad de hacer llegar el caudal de agua necesario a la turbina hidráulica (23) desde el depósito de almacenamiento (30), para que a su caída por gravedad, haga girar el rotor de la turbina que está unido al generador eléctrico (25) para producir la energía eléctrica solicitada. La tubería de enturbinamiento puede estar fabricada con materiales no ferromagnéticos sometidos a tratamientos inoxidables y anticorrosivos (salvo el tramo que discurre por la planta de turbina (23) para evitar interactuaciones electromagnéticas).

Contratubo (27), caracterizado por ser el elemento comprendido en la invención que conecta en las distintas plantas, por medio de bridas atornilladas, los diferentes tramos de la tubería de elevación (15) y los de la tubería de evacuación (18). Puede estar fabricado con materiales ferromagnéticos sometidos a tratamientos inoxidables y anticorrosivos y su función es permitir el paso de fluido a través de los forjados que atraviesa.

Contratubo (28), caracterizado por ser el elemento comprendido en la invención que conecta en las distintas plantas, por medio de bridas atornilladas, los diferentes tramos de la tubería de enturbinamiento (26). Puede estar fabricado con materiales ferromagnéticos sometidos a tratamientos inoxidables y anticorrosivos y su función es permitir el paso de fluido a través de los forjados que atraviesa.

Contratubo (29), caracterizado por ser el elemento comprendido en la invención que conecta, por medio de bridas atornilladas, la base del depósito de almacenamiento (30) con la tubería de enturbiamiento (26). Puede estar fabricado con materiales ferromagnéticos sometidos a tratamientos inoxidables y anticorrosivos, y su función es permitir el paso de fluido a través del forjado de la planta que soporta al depósito de almacenamiento (30).

Depósito de almacenamiento (30), caracterizado por ser el elemento comprendido en la invención que contiene el agua dulce o salada para el funcionamiento del sistema ideado, con la reserva suficiente para compensar las posibles pérdidas surgidas por evaporación, salpiqueo y fugas insignificantes en el ciclo de producción de energía. Dispondrá de filtros para evitar la entrada de objetos e impurezas al sistema, y como medida preventiva para recuperar las referidas pérdidas hídricas, debe contar con un aporte adicional de agua a través de una red suministradora (20), tanques de reserva, o bien vehículos con cisternas que puedan bombear el fluido desde el exterior, especialmente en zonas calurosas. El depósito de almacenamiento deberá despiezarse por módulos para favorecer su manipulación, y deberá estar fabricado con materiales ligeros, así como resistentes, como puede ser la fibra de vidrio, pues debido a las dimensiones que experimenta, en la mayoría de los casos, tendrá que introducirse en el núcleo de la invención por el paramento exterior de la planta en el que se ubique, que generalmente es la más alta. Da salida al fluido por su base, salvando el forjado que lo sustenta con el contratubo (29), que lo conecta con la tubería de enturbiamiento (26) por medio de bridas atornilladas. Además, contará con una válvula de cierre y una válvula de vaciado del fluido para su reparación y/o mantenimiento. Su función es almacenar el agua (dulce o salada) que hará posible la generación de energía eléctrica en un ciclo continuo de caída y elevación las 24 horas del día, si fuere necesario.

Puerta corredera (31), caracterizada por ser el elemento comprendido en la invención por donde deberán ser introducidos tanto los componentes del sistema ideado, como los materiales a sustituir en caso de avería y/o mantenimiento. Puede estar fabricada con materiales ferromagnéticos sometidos a tratamientos inoxidables y anticorrosivos (salvo si se ubica en la planta de turbina (23) para evitar interactuaciones electromagnéticas), así como deberá estar aislada acústicamente para evitar la emisión de ruidos del sistema al exterior.

Aislamiento acústico (32), (Figura 5), caracterizado por ser el elemento comprendido en la invención utilizado cuando se precise la instalación del sistema ideado en el interior de edificaciones y/o infraestructuras de uso residencial dentro de un hueco similar al de un ascensor sólo que, de mayor dimensión, cuya estructura debe ser independiente y aislada del edificio, aunque comunicada. Estructura y cimentación envuelta por un material acústico (32) que tenga la densidad suficiente para evitar las posibles trasmisiones de ruidos y/o vibraciones que pueda generar el sistema ideado, teniendo la precaución que el aislamiento acústico que envuelve a la losa de cimentación de la invención tendrá como mínimo la misma tensión admisible que el terreno donde se apoya, así como la durabilidad a la degradación del material, pues está enterrado.