CAMPO DE LA INVENCIÓN

La presente invención está relacionada con los sistemas y métodos constructivos de diversos tipos de estructuras tales como viviendas, oficinas, separadores de ambiente, etc., mediante elementos modulares prefabricados de rápido ensamble y desensamble, que permiten crear construcciones registrables y reciclables admitiendo modificaciones y flexibilidad constructiva.

ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN

La construcción prefabricada es una técnica que se ha venido implementado cada vez con mayor frecuencia en el último tiempo, reemplazando así a la construcción tradicional que contempla la fabricación progresiva de estructuras y revestimientos que son dimensionados en obra, operaciones que requieren de mucho tiempo y que generan grandes mermas debido a errores humanos en la estimación de material y toma de medidas en obra, produciéndose a su vez altos volúmenes de escombros, con la contaminación y pérdidas de recurso que conlleva.

Gracias a los avances tecnológicos en la industria manufacturera y a la diminución de los costos en los procesos de fabricación, en especial aquellos relacionados con la construcción de estructuras prefabricadas, los procesos constructivos tradicionales han sido progresivamente reemplazados por métodos constructivos que utilizan este tipo de estructuras.

Mediante el uso de unidades prefabricadas es posible fabricar estructuras prácticamente de cualquier envergadura y definidas previamente a medida. Su diseño permite que estas unidades sean encajadas para dar forma a habitaciones completas, ya sea en casas de emergencia, recintos privados, departamentos u hoteles, entre otras aplicaciones. Además, la forma en que son diseñadas permite que puedan ser ampliadas sin dificultad en el futuro.

Algunos de los beneficios más destacados de este tipo de construcción son la rapidez de su instalación, la facilidad de transporte y el nivel de sostenibilidad y sustentabilidad que presenta. Además, producen un bajo impacto en el entorno de la construcción, ya que su instalación produce considerablemente menos ruidos, emisiones de polvo y contaminantes tales como C02, siendo por tanto más amigables con el medio ambiente. Por otra parte, la facilidad de transporte y montaje, reduce los trabajos considerablemente, disminuyendo a su vez la posibilidad de errores y las situaciones de riesgo para los trabajadores.

De esta forma, la construcción modular logra optimizar los plazos de entrega gracias al proceso de fabricación en línea realizado en la planta, permitiendo a su vez reducir significativamente los costos de un proyecto, los cuales vienen dados por el ahorro del recurso tiempo.

Un ejemplo de construcción modular se describe por ejemplo en el documento WO

02/081835. En él se propone un método constructivo que comprende uno o más paneles modulares, un canal inferior posicionado entre una base y los paneles modulares, un canal superior colocado sobre los paneles modulares y una pluralidad de tirantes. Los paneles modulares cuando se unen para formar una pared crean cavidades longitudinales dentro de la pared. Los tirantes se extienden a través de dichas cavidades longitudinales y aseguran al miembro superior, a las paredes y el canal inferior a la base.

Otro ejemplo se divulga en el documento MX PA050132553, que propone un sistema constructivo modular de fabricación en serie para para armar casas, el cual está hecho a base de tres elementos que son: una base de canal guía de lámina galvanizada anclada al piso de cimentación, conectores de lámina galvanizada que atornillados en pares forman los castillos, cadenas y trabes, y paneles prefabricados que forman los Muro-panel y Losa-panel, factibles de cortar y clavar, además de ser térmicos y acústicos y no inflamables, estando estos machihembrados a los castillos y trabes.

Las soluciones propuestas por los documentos anteriormente mencionados poseen el inconveniente de que requiere un sin número de partes y piezas que deben ser construidas en obra, tales como los propios paneles con los elementos montantes utilizando diversos medios de fijación, lo cual aumenta significativamente los tiempos de fabricación.

Además el tipo de fijaciones que se utilizan quedan la mayoría de las veces a la vista, lo cual es indeseable estéticamente hablando. Además para corregir dichas aberraciones estéticas, es necesario aplicar correcciones o lo que se conoce como terminaciones de obra, las cuales requieren de la obra in situ para iniciarse, lo cual incrementa significativamente los tiempos y plazos de construcción.

Un ejemplo para superar este inconveniente se propone en el documento US 6,389,778, el cual describe un panel de pared modular prefabricado para la construcción de paredes de edificios. Cada panel modular prefabricado se coloca al lado de otro componente de encuadre entre una placa superior y una placa inferior. Cualquier otro panel puede invertirse con respecto al panel adyacente de modo que los extremos de una abrazadera diagonal en cada panel estén adyacentes a la abrazadera diagonal en el panel adyacente. Cada panel puede tener una sección movible/giratoria para acomodar una porción en ángulo de la pared.

Se ha observado que las soluciones descritas en el estado del arte si bien permiten construir estructuras tales como paredes de edificaciones utilizando elementos prefabricados, poseen elementos complejos que no permiten un rápido desensamble para realizar tareas de reparación o reemplazo. Además el material sobrante que se utiliza termina convirtiéndose en escombro y pocas veces reciclado.

También se observa que el estado del arte no soluciona el problema asociado con la unión de revestimientos a la estructura central de las paredes, en donde se utilizan medios de fijación específicos que dificultan realizar cambios en la estructura o en los revestimientos una vez ensamblados entre ellos y que al no ser las construcciones diseñadas para tener acceso a la cara posterior del material, dichos medios de fijación quedan a la vista, lo cual es indeseado o requieren de un trabajo posterior de terminación para ser disimulados u ocultados.

Es por tanto un objetivo de la presente invención superar los inconvenientes observados en el estado del arte, por medio de un módulo, sistema y método constructivo modular que facilite la construcción de estructuras industrializadas fabricadas con matrices, ahorrando tiempo, minimizando errores estéticos o de dimensión y los costos de ejecución en obra.

Es otro objetivo de la presente invención proveer un sistema y método constructivo por medio de módulos portátiles y paneles modulares registrables que sean fáciles de montar y desmontar sin necesidad de demoler, otorgando un diseño versátil de estética flexible y sin requerir herramientas especiales ni generando escombros en obra.

DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN

De acuerdo a la presente divulgación, se propone un módulo constructivo que comprende: - una estructura base prefabricada, que consiste en al menos dos placas base unidas entre sí por al menos una barra;

- al menos un panel modular conectado a al menos un lado de la estructura base y conformado por al menos una placa;

en donde la conexión entre la estructura base y el al menos un panel modular se realiza por medio de al menos un conector ubicado en la cara posterior del panel modular, estando dicho conector configurado para engancharse con al menos una de las barras de la estructura base.

La al menos una barra de la estructura base prefabricada reemplaza el arrio stramiento horizontal de las cadenetas tradicionales mejorando su estructura e impidiendo su deformación, ya que ventajosamente mantiene con gran precisión las distancias paralelas requeridas entre barras, garantizando el encaje con paneles modulares o revestimientos pre dimensionados. Además provee un soporte adecuado para el enganche con los paneles modulares sin dejar fijaciones a la vista estéticamente indeseadas.

El módulo propuesto consiste por tanto en una unidad mínima que mediante repetición puede ser utilizada en un sistema constructivo para la construcción de estructuras tales como viviendas, oficinas, separadores de ambiente, entre otros.

Además, el hecho de contar con una estructura prefabricada y previamente dimensionada de acuerdo a los requerimientos de la estructura a construir, permite disminuir considerablemente los tiempos de construcción, al estar todas las dimensiones previamente calculadas, de manera que el trabajo en obra se simplifica a únicamente conectar los módulos entre sí, reduciendo significativamente además los escombros y material sobrante.

Además el uso de paneles modulares que se conectan a la estructura base provee versatilidad en cuanto a diseño y materialidad, además de facilitar la construcción al no requerir herramientas especializadas.

La invención también permite instalar complementos tales como puertas, ventanas, muebles, etc., sin tener que rectificar medidas en obra, puesto que los elementos se construyen con matrices de precisión, asegurando su calce en el lugar de instalación.

De acuerdo a una primera modalidad, se propone un sistema constructivo modular que se utiliza para construir una unidad de piso, en donde al menos dos estructuras base están comprendidas en subsecciones formadas al interior de un bastidor y entre tabiques.

De acuerdo a una segunda modalidad, el sistema constructivo se utiliza para construir una unidad de pared, en donde el sistema comprende:

- un canal de encaje inferior sobre al menos un módulo constructivo dispuesto horizontalmente;

- al menos un módulo constructivo dispuesto verticalmente sobre dicho canal de enca _j e; y - un canal de encaje sobre el menos un módulo constructivo dispuesto verticalmente.

De acuerdo a una tercera modalidad, el sistema constructivo se utiliza para construir una unidad de techo, en donde el sistema comprende al menos un módulo constructivo ubicado horizontalmente sobre el canal de encaje superior.

De acuerdo a una modalidad alternativa del sistema para construir una unidad de techo, se dipone:

- una viga modular de encaje dispuesta sobre un canal de encaje superior ubicado sobre al menos un módulo constructivo dispuesto verticalmente; y

- al menos un módulo constructivo ubicado horizontalmente y conectado a dicha viga modular de encaje.

Otro aspecto de la presente invención tiene que ver con un método para construir edificaciones por medio del sistema anteriormente descrito.

De acuerdo a una modalidad preferida, el método comprende conectar dos o más módulos para formar una estructura de piso o cielo, por medio de:

- proveer un bastidor subdividido por medio de tabiques en sub secciones;

- deslizar entre los tabiques de cada sub sección una o más placas base alineadas entre sí;

- conectar en al menos un lado de la placa base de cada módulo, un panel modular.

De acuerdo a una modalidad alternativa para la construcción de una estructura de piso o cielo, el método comprende conectar dos o más módulos, por medio de:

- proveer una viga modular de encaje;

- conectar a la viga una o más placas base alineadas horizontalmente;

- conectar un panel modular a al menos una cara de cada placa base. De acuerdo a una segunda modalidad, el método comprende conectar dos o más módulos para formar una estructura de pared, por medio de: - proveer un canal de encaje inferior;

- disponer dos o más placas base alineadas paralelamente sobre el canal de encaje inferior;

- disponer un canal de encaje superior sobre las dos o más placas base alineadas paralelamente;

- conectar un panel modular a al menos una cara de cada placa base.

Otras características, detalles y ventajas de la invención se podrán apreciar a partir de las Figuras que se acompañan y que se describen a continuación.

DESCRIPCIÓN DE LAS FIGURAS

- La Figura 1 ilustra una vista en explosión de los componentes principales del sistema constructivo propuesto de acuerdo a una modalidad preferida.

- La Figura 2 ilustra una vista en explosión de los componentes principales del sistema constructivo propuesto de acuerdo a una modalidad alternativa.

- La Figura 3 ilustra un esquema del sistema constructivo para pisos y cielos.

- La Figura 4a ilustra una modalidad de instalación de piso entre vigas.

- La Figura 4b ilustra una modalidad de instalación de piso sobre vigas.

- Las Figuras 5a y 5b ilustran diferentes modalidades de terminaciones de piso.

- Las Figuras 6 y 7 ilustran esquemas del sistema constructivo para muros.

- Las Figura 8a a 8d ilustran diferentes tipos de estructura base del sistema constructivo propuesto.

- Las Figuras 9a a 9c ilustran diferentes tipos de paneles modulares del sistema constructivo propuesto.

- Las Figuras 10a a lOd ilustran diferentes tipos de enganche entre los componentes del sistema constructivo propuesto.

- Las Figuras 11 a 13 ilustran esquemas del sistema constructivo para muros existentes. - La Figura 14 enseña una modalidad del sistema constructivo para estructuras curvas. DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LA INVENCIÓN

De acuerdo a la Figura 1, el sistema constructivo propuesto está conformado por múltiples componentes o elementos que interconectados entre sí permiten la fabricación de estructuras para cualquier tipo de edificación.

Para ello, el sistema comprende una estructura base 100 prefabricada, la cual se ilustra con detalles en las Figuras 8a a 8d. Dicha estructura base 100 consiste en al menos dos placas base 110 paralelamente alineadas y unidas entre sí por al menos dos barras 120 dispuestas perpendicularmente a las placas base 110. Preferentemente, las barras 120 se disponen de a pares interconectando las placas base en distintos puntos de su extensión.

Las placas base 110 son previamente dimensionadas con el largo, ancho y espesor deseado y perforadas con al menos dos perforaciones de un diámetro preferentemente menor que las barras. Así, cada barra 120 se introduce a través de cada placa base 110 a través de las perforaciones. De acuerdo a una modalidad alternativa, las placas base 110 pueden tener insertos, por ejemplo del tipo roscado para recibir las barras que se insertan a través de ellas.

De acuerdo a una modalidad preferida de la invención, cada barra 120 está conformada en su superficie por al menos dos secciones hiladas separadas por una sección lisa, estando configurada cada sección hilada con un ancho inferior al ancho de la placa base 110, de modo que cuando la barra 120 es introducida a través de las perforaciones de las placas base 110, las secciones hiladas quedan ubicadas en el interior dichas placas base 110 y únicamente las secciones lisas quedan a la vista entre cada placa base 110. No obstante, en modalidades donde la barra 120 no queda a la vista, esta puede ser completamente hilada, es decir, sin secciones lisas.

La estructuras base 100 ejemplificadas en las Figuras 8a a 8c están conformadas preferentemente por 6 placas base 110 distanciadas preferentemente de manera uniforme y unidas por 12 barras 120 dispuestas de a pares y separadas equidistantemente a lo largo de las placas base 110.

De acuerdo a ciertas modalidades, la separación entre las placas base 110 puede no ser necesariamente uniforme, estando cada una de las distancias determinadas previamente durante la pre fabricación en base a la estructura final que se desea fabricar. Esto dependerá de parámetros tales como la resistencia requerida, la carga a soportar, estética o el uso que se le quiera dar. Por ejemplo para el caso de fabricación de muros dicho espacio podrá ser mayor en las zonas donde se requiera la instalación de puertas, ventanas, etc. Sin embargo, en modalidades donde la estructura base 100 se utilice en una planta completa, tal como en pisos, techos, o estructuras que requieran gran resistencia, la separación ente placas base 110 puede ser constante.

Adicionalmente y como se observa en la Figura 8b, las placas base 110 pueden disponerse de a pares o con más unidades juntas en caso de que se requiera una estructura reforzada. Por otra parte, las placas base pueden ser fabricadas a partir de madera, con sección transversal rectangular o con otras formas tales como se ve en la Figura 8c. En otras modalidades como la ilustrada en la Figura 8d, las placas base 100 pueden estar construidas de metal con perfil de“[” o cualquier otro.

Volviendo a la Figura 1, se tiene que el sistema constructivo utiliza la estructura base 100 antes descrita para construir diferentes módulos o partes de una macro estructura tal como una vivienda, como lo son por ejemplo el piso, los muros, el techo o parte de los mismos.

Para ello, la estructura base 100 está configurada para ser utilizada con paneles modulares 200, los cuales servirán de revestimiento para darle el acabado y/o la resistencia térmica y acústica que requiera una determinada estructura, como lo puede ser la fachada de una vivienda, los muros interiores, el piso, el cielo falso, etc.

Fa Figura 9a muestra una primera configuración de panel modular 200 que consiste en dos placas rectangulares superpuestas y desplazadas horizontalmente entre ellas. De esta manera, la placa posterior 210 se inserta entre dos placas base 110 de la estructura base 100, mientras que la placa anterior 220 queda a la vista y ubicada sobre la placa base 110, formando una superficie continua junto a las placas anteriores 220 de los paneles modulares 200 adyacentes que se disponen en la estructura base 100. Esta configuración se puede utilizar preferentemente en muros o fachadas, con el fin de ocultar los cantos de las placas base 100, formando así un revestimiento continuo.

Una alternativa a esta configuración se ilustra en la Figura 9c en donde se cuenta con una placa posterior 210 que es generalmente de un tamaño menor que una placa anterior 220. De esta manera, la placa posterior 210 encaja entre las placas bases 100, de manera que la placa anterior 220 cubre su canto, formando una continuidad con las placas adyacentes sobre la estructura base

100.

La Figura 9b ilustra una tercera modalidad del panel modular propuesto, en donde la placa anterior 220 y la placa posterior 210 están alineadas en el mismo plano vertical, quedando esta última preferentemente sobre los cantos de las placas base 100 o alternativamente entre ellas.

En cualquier configuración anteriormente descrita, la placa posterior 210 puede ser de un material diferente que la placa anterior 220, por ejemplo teniendo sólo esta última propiedades decorativas, mientras que la primera únicamente propiedades estructurales, de aislación, etc. De acuerdo a modalidades alternativas de la invención, la placa anterior 220 es desprendióle de la placa posterior 210.

El sistema de conexión entre la estructura base 100 y los paneles modulares 200 se ilustra en las Figuras 10a a lOd. A partir de ellas, se observa que la cara posterior de cada panel modular 200 posee al menos un conector 300 configurado para engancharse a al menos una de las barras 120 que unen las placas base 110.

De acuerdo a la modalidad de la Figura 10a, el conector 300 consiste en una pletina metálica horizontal angulada la cual se apoya y traba sobre la al menos una barra 120 de la estructura base 100. De acuerdo a la modalidad de la Figura 10b, el conectar 300 consiste en un elemento con forma de cuña horizontal la cual se apoya y traba sobre la al menos una barra 120 de la estructura base 100.

De acuerdo a la modalidad de la Figura 10c, el conectar 300 consiste en una pletina con una porción recta unida a la cara posterior del panel modular y una porción superior curva que se apoya sobre la al menos una barra 120 de la estructura base 100.

De acuerdo a la modalidad de la Figura lOd, el conectar 300 consiste en dos pilares conformados por dos placas unidas en ángulo recto y dispuestas en cada extremo lateral de la cara posterior del panel modular 200. Cada pilar posee al menos una ranura que posee una porción recta y una porción angulada, que enganchan y traban la al menos una barra 120 de la estructura base 100.

Volviendo a la Figura 1, se tiene que mediante la unidad propuesta conformada por una estructura base, paneles modulares y los distintos tipos o soluciones de enganches descritos anteriormente, es posible construir diferentes estructuras tales como paredes, pisos y techos.

Por ejemplo, para la construcción de pisos o cielos según se observa en la Figura 3, se dispone de un bastidor o marco 600 que delimita el perímetro del piso o cielo a construir, donde dicho bastidor está subdivido por medio de tabiques 610 en sub secciones, las cuales están configuradas para recibir una o más estructuras base 100 dispuestas contiguamente en el plano horizontal. Las flechas en la figura 3 enseñan la secuencia de ensamble de las estructuras bases 100, las cuales se van disponiendo contiguamente unas tras otras en las sub secciones formadas por los bastidores 600 y tabiques 610.

La Figura 4a ilustra con más detalle una configuración ejemplificadora de dos estructuras base 100 separadas por un tabique 610 de perfil I. Por su parte, en la Figura 4b se ilustra una modalidad alternativa de la invención, en donde las estructuras base 100 se disponen de manera adyacente entre ellas y sobre los bastidores 600 y tabiques 610. Según se ejemplifica en las Figuras 5a y 5b, una vez construida la estructura de piso o cielo, existen diferentes formas de darle un acabado o terminación según los requerimientos estructurales o de diseño que se requieren.

De acuerdo a la modalidad de la Figura 5a, sobre las barras 120 y entre las placas base 110 se dispone un material aislante 620. Posteriormente se dispone un revestimiento 650 sobre la estructura base, de manera que el material aislante queda entre las barras 120 y dicho revestimiento. Esta configuración se utiliza por ejemplo para la construcción de pisos de estructura liviana o cielos, tal como se observa también en la Figura 1. Además en el caso de la construcción de cielos, la misma configuración puede aplicarse bajo y sobre la estructura base.

La Figura 5b ilustra una modalidad para la construcción de pisos de estructura pesada, como por ejemplo del tipo losa. En esta modalidad, se dispone sobre las barras 120 y entre las placas base 110 una placa inferior 630 y sobre ella, un material aislante 620. Sobre el material aislante 620 se vierte hormigón u otro material de relleno 640 utilizando las placas base 110 como elemento de encofrado. Alternativamente, sobre el material de relleno se puede disponer un revestimiento similar a la modalidad de la Figura 5a, para darle una terminación deseada.

Tal como se ilustra en las Figuras 1 y 2, así como también con más detalles en la Figura 6, para la construcción de paredes se dispone sobre una base o piso de una estructura, canales de encaje 400 metálicos que consisten en perfiles con forma de“[“, configurados para recibir a una estructura base 100 dispuesta en posición vertical, la cual es posteriormente cubierta por ambos lados, por paneles modulares 200 de muro o secciones de los mismos.

Sobre la estructura base 100 se dispone un segundo canal de encaje 400, adaptado para recibir una viga modular de encaje 500 (ver modalidad en Fig. 2), preferentemente construida siguiendo la misma configuración de la estructura base y la cual permite la conexión con una estructura base 100 en posición horizontal para la fabricación de techos. Así, bajo la estructura base 100 en posición horizontal se dispone un panel modular 200 inferior que servirá como cielo falso. Al mismo tiempo, la estructura base 100 horizontal superior podrá tener la configuración de piso descrita conforme a las Figuras 5a y 5b, en caso de que la construcción contemple 2 o más plantas.

Como se ilustra en la Figura 6, las estructuras base 100 para la construcción de paredes se deslizan seguidamente entre los canales de encaje 400 para formar la estructura de pared. Adicionalmente, las estructuras base 100 pueden disponerse entre los canales de encaje 400 formando una separación entre ellas, con el fin de generar vanos 130, por ejemplo para la ubicación de puertas, ventanales o la generación de pasillos. Adicionalmente, los vanos pueden generarse por medio de discontinuidades o separación de placas bases 110 en una misma estructura base 100 y a diferentes alturas (no ilustrado), por ejemplo para la ubicación de ventanas.

Luego, los paneles modulares 200 se enganchan a las estructuras base 100 como se ilustra en la figura 7 y por medio de los sistemas y formas de enganche descritos anteriormente en relación a las Figuras 10a a lOd.

Siguiendo con la Figura 7, se tiene que el espacio 140 formado entre los paneles modulares 200, a través de la estructura base 100, provee una zona adecuada para ser rellenada con material aislante, en el caso de por ejemplo, la construcción de viviendas así como también para disponer tuberías o cualquier tipo de conducto para cableado eléctrico, telecomunicaciones, gas, agua, etc.

Según la modalidad ilustrada en la Figura 11, el sistema constructivo puede ser utilizado para revestir muros existentes o cualquier superficie vertical u horizontal, independiente de su material. En el ejemplo de la Figura 11, se provee un muro 700 sobre el cual se dispone una estructura base 100. De acuerdo a la modalidad ilustrada, las placas base 110 están ubicadas paralelamente y conectadas por una o más barras 120 ubicadas en un mismo plano vertical. La Figura 12 muestra una estructura base 100 fijada al muro 700 a través de medios de fijación conocidos (no ilustrados), los que pueden estar conectados a las placas base 110, barras 120 o a ambos. Una vez que la estructura base 100 está fijada al muro 700, se procede a instalar los paneles modulares 200 sobre la primera tal como se ilustra en la Figura 13, de la forma descrita anteriormente y por medio de los sistemas y formas de enganche según las Figuras 10a a lOd.

En la Figura 13 se muestran dos modalidades de paneles modulares 200 que pueden fijarse a la estructura base. En el esquema superior se proponen paneles modulares 200 dispuestos sobre las placas base 110 y anclados a las barras 120, formando un revestimiento continuo. Por su parte en el esquema inferior se proponen paneles modulares 200 que se disponen entre las placas base y anclados a las barras 120, de modo que las primeras quedan a la vista.

Finalmente, la Figura 14 muestra una modalidad en donde la estructura base 100 puede estar curvada mediante la provisión de barras 120 flexibles. Dicha configuración permite obtener estructuras tales como paredes o techos curvos, entre otras.