PT108126A - Estrutura interativa de material multicamada para o isolamento térmico e acústico - Google Patents
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Abstract
A PRESENTE INVENÇÃO DIZ RESPEITO A UMA ESTRUTURA MULTICAMADA QUE INTEGRA SIMULTANEAMENTE A CAPACIDADE DE ISOLAMENTO TÉRMICO E ACÚSTICO, ACABAMENTO E AINDA A INTERATIVIDADE COM O UTILIZADOR. A ESTRUTURA MULTICAMADA É COMPOSTA POR TRÊS CAMADAS DISTINTAS: UMA CAMADA DE ACABAMENTO (1), UMA CAMADA INTERMÉDIA (2), QUE TEM POR FUNÇÃO MELHORAR A SENSAÇÃO DE TOQUE E COMPLEMENTAR OS ISOLAMENTOS TÉRMICOS E ACÚSTICOS; E A CAMADA DE ISOLAMENTO (3), RESPONSÁVEL PELOS ISOLAMENTOS TÉRMICO E ACÚSTICO. A INTERATIVIDADE É CONFERIDA POR UM SENSOR PIEZORESISTIVO, CUJO OBJETIVO É LIGAR OU DESLIGAR AS LUZES, REGULAR A INTENSIDADE LUMINOSA DAS LUZES, BEM COMO A ABERTURA/FECHO DOS ESTORES/ PERSIANAS, ENTRE OUTROS. ESTE SENSOR ENCONTRA-SE ACOPLADO NO VERSO DA CAMADA DE ACABAMENTO(2).
Description
DESCRIÇÃO
Estrutura interativa de material multicamada para o isolamento térmico e acústico
Domínio da Invenção A presente invenção insere-se na área da construção civil,mais especificamente na produção de estruturas multicamadaspara reabilitação urbana de edifícios. Mais especificamente,consiste numa estrutura que compreende diversas camadas demateriais e um sensor piozoresistivo que permite o ligar edesligar de fontes luminosas bem como o mover de persianas.
Antecedentes da invenção
Atualmente a indústria da construção atravessa dificuldades naárea da construção nova. Desta forma, o mercado dereabilitação está a assumir uma cota importante do mercado deconstrução, principalmente, devido à necessidade depreservação das estruturas existentes e requalificação dasmesmas. Por outro lado, existe ainda a possibilidade deconferir novas propriedades aos materiais de reabilitaçãoatravés de diferentes tecnologias atualmente existentes. Noque diz respeito aos materiais utilizados na reabilitação deedifícios verifica-se uma oportunidade no desenvolvimento demateriais destinados ao isolamento térmico e acústico. Vários são os materiais destinados ao isolamento térmico eacústico de edifícios. Contudo, estes produtos, apesar depossuírem uma reputação de excelência no mercado daconstrução, possuem algumas desvantagens tais como dificuldadee complexidade na sua aplicação, necessidade de mão-de-obra qualificada, inexistência de interatividade com o utilizador eimpossibilidade de conferirem simultaneamente o acabamentoexterior do elemento reabilitado e as funções de isolamento.Alguns destes problemas são normalmente solucionados a partirda utilização de lã de rocha, argamassas projetadas oupoliestireno expandido. Também a forma como os materiais sãodispostos na preparação da estrutura é essencial para seobterem as melhores propriedades, uma vez que odimensionamento dos materiais influencia a sua performance.Contudo, este tipo de soluções apresentam algumas desvantagens, como por exemplo difícil aplicação em obrachegando, em alguns casos, ser necessária mão-de-obra qualificada. Outra desvantagem associada a este tipo demateriais prende-se com a espessura que os mesmos apresentam,para um índice de isolamento acústico semelhante ao dainvenção que este documento apresenta. Esta espessura elevadaverifica-se devido ao material utilizado ser concebido por umúnico material (monomaterial) e, por essa razão, apresenta umamenor propensão para absorção das diferentes ondas acústicas.
Atualmente, existem já soluções multicamada para diversasaplicações, contudo não foram detetadas soluções que apresentem propriedades semelhantes à invenção descrita nestedocumento, nomeadamente em termos da combinação:interatividade, solução de acabamento e solução de isolamento,térmico e acústico de elevados resultados. A título de exemplo citam-se as seguintes patentes: 0 documento de patente CN203334595 (A) , diz respeito a uma placa de decoração de paredes. Esta placa é composta por umacamada de superfície, uma camada intermédia e uma camadainferior, que são combinadas para formar a placa de decoraçãode paredes. A placa pode ser produzida por resíduos demadeira. A camada inferior da placa é concebida a partir delâminas de cortiça, podendo facilmente aderir a uma superfície da parede ou ser colocada no chão, para formar um piso. Estasolução não oferece simultaneamente funções de acabamento,isolamentos térmicos e acústicos e interatividade com outilizador. 0 facto de serem placas rígidas apresenta inúmeraslimitações na sua aplicação, nomeadamente impossibilidade dautilização em curvatura de paredes; não podem ser incorporadossensores piezoresistivos para controlo de luz ou persianas,uma vez que este tipo de sensores só funciona em materiaisflexíveis dado ser necessário decorrer um momento de flexão deum material para existir conexão entre terminais. 0 documento CN 2561858Y refere-se a um painel compósito paraparedes em madeira. Esta solução baseia-se num produto em quese efetua uma combinação de várias camadas, nomeadamente: (1)uma camada inferior, uma camada de superior (3) e uma camadaintermédia (2). Esta invenção não contempla a integração deinteratividade com o utilizador. Esta invenção carece tambémda possibilidade de compreender um sensor piezoresistivo dadoser composta por um material rígido, limitando por isso a suaaplicação, nomeadamente em aplicações flexíveis ou em paredesque apresentam uma curvatura. 0 documento de patente W02006030041, refere-se a um elementopara recobrimento de pisos e paredes de qualquer tamanho e comqualquer configuração, que pode ser interligado com outroselementos. Este elemento é constituído por diferentes camadas:uma camada superior ou exterior resistente, de base cerâmica,grés, mármore, granito ou outro material semelhante (1); umacamada inferior com base num material com um coeficiente deisolamento térmico/acústico elevado (3), tais como a cortiça,espuma de poliuretano, entre outros, sendo as referidascamadas unidas por meio de uma substância adesiva (2) . Estaestrutura além de não ser flexível não possui,simultaneamente, interatividade com o utilizador, propriedadesde isolamentos térmico e acústico e acabamento. , 0 facto de ser constituído por elementos cerâmicos, além de aumentar arigidez do produto final não é flexível. Por outro lado ofacto de aumentar a rigidez diminui o índice de reduçãoacústica, quando comparados os diferente materiais (para asmesmas espessuras).
Descrição da invenção A presente invenção diz respeito a uma estrutura multicamadaque combina as funções de isolamento acústico, isolamentotérmico, acabamento e interatividade com o utilizador. Paraque todas estas funcionalidades atuem de uma forma integrada,foi desenvolvida uma estrutura multicamada em que cada camadaapresenta funcionalidades distintas, contribuindoindividualmente para o desempenho do conjunto. Neste sentido,uma estrutura multicamada tem a versatilidade de poder incluirvárias funcionalidades num único produto, sem comprometer oseu desempenho, como um todo. A funcionalidade de isolamento acústico é obtida partindo dosconceitos de isolamento acústico, sendo eles: espessura domaterial, densidade do material e assimetria do(s)material(ais). Assim, a invenção inclui cortiça uma vez queapresenta uma morfologia muito particular por se tratar de ummaterial de origem natural e como tal possui uma variabilidadeestrutural considerável nas suas propriedades morfologicas.Este facto é extremamente importante na medida em que, asondas sonoras ao atingiram o material vão encontrar diferentesmorfologias internas o que permite quebrar a frequência comque as ondas se propagam e, deste modo, aumentar o isolamentoacústico. Ou seja, a morfologia interna da cortiça irádissipar as ondas sonoras. De outra forma, num materialcontínuo seria necessária uma espessura muito superior (cerca de 2x mais) para se obter um nível semelhante de isolamentoacústico. Por outro lado, um bom isolante acústico é o ar,nomeadamente a estanquicidade de fluxos de ar. Estapropriedade é conseguida pela utilização de espumas. A espuma,de poliuretano, tem a capacidade de armazenar uma elevadaquantidade de ar no seu interior, devido à sua estruturainterna, sem que ocorram fluxos do mesmo. Desta forma, cria-seuma segunda barreira. A invenção inclui ainda uma estruturacomposta por fibras desorientadas e de diferentes origens paracompletar a barreira acústica. 0 facto de estas fibras seremde distintas origens (por exemplo fibras recicladas) permiteque existam diferentes morfologias. Como resultado, obtém-sediferentes barreiras à propagação das ondas sonoras. Estasfibras de diferentes origens podem ser orientadas peloutilizador, de modo a formar uma espécie de "malha", que vaiimpedir a passagens das ondas acústicas. A "malha" pode serregulada, através da diminuição da espessura desta camada e,consequentemente, reduzir os espaços vazios que podiam serpotenciais fugas das ondas sonoras.
Esta estrutura poderá ter qualquer dimensão, porém o idealserá entre os 10 a 20 cm.
De um modo mais detalhado, a estrutura multicamada compreendetrês camadas funcionais: - Uma camada de acabamento (1), que é responsável peloacabamento estético do material multicamada. Esta camada é aface visível de toda a estrutura e está em contacto direto como espaço a reabilitar. Dependendo da função do acabamentodesejado, poderão ser utilizadas estruturas fibrosas comfibras orientadas em diversas direções, face ao planohorizontal, que podem variar entre 0o, 90°,+45°, -45°, entre outras; pele natural, policloreto de vinila ou um materialcompósito.
Na presente invenção, o material utilizado é,preferencialmente, um tecido de poliéster estampado a partirde tecnologia de impressão digital. A segunda camada (2) é uma camada intermédia,compreendida entre as restantes camadas que fazem parte desteproduto. Esta camada tem as funções de, por um lado, servir decomplemento ao isolamento térmico e acústico proporcionadopelas outras camadas, e, por outro lado, uniformizar asuperfície sobre a qual a camada de acabamento (1) é laminada.Se por um lado, permite que a estrutura final possua um toqueaceitável pelo utilizador, por outro lado esta mesma camadaauxilia as funcionalidades dos isolamentos térmicos eacústicos, uma vez que o princípio do isolamento acústicoconsiste em colocar diferentes materiais com diferentesdensidades e espessuras. 0 material utilizado nesta camada é acortiça, podendo, opcionalmente, compreender ainda espuma depoliuretano. Como referido anteriormente, a utilização demateriais com morfologias distintas permite um desempenhotérmico e acústico mais eficiente do produto. A cortiça porser de origem natural tem uma morfologia celular porosa edistinta ao longo do material. Esta propriedade permiteabsorver comprimentos de onda. Adicionando espuma(poliuretano), dada a sua estrutura celular, possibilita aindaa retenção de ar, sendo esta uma característica muitoimportante para o isolamento térmico e acústico. Esta camada,incorpora um sensor piezoresistivo de pressão flexível. Estesensor é acoplado no verso da cortiça, para permitir umcorreto funcionamento do sensor. Por correto funcionamentosensor assume-se que o sensor deverá funcionar em condiçõesextremas, como é o caso do produto final estar dobrado. Estafuncionalidade só é possível se o mesmo for integrado no versoda cortiça, através de colagem. Desta forma, o sensor que éusado para sensorizar e comunicar para um controlador qualqueração de pressão sobre a camada de acabamento (1), como, por exemplo, a ação da mão sobre o painel numa determinada zona.Esta ação permite ligar ou desligar qualquer fonte de luz,controlar as intensidades da iluminação, controlar a abertura/fecho das persianas/estores elétricos, entre outros.A localização deste sensor foi desenvolvida de forma a permitir a sua correta integração e garantir a fiabilidade necessária à sua ação. Assim, o sensor é integrado no avessoda camada intermédia (2) no sentido de minimizar a
sensibilidade da reação do sensor ao estímulo (pressão). A colocação do sensor na camada (1) levaria a que pressões muitobaixas sobre o painel provocassem reação extemporânea do mesmoe a sua colocação na camada de isolamento (3) levaria a quefosse necessária pressão muito superior à necessária paraprovocar o seu acionamento. Assim, a colocação do sensor no verso da camada intermédia (2) torna-o menos sensível, semperda de funcionalidade, funcionando, desta forma, a cortiçae, caso possua espuma, como mediador de intensidade depressão. Este amortecimento da pressão por parte da cortiça,deve-se fundamentalmente à sua capacidade intrínseca de resiliência e de absorção de energia, caraterísticas quedependem da sua granulometria e da espessura, sendo que esteparâmetro pode variar entre 2 e 4 mm. 0 acionamento do sensor leva a estrutura multicamada aapresentar funcionalidades como o ligar ou desligar uma luz,controlar as intensidades da iluminação, controlar a abertura/fecho das persianas/estores elétricos, entre outros. - Na camada de isolamento (3) é utilizada uma manta defibras agulhadas ou termoformadas, orientadas aleatoriamente,combinando fibras recicladas com fibras de poliolefinas,principalmente, polipropileno. Preferencialmente, utilizam-sefibras recicladas, provenientes da indústria têxtil e que sãomaioritariamente fibras de algodão, acrílica, poliéster e lã.Estas fibras recicladas são usadas para conferir caraterísticas de isolamento térmico e acústico, enquanto, asde polipropileno, distribuídas ao longo do material, sãousadas para promover a ligação entre as fibras recicladas,após a sua fusão por ação do calor. Este é um aspetopreponderante na estabilidade dimensional da estruturamulticamada, uma vez que desta forma é possível controlar arigidez da camada de isolamento (3) e, consequentemente, detoda a estrutura multicamada resultante. 0 controlo de rigidezé conseguido através do aumento da quantidade de fibras depolipropileno utilizadas, sendo que maior quantidade conferemaior rigidez à estrutura, ou através da pressão aplicadasobre a manta de fibras recicladas conjugadas com fibras depolipropileno, sendo que quanto maior a pressão maior será asua rigidez. No verso desta camada é aplicado um autoadesivode forma a permitir a sua fixação na parede onde a estruturavai ser integrada. A espessura da camada de isolamento (3)deverá variar, preferencialmente, entre 10 a 15 cm, contudonão será limitativo.
Todas as camadas enunciadas anteriormente são ligadas atravésde um processo de laminagem plana onde é aplicada uma pressãocompreendia entre 5 e 20 bar e uma temperatura de 100 a 140°Cdurante passagem do material a uma velocidade constante quepode variar entre 0,5 e 3 m/min. A variação destes parâmetrosdepende das matérias-primas utilizadas e espessura daestrutura final. O elemento de ligação utilizado nestalaminagem entre camadas é um têxtil não-tecido (TNT) à basecopolímero de poliamida, possuindo uma espessura de 15 a 30g/m2. Este TNT garante, de uma forma robusta e duradoura, aligação entre as diversas camadas. A fixação da estrutura multicamada à parede pode ser realizadaatravés de diferentes técnicas, incluindo o uso de um autoadesivo colocado no verso da camada de isolamento (3) ,fixação mecânica ou através de tensionamento da estrutura.
Breve descrição das figuras A Figura 1 corresponde à estrutura, em que (1) corresponde àcamada de acabamento, (2) corresponde à camada intermédia e(3) corresponde à camada de isolamento.
Descrição detalhada 0 exemplo seguinte não limitativo pretende apresentar ascondições necessárias para a elaboração da referida estrutura. Método: Técnica - Laminagem plana;
Temperatura utilizada - 130°CPressão utilizada - 12 barVelocidade utilizada- 2 m/minLigante - CopoliamidaSensor - Piezoresistivo (16 cm2)
As camadas e sua disposição são apresentadas no quadroseguinte.
Com a configuração apresentada anteriormente é possível obteras seguintes propriedades:
Assim, a presente invenção reporta o desenvolvimento de umanova solução multicamada que integra simultaneamenteisolamentos térmico e acústico, face de acabamento einteratividade com o utilizador. Esta solução tem como destinoa reabilitação urbana de edifícios.
Claims (15)
- REIVINDICAÇÕES1. Estrutura de material em multicamada para edifícioscaracterizada por compreender: - uma camada de acabamento (1) de estrutura fibrosa oude pele ou de material compósito; - uma camada intermédia (2) de aglomerado de cortiça; uma camada de isolamento (3)composta por fibrasagulhadas ou termoformadas orientadas aleatoriamente; em que no verso da camada intermédia está incorporado umsensor piezoresistivo.
- 2. Estrutura, de acordo com a reivindicação anterior, caracterizado por alternativamente a camada intermédiacompreender ainda espuma.
- 3. Estrutura, de acordo com a reivindicação anterior, caracterizada por a espuma ser de poliuretano.
- 4. Estrutura, de acordo com as reivindicações 1 a 3, caracterizada por as diversas camadas estarem unidasatravés de um têxtil não-tecido (TNT) à base de copolímerode poliamida.
- 5. Estrutura, de acordo com a reivindicação anterior, caracterizada por o têxtil não-tecido compreender uma massapor unidade de superfície entre 15 a 30 g/m2.
- 6. Estrutura, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada por a camada de acabamento (1) ser preferencialmente uma estrutura fibrosa.
- 7. Estrutura, de acordo com a reivindicação anterior,caracterizada por a estrutura fibrosa compreender fibrasorientadas 0o, 90°, +45° e -45° em relação ao planohorizontal.
- 8. Estrutura, de acordo com as reivindicações anteriores,caracterizada por, alternativamente, a camada de acabamento(1) compreender um tecido poliéster impresso.
- 9. Estrutura, de acordo com a reivindicação 1,caracterizada por a camada intermédia (2) compreender umaespessura entre 2 e 4 mm.
- 10. Estrutura, de acordo com a reivindicação 1,caracterizada por as fibras agulhadas ou termoformadas dacamada de isolamento (3) ser uma mistura de fibrasrecicladas com fibras poliolefinas.
- 11. Estrutura, de acordo com a reivindicação anterior,caracterizada por as fibras de poliolefinas serempreferencialmente polipropileno.
- 12. Estrutura, de acordo com a reivindicação 8,caracterizada por as fibras recicladas serem algodão,acrílica, poliéster ou lã ou a combinação das mesmas.
- 13. Estrutura, de acordo com todas as reivindicaçõesanteriores, caracterizada por a camada de isolamentocompreender alternativamente no seu verso um autoadesivo oumeios para fixação mecânica.
- 14. Estrutura, de acordo com as reivindicações 8 a 11,caracterizada por a camada de isolamento (3) compreenderuma espessura entre 5 e 15 cm.
- 15. Processo de obtenção da estrutura descrita nasreivindicações 1 a 14, caracterizado por consistir nalaminagem plana com pressão compreendida entre 5 e 20 bar,a uma temperatura entre os 100 e 140°C e a uma velocidadeconstante entre 0,5 e 3 m/min.
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| PT108126A PT108126B (pt) | 2014-12-30 | 2014-12-30 | Estrutura interativa de material multicamada para o isolamento térmico e acústico |
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|---|---|
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| PT108126A PT108126B (pt) | 2014-12-30 | 2014-12-30 | Estrutura interativa de material multicamada para o isolamento térmico e acústico |
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|---|---|
| PT (1) | PT108126B (pt) |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5141804A (en) * | 1988-11-01 | 1992-08-25 | American Cyanamid Company | Interleaf layer in fiber reinforced resin laminate composites |
| US20020180578A1 (en) * | 1999-05-20 | 2002-12-05 | Eleksen Limited | Detector constructed from fabric |
| EP1704995A1 (en) * | 2005-03-22 | 2006-09-27 | Kemlite Company, Inc. | Thermofused reinforced decorative composite material with thermoplastic stiffener core |
| DE202006005155U1 (de) * | 2006-03-29 | 2007-08-16 | Pro-Micron Gmbh & Co. Kg Modular Systems | Anordnung zur Erfassung einer Schneelast auf einem Dach eines Gebäudes |
| ES2385001A1 (es) * | 2008-07-23 | 2012-07-17 | Aislamientos País, S.L. | Panel multicapa prefabricado y procedimiento para su montaje en obra. |
-
2014
- 2014-12-30 PT PT108126A patent/PT108126B/pt active IP Right Grant
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| BB1A | Laying open of patent application |
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|
| FG3A | Patent granted, date of granting |
Effective date: 20180529 |