CAMPO DE LA INVENCIÓN

La presente invención se refiere a un sistema constructivo ecológico para edificaciones con muros verdes, de aplicación directa en la industria de la construcción. Más específicamente se refiere a un conjunto de módulos poligonales que integran una estructura de pared como estructura portante principal y la estructura para el cultivo de plantas de forma simultánea en el mismo módulo para la edificación de muros verdes, jardines verticales y fachadas verdes.

ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN

Los materiales que tienen que ver con eco tecnologías son hoy en día, referentes en cualquier tipo de construcción, en este caso y en específico, los jardines verticales se están abriendo paso en las construcciones verdes como tendencia ecológica con gran éxito y aceptación en la arquitectura, además de los grandes beneficios que éstos aportan a favor del medio ambiente. Los denominados muros verdes (green wall en inglés) en ellos se fijan y se cultivan plantas.

Típicamente los muros verdes y sus elementos de contención son densos y de gran grosor. En la actualidad se han desarrollado diversos sistemas constructivos y métodos para habilitar y construir muros verdes con algún tipo de ajardinamiento vertical. Los muros verdes más convencionales son formados primero por un muro tradicional (también conocido como muro gris), casi siempre a estos se les coloca y fija un soporte o bastidor metálico, posteriormente son colocados y fijados a la estructura metálica diferentes tipos de paneles metálicos, paneles plásticos, algún tipo de contenedor, algún tipo de bolsa y sustratos naturales o sintéticos para así alojar y cultivar algún tipo de vegetación, siendo estos muy voluminosos y resultado costosos.

Por ejemplo la descripción de patente de los Estados Unidos US 4,961 ,284, titulada jardín vertical divulga un contenedor para el cultivo de plantas que incluye un bastidor de material de auto soporte rígido, que tiene una parte superior abierta y fondo cerrado, un forro con el fondo cerrado y la parte superior abierta el cual se coloca dentro del bastidor. Enmarcado de aberturas en la cara frontal del bastidor, agujeros en el revestimiento en número de las aberturas de bastidor, un tubo orientado verticalmente en medio de cultivo, sellado en el extremo inferior y abierto en el extremo superior. Contempla medios para colgar y fijar el bastidor.

La descripción de patente de los Estados Unidos US 6,725,601 B2, divulga el uso de una estructura principal que puede construirse utilizando ya sea ensamblando acero sólido o combinado con concreto armado, la cual actúa como la estructura portante de la nueva construcción o remodelación. La estructura principal si se utiliza concreto armado o de acero en el montaje, se compone de células de tamaño equilátero y cada célula tiene un pasaje entre la pared interior y exterior. La pared interna utiliza los pasos para asegurar las estructuras y los sistemas que se acompañan de una pared que utilizan este sistema estructural. La pared exterior utiliza las perforaciones para asegurar el conjunto de retención a la estructura. Se tiene un estrato de suelo a la pared y crea macetas a lo largo de la cara de la pared exterior. Las macetas son también para fijar el conjunto de retención con la estructura vertical y la vegetación. Los pasos entre las paredes interior y exterior también se usan para nutrir la vegetación, permitiendo el acceso directo a la planta en la estructura, utilizando el método de construcción de la presente invención, cada planta puede recibir la cantidad óptima de riego, drenaje y fertilizantes. La descripción de patente de los Estados Unidos US 7,627,983 B1 divulga un sistema modular para muro de vivienda con cultivo de plantas que consta de una pluralidad de maceteros configurados de tal forma que pueden unirse en el borde hasta formar un muro vertical. Estos maceteros de forma curva y superficie frontal definen un contenedor para las plantas, el cual puede ser fabricado en superficies porosas para permitir el suministro y filtración de agua. Otra forma de realización consiste en bio-bloques con cavidades para el suelo y agua, los cuales se fijan a una superficie de la matriz apilados con aberturas para las plantas que crecen en los medios de comunicación del suelo.

La descripción de solicitud de patente WO 2011/148011 A1 divulga un sistema para el ajardinado de fachadas, el cual se basa en colocar y fijar en una fachada una estructura metálica sobre la que posteriormente se dispone un panel plástico que sirve de soporte a las geomallas y estas para el soporte de las plantas. En correspondencia con la parte superior de las geomallas se han previsto unas boquillas para el riego por goteo el cual es alimentado a través de un conducto de recirculación de agua, ya que el agua sobrante es recogida en un canal, para seguidamente llevarse a cabo el filtrado de la misma, su análisis y correspondiente añadido de fertilizantes y ácidos, todo ello controlado por ordenador y con posibilidad de vaciar el circuito de recirculación y añadir agua nueva tratada.

La descripción de solicitud de patente de España 200901772 con número de publicación 2 376 932 divulga un sistema de estructura tridimensional de cubierta vegetal sostenible, la cual se enmarca en la hidroponía y cultivo sin suelo aplicado a la jardinería moderna en las edificaciones sostenibles. Las unidades modulares de cultivo permiten la superposición e independencia del resto, incluye el anclaje de unidades, el fertirriego y recogido de los drenajes, las cuales son instaladas en superficies arquitectónicas tridimensionales, Los orificios de vegetación están diseñados de forma que evita no solo la caída lateral del sustrato y la extracción de las plantas individualmente por el observador. Las unidades de cultivo están regadas por goteros autocompensante, antidrenante, uno por cada unidad modular de cultivos y ocultos a la vista.

La descripción de la patente de los Estados Unidos US 5,729,944 divulga una edificación construida con componentes estructurales termoplásticos eximidos, estos componentes incluyen paneles huecos, conectores huecos, vigas y adaptadores huecos. Para el ensamble del sistema los componentes eximidos se traban por el borde entre sí continuamente para así formar muros verticales y el techo de la edificación. Cada componente estructural de pared es hueco, fabricado en material plástico de PVC, con paredes interiores y exteriores espaciadas, que son conectadas por medio de trabazones transversales, formando celdas internas, aparece básicamente como un panel en el cual se verte concreto para formar caras de pared exteriores e interiores con acabado liso y plástico.

Una desventaja del sistema de Vittorio De Zen, su sistema de componentes plásticos fue concebido para edificar inmuebles con un acabado en sus superficies que siempre es liso y plástico, el ensamble de este, es realizado por medio de un panel termoplástico hueco con medios de acoplamiento tipo macho en sus extremos, para el ensamble del sistema, siempre se requiere de un conector entre panel y panel, sin estos conectores no es posible ensamblar el sistema.

La solicitud de patente PCT/MX2005/000012 con número de publicación internacional WO 2005/098158 A1 , divulga y describe una estructura de panel con medios de acoplamiento, para construcciones prefabricadas, la estructura de panel de forma rectangular y longitudinal con cavidades internas individuales no intercomunicadas, con facilidad de ensamble y acoplamiento entre sí, además de elementos estructurales complementarios como son columnas de acero que se insertan y se acoplan solo en las cavidades formadas entre los ensambles de estructura de panel contra estructura de panel, de tal forma que se vierte concreto o algún otro material en las cavidades internas, formando una estructura de pared con superficie y acabado plástico para la edificación de inmuebles.

Una desventaja importante de este sistema de estructura de panel con medios de acoplamiento para construcciones prefabricadas, en el ensamble de la estructura de pared no existe comunicación interna entre elementos, reduciendo las capacidades estructurales del sistema, al verter concreto o algún otro material no sé obtiene una estructura monolítica continua final, para lograr la estabilidad estructural, el sistema utiliza columnas de acero de perfiles estructurales no comerciales, esto aumenta considerablemente los costos de fabricación y del proyecto, además de que el sistema fue concebido para obtener siempre una superficie final en sus paredes lisa y plástica.

La patente de los Estados Unidos No. 7,628,570 B2 divulga un muro de contención modular, donde la pared se encuentra al menos parcialmente, por debajo de la superficie, donde la superficie puede ser a base de tierra o de base acuosa, los muros son compuestos por módulos poligonales abiertos y cerrados con canales dispuestos en el mismo, además de componentes como perfiles huecos, perfiles planos, conectores de módulos, perfiles conectores huecos de esquina y adaptadores huecos. Los módulos de la pared se sujetan entre sí por los respectivos cierres de acoplamiento y fijación de tal manera que la conectividad es siempre entre los módulos, sin embargo, conserva la capacidad para que el líquido pase a través, siendo siempre la superficie de acabado lisa y plástica.

Una desventaja del sistema modular de John Davidsaver y Acott Yeany es que al formar configuraciones de muros intermedios y divisorios se requieren elementos como tuercas y tornillos, esto aumenta los tiempos de edificación y costos aparentemente bajos por estos elementos, pero que a gran escala se ven reflejados en mayores tiempos de edificación y costos del proyecto, además de que el sistema fue concebido para un acabado final en su superficie liso y plástico.

Por lo anterior expuesto, existe en el mercado una necesidad de un nuevo sistema de muros verdes más versátiles, más manejables y de una escala menor, un nuevo sistema para muros verdes que sea integral donde el muro, la cavidad y el contenedor para alojar y cultivar la planta estén integrados en un mismo módulo, así como los elementos para fijarlas, además que este mismo sistema sea la estructura portante principal eliminando el uso de todo tipo de estructura o bastidor metálico de soporte, eliminando también los medios de soporte y contención como lo son de paneles, contenedores y unidades de cultivo, así como también sus elementos de fijación como lo son tornillos, clavos y pijas; reduciendo considerablemente los tiempos y costos de edificación. La presente invención tiene por finalidad aportar una solución a este vacío detectado, sería de gran relevancia en el área de los materiales prefabricados para la industria de la construcción.

OBJETIVOS

La presente invención tiene como objetivo general proporcionar un sistema constructivo ecológico para edificaciones con muros verdes que integre en un solo módulo poligonal la estructura de pared portante principal y el sistema de cultivo de plantas, eliminando el uso de todo tipo de bastidores o estructuras metálicas secundarias de soporte, así como todo tipo de paneles, módulos o contenedores y sus elementos de fijación como son tornillos, clavos, pijas, pernos o cuñas. Otro objetivo de la presente invención es proporcionar un sistema constructivo ecológico para edificaciones con muros verdes para posibilitar una parte o la totalidad de la superficie de la fachada, así como también habilitar con vegetación los muros grises ya existentes.

Otro objetivo de la presente invención es proporcionar un sistema constructivo ecológico para edificaciones con muros verdes formado por un conjunto de módulos poligonales que al ser ensamblados formen la estructura de pared con encofrado reforzado en acero y concreto como estructura monolítica portante principal, estos mismos módulos son caracterizados por adaptaciones particulares para alojar el cultivo de plantas y vegetación de forma simultánea para la edificación de muros verdes, jardines verticales y fachadas verdes.

Otro objetivo de la presente invención es proporcionar un sistema constructivo ecológico para edificaciones con muros verdes con sistema de cultivo y riego de plantas y vegetación contemplando la formación de esquinas, muros pianos, muros divisorios y cruces de muros estos pueden ser interiores y exteriores.

Otro objetivo de la presente invención es hacer disponible un sistema constructivo ecológico para edificaciones con muros verdes con sistema de cultivo y riego de plantas con un conjunto de módulos poligonales caracterizados por comprender cavidades para alojar y fijar los contenedores para cultivar plantas, alojar sustratos naturales o artificiales (tierra y fibras sintéticas), alojar el sistema de riego por goteo, alojar el canal de recolección de agua y comprender cavidades para encofrado reforzado en acero y concreto en el mismo módulo poligonal.

Otro objetivo de la invención es hacer disponible un sistema constructivo ecológico para edificaciones con muros verdes que además permita el alojamiento y la fijación de contenedores en los módulos de manera oculta sin la necesidad de tomillos, pijas, cuñas o soldadura.

Otro objetivo de la invención es hacer disponible un sistema constructivo ecológico para edificaciones con muros verdes con un conjunto de módulos poligonales, que impliquen su producción a gran escala, por medio de un proceso de extrusión termoplástica y la fabricación de contenedores plásticos por medio de un proceso de inyección termoplástica.

DESCRIPCION DE LA INVENCION

La presente invención, tal como ha quedado expuesta en el campo de invención, se refiere a un sistema constructivo ecológico para edificaciones con muros verdes, un nuevo tipo de material prefabricado, el cual es formado por un conjunto de módulos poligonales con encofrado reforzado en acero y concreto, con el cultivo de plantas y vegetación de forma simultánea en el mismo módulo, el cual es de fácil y rápida edificación.

El nuevo material prefabricado con avances del estado de la técnica conocidos a la fecha, consiste en un sistema constructivo ecológico para edificaciones con muros verdes es compuesto por un conjunto de módulos poligonales, los cuales son fabricados de forma industrializada por medio de un proceso de extrusión termoplástica en polímeros de vinilo de alta resistencia (PVC), de novedoso concepto y funcionalidad, que en esencia se caracterizan por su geometría poligonal definida, costillas de refuerzo con secciones troqueladas, medios de ensamble, superficie anterior y posterior con arreglos de secciones recortadas y cavidades para alojar el sistema de cultivo y riego de plantas, simultáneamente con encofrado reforzado en acero y concreto. Se contempla la utilización de elementos contenedores plásticos, los cuales son fabricados por medio de un proceso de inyección termoplástica, para el cultivo de plantas de forma vertical u horizontal, los cuales comprenden medios de engarce y trabazón para ser fijados contra las secciones recortadas de la superficie anterior o posterior en los módulos poligonales sin la necesidad de algún tornillo, pija, perno, cuña o soldadura.

Más concretamente, el sistema de la presente invención se basa en el ensamble continuo de módulos poligonales, formando una estructura de pared, en una sección de la estructura se realiza el encofrado reforzado en acero y concreto que es la estructura monolítica portante principal, simultáneamente en la sección restante de la estructura de pared y en su superficie de pared posterior o pared anterior constituyen un medio de soporte y alojamiento para un contenedor plástico en las que se disponen las plantas o vegetación, el cual es situado y fijado en la sección de área recortada de la superficie anterior del módulo. En las cavidades huecas de la estructura de pared se alojaran los conductos del sistema de riego por goteo que suministrara el agua y nutrientes, también se contempla que en estas cavidades puedan rellenarse parcial o totalmente con algún tipo de sustrato natural o artificial (tierra, fibras o lanas minerales), en la parte inferior de la estructura de pared está previsto un canal para recolectar y filtrar el exceso de agua de riego.

DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS

La figura 1 representa esquemáticamente la vista en perspectiva de un tipo de realización de un módulo poligonal para generar muros verdes planos del sistema constructivo ecológico con cultivo de plantas y vegetación. -lula figura 2A, 2B y 2C es una vista en perspectiva de un tipo de realización de módulos poligonales para generar muros verdes divisorios, cruces de muros verdes y esquinas para muros verdes.

La figura 3 es una vista en perspectiva de un tipo de realización de un contenedor plástico para el cultivo de plantas y vegetación de forma horizontal.

La figura 4 es una vista en perspectiva de un tipo de realización de un contenedor plástico para el cultivo de plantas y vegetación de forma vertical

La figura 5 representa esquemáticamente la vista en perspectiva de un tipo de realización de una porción de sección de ensamble de la estructura de pared integral con una parte con encofrado reforzado con acero y concreto, simultáneamente en la misma estructura de pared en la parte restante se muestran los conductos del sistema de riego por goteo, contenedores plásticos, los sustratos naturales o artificiales, el cultivo de plantas en forma horizontal y el canal de recolección de agua de riego de la presente invención.

La figura 6 es una vista en perspectiva de un tipo de realización de una porción de sección de ensamble de la estructura de pared integral con una parte con encofrado reforzado con acero y concreto, simultáneamente en la misma estructura de pared en la parte restante se muestran los conductos del sistema de riego por goteo, contenedores plásticos, los sustratos naturales o artificiales, el cultivo de plantas en forma vertical y el canal de recolección de agua de riego de la presente invención.

La figura 7 representa esquemáticamente la vista de un corte lateral de un tipo de realización de una porción de sección de ensamble de la estructura de pared integral con una parte de la sección con encofrado reforzado en acero y concreto, simultáneamente en la otra sección de la misma estructura de pared se muestran los conductos del sistema de riego por goteo, los contenedores plásticos, los sustratos naturales o artificiales, el cultivo de plantas en forma vertical y el canal de recolección de agua de riego de la presente invención.

La figura 8 es una vista en perspectiva de un tipo de realización de una porción de sección de ensamble de la estructura de pared integral con una parte de la sección con encofrado reforzado en acero y concreto, simultáneamente en la otra sección de la misma estructura de pared se muestran los conductos del sistema de riego por goteo, sustratos artificiales (fibras o lanas minerales) de relleno en las cavidades, contenedores de plástico con cultivo de plantas en forma horizontal y el canal de recolección de agua.

La figura 9 representa esquemáticamente la vista en perspectiva de un tipo de realización de una porción de sección de ensamble de la estructura de pared integral con una parte de la sección con encofrado reforzado en acero y concreto, simultáneamente en la misma estructura de pared en la sección restante se contempla el alojamiento de los conductos de riego por goteo, sustratos naturales o artificiales, el cultivo de plantas en forma horizontal y un canal de recolección para el agua de riego.

La figura 10 representa esquemáticamente la vista en perspectiva de una porción de sección de muro verde de un tipo de realización de la presente invención que contempla una estructura de pared con el ensamble de módulos poligonales, elementos de refuerzo estructural en acero, conductos de riego por goteo, sustratos naturales, contenedores plásticos para el cultivo de plantas en forma vertical y un canal inferior para la recolección del exceso de agua.

DESCRIPCIÓN DETALLADA DE UNA FORMA DE REALIZACION PREFERIDA Los detalles característicos del sistema constructivo ecológico para edificaciones con muros verdes, se muestran en la siguiente descripción detallada y en los dibujos ilustrativos que se adjuntan, sirviendo los mismos de signos de referencia para señalar las mismas partes, con el objeto de ayudar a la comprensión de las características de la invención, en donde con carácter ilustrativo y no limitativo se representa lo siguiente:

Haciendo referencia a la figura 1 , 2A, 2B y 2C muestran los elementos del sistema constructivo ecológico para edificaciones con muros verdes, el cual comprende un conjunto de módulos poligonales de geometría definida para crear muros verdes planos, esquinas verdes, muros verdes divisorios y cruces de muros verdes los cuales pueden ser para interiores y exteriores, estos módulos poligonales son caracterizados por comprender pared anterior 11 y pared posterior 12 de las cuales al menos una de estas presenta arreglos de secciones de área recortadas 13, pared intermedia 14, anchura 15 con áreas de recorte troqueladas 16, longitud 17, costillas de refuerzo 18 con áreas de recorte troqueladas 16, formando cavidades huecas divididas 19 con interacción entre sí, teniendo además en los extremos del módulo medios de ensamble del tipo machihembrado; de tal forma que la hendidura del riel hembra 33 y el saliente del riel macho 34 siempre son encajados con exactitud el uno contra el otro, posibilitando un ensamble sucesivo de los componentes del sistema.

Con referencia en las figuras 3 y 4 muestran los contenedores plásticos para cultivar plantas y vegetación los cuales se fijan y se traban a presión por medio de un engarce 25 contra la sección de área recortada 13 de la superficie de la pared anterior 11 o la pared posterior 12 de los módulos poligonales, los contenedores pueden ser para cultivar vegetación en forma horizontal, el cual es caracterizado por su forma cilindrica hueca 20 tipo canastilla que permite alojar los sustratos naturales o artificiales y la raíz de la planta, con aberturas 21 en su superficie que permiten el riego de agua; el contendedor para cultivar vegetación en forma vertical, es caracterizado por un contenedor tipo macetero de forma curva 22, superficie frontal 23, perforaciones 24 en el fondo, estas con el fin de permitir y eliminar el exceso de agua, la cual caerá por goteo al arreglo de contenedores inferior inmediato.

Con referencia a la figura 5, 6, 7, 8, 9 y 10 el sistema constructivo de la invención, previsto para la edificación de todo tipo de inmuebles con muros verdes muestra una porción de sección que comprende una estructura de pared integral con una parte de su sección con encofrado reforzado en acero 27 y concreto 28 que es la estructura monolítica portante principal de la edificación, simultáneamente en la misma estructura de pared en su parte restante de la sección en sus cavidades huecas 19 y en los arreglos de áreas recortadas 13 de su pared anterior 11 o posterior 12 se integran y se distribuyen los conductos del sistema de riego por goteo 29, a su vez también sobre la misma superficie de pared anterior 11 o posterior 12 en sus arreglos con áreas recortadas 13 son alojados y fijados los contenedores plásticos 30 los cuales constituyen un medio de soporte para el sustrato 31 (el cual puede ser natural o artificial), el cultivo de raíz y la planta 32 la cual ya fue cultivada previamente antes de que el contenedor sea fijado en la pared anterior 11 o posterior 12 de la estructura del muro verde, en la parte inferior de la estructura está previsto un canal 35 para recolectar y filtrar el agua que proviene del riego y que esta sea llevada a un contenedor para volver a integrarla al sistema de riego.

También se contempla utilizar contenedores plásticos 36 para cultivo vertical, los cuales son fijados contra la superficie de pared anterior 11 o posterior 12 de estructura de pared integral, para posteriormente depositar el sustrato de tipo natural (tierra) 31 en los contenedores y en las cavidades huecas 19 para posteriormente cultivar la planta 32. Está previsto también utilizar sustratos artificiales 31 (fibras o lanas minerales) para rellenar las cavidades huecas 19, así como también para los contenedores plásticos 30 del sistema constructivo de muros verdes de la presente invención.

El sistema también contempla el no utilizar ningún tipo de contenedor plástico 30, 33, directamente en las cavidades huecas 19 de la estructura de pared integral se rellenan estas con sustratos 31 (naturales o sintéticos), paralelamente se van colocando los conductos del sistema de riego por goteo 29 y en los arreglos de áreas recortadas 13 de la pared anterior 11 o posterior 12 se va realizando el cultivo de plantas 32.

El sistema así constituido permite el crecimiento de plantas y vegetación en muros verdes para la construcción de todo tipo de edificaciones utilizando un conjunto de módulos poligonales que integran la estructura portante principal de la edificación y la estructura para el cultivo de plantas en una sola estructura de pared, reduciendo y eliminando elementos como la utilización de estructuras metálicas de soporte, paneles contenedores y elementos para fijarlos, así como una reducción considerable en tiempos y costos de edificación.

La presente invención ha sido descrita a detalle con referencia a realizaciones específicas de la misma, incluyendo el mejor modo respectivo para la realización, los dibujos son a modo de ejemplo y no como limitación del sistema, se considera como novedad, y por lo tanto se reclama como propiedad, lo contenido en las siguientes reivindicaciones.