OBJETO DE LA INVENCIÓN

La invención, tal como expresa el enunciado de la presente memoria descriptiva, se refiere a un conjunto multicapa en base cemento, aplicable como soporte biológico para fachadas de edificios u otras construcciones, el cual aporta, a la función a que se destina, varias ventajas y características de novedad que se describirán en detalle más adelante y que suponen una destacable mejora frente al estado actual de la técnica en su campo de aplicación.

Más en particular, el objeto de la invención se centra en un conjunto o sistema constructivo en base a un conglomerante hidráulico de bajo pH, cuya función principal es la de servir como soporte biológico para el crecimiento y desarrollo de determinadas organismos biológicos, concretamente ciertas familias de cianofitos, clorofitos y briófitos, para implementarlo en las zonas que interese de un edificio o construcción como elemento ornamental. Dicho soporte está especialmente diseñado para controlar el crecimiento de los organismos biológicos citados en las zonas que revistan interés, para lo cual se configura como conjunto de varias capas que permiten captar el agua de lluvia, almacenarla en la microestructura interna del material junto con el aporte nutritivo para los organismos biológicos y controlar la superficie que colonizarán y en la que crecerán dichos organismos, siendo de gran importancia el procedimiento y material empleado para evitar la pérdida de agua de la estructura y delimitar las zonas de crecimiento de los organismos.

CAMPO DE APLICACIÓN DE LA INVENCIÓN

El campo de aplicación de la presente invención se enmarca dentro del sector industrial dedicado a la construcción, y más específicamente al diseño, desarrollo, fabricación y puesta en obra de sistemas ornamentales para elementos constructivos. ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN

La necesidad de incorporar espacios verdes a las ciudades es un hecho ampliamente conocido, siendo una práctica en auge a nivel mundial la incorporación de dichos espacios en los propios edificios. Las tipologías existentes en este sentido son las cubiertas vegetales y los jardines verticales; como referencia al estado de la técnica, fundamentalmente se basan en la utilización de un sustrato vegetal contenido en algún tipo de recipiente o bien, mediante cultivos totalmente independientes de sustrato como son los cultivos hidropónicos.

A nivel de cubiertas vegetales existen diversas sub-categorías que difieren principalmente en la cantidad de sustrato que emplean y, por tanto, en el grosor de la capa de sustrato que se emplazará en la cubierta del edificio. Este hecho dependerá básicamente del tipo de vegetación que se pretenda incorporar así como del uso que se le vaya a dar a dicha cubierta a nivel de transitabilidad.

Por otro lado, en el caso de los jardines verticales, también conocidos como fachadas vegetales, existen dos grandes grupos basados en la relación de dependencia- independencia de la estructura vegetal frente al sustrato. Así pues, el caso de dependencia de sustrato más extremo será aquel en el que se fabriquen recipientes en la estructura vertical que albergue el sustrato vegetal y los organismos correspondientes y, el caso de independencia total de sustrato corresponderá a los sistemas hidropónicos.

Los sistemas hidropónicos hacen referencia a aquellos sistemas en los que las raíces vegetales no arraigan en un sustrato sino que, directamente, reciben una solución nutritiva que les aporta el agua y nutrientes necesarios. Si bien, el hecho de no precisar sustrato vegetal no implica la minimización de las estructuras que soportan este tipo de sistemas. Ahora bien, en todos los casos nombrados, se requiere de complejos sistemas auxiliares al propio elemento constructivo basados en la utilización de diferentes capas de material e incluso de estructuras adyacentes de tipo metálico o plástico tal y como puede apreciarse en los documentos US 2011/0094153, US 5555676A, US 7516574B2, US 4295296, US D645166S AU2010219378A1, EP2335473A1 o FR2949531A1 entre una larga lista. Este hecho conlleva complicaciones asociadas a cargas adicionales así como una escasa integración con el entorno. Además, para el caso particular de los jardines verticales, se reduce la luminosidad que penetra a través de las ventanas.

Así pues, a pesar de las técnicas existentes en este campo, se destaca la necesidad de nuevas aportaciones que reduzcan los puntos comentados en el párrafo anterior. Es por esto que la presente invención abre las puertas a avances en este sentido, consiguiendo crecimiento directo a partir del conjunto multicapa propuesto, por cumplir con el requisito básico del pH del material sustrato y por aportar propiedades de alto valor añadido.

La necesidad de diseñar un sistema que permita la creación de un nuevo concepto de jardín vertical, no únicamente en elementos de nueva construcción, sino también para rehabilitación de elementos pre-existentes, a partir de productos comerciales queda patente por el enfoque innovador y las mejoras que aporta frente a los sistemas actuales. En cualquier caso, debe señalarse que, al menos por parte del solicitante, se desconoce la existencia de otras invenciones de aplicación similar que, tomadas por separado o en combinación, presenten unas características técnicas, estructurales y constitutivas semejantes a las que presenta el conjunto multicapa en base cemento, aplicable como soporte biológico para fachadas de edificios u otras construcciones que aquí se preconiza y según se reivindica.

EXPLICACIÓN DE LA INVENCIÓN

De forma concreta, el conjunto multicapa que la invención propone, como ya se ha apuntado anteriormente, es un sistema de soporte biológico diseñado para su utilización como elemento decorativo y/o de integración paisajística y sostenible de elementos constructivos que permite la colonización, adhesión y crecimiento de organismos en zonas específicas de su superficie, de tal modo que es posible una mayor integración con el entorno. Dicho conjunto está basado en una disposición multicapa que permite integrar diferentes funcionalidades, de tal modo que se obtiene un producto final con diversidad de aplicaciones en elementos constructivos. A diferencia de los sistemas actuales, el conjunto preconizado propone un crecimiento biológico sobre el propio material soporte, y por tanto sin necesidad de complejas estructuras portantes, siendo además selectivo y no totalitario, de tal modo que el soporte jugará un papel clave y permitirá una gran variedad de diseños al tener zonas de crecimiento preferencial donde las condiciones serán las adecuadas para el crecimiento. Para ello, y ya de forma concreta, el conjunto comprende las siguientes capas:

- Una estructural que corresponde a la capa con función de soporte estructural del edificio o construcción correspondiente, la cual cumplirá con los requisitos especificados en proyecto en cada caso.

- Una capa de anclaje e impermeabilización que, situada sobre la anterior actúa como interfase o capa intermedia y, cuyas funciones serán las de anclaje y/o impermeabilización. Más concretamente, esta interfase deberá mejorar, en caso necesario, el anclaje entre las capas estructural y biológica y, además, servir de protección frente al paso de agua hacia la capa estructural para evitar que pueda provocar deterioro de dicha capa por corrosión de las armaduras u otras patologías, realizando por tanto también una función impermeabilizante.

- Una capa biológica de colonización, adhesión, así como de retención de agua para favorecer el crecimiento biológico por parte de diversas familias de organismos. Esta capa tiene función de soporte biológico así como de retención hídrica, permitiendo así disponer de un reservorio de agua para los organismos que se cultiven en su superficie. Por ello, el material con el que está realizada, tal como se describirá más adelante, deberá cumplir con los requisitos de pH, rugosidad superficial y porosidad que se consideren necesarios.

- Y, finalmente, una capa de revestimiento e impermeabilización que actúa de manera selectiva, permitiendo la entrada de agua al material pero no su salida. Esta capa es pues, una capa de transferencia, cuyas funciones se centran en la absorción, ayuda a la retención y direccionamiento de la salida del agua desde la capa biológica. Es importante destacar que esta última capa cuenta con la particularidad de ser discontinua y no cubrir por completo la capa biológica, es decir, presenta una serie de huecos que dejan al descubierto la capa inmediatamente inferior a ella que es la capa biológica. De esta manera, la captación de agua se realizará por toda la superficie redirigiendo su salida por las zonas en que la capa biológica está en contacto directo con el ambiente, ayudando a su retención y que serán las zonas en las que se favorecerá el crecimiento biológico.

Los motivos para diferenciar dos zonas en la superficie del sistema son básicamente dos: intentar controlar la salida del agua de manera que para hacerlo tenga que ser forzosamente por la zona colonizable, manteniendo así una cierta humedad en la zona colonizable y, conseguir un crecimiento visualmente más homogéneo al reducir dicha zona. Los hormigones suelen ser materiales heterogéneos y esto supone pequeñas variaciones en las características físico-químicas del mismo. Al reducir el área del crecimiento biológico, se podrán contrarrestar dichas heterogeneidades y, de esta manera, producir un aspecto visual más atractivo.

Una vez especificadas las funciones principales de cada una de las capas que componen el conjunto de la invención, es importante describir los aspectos propios del material que forman cada una de dichas capas así como datos característicos de las mismas.

Así, para la capa estructural no se presenta ninguna valoración ni propuesta, dado que, como se ha dicho, cumplirá con los requisitos especificados en proyecto en cada caso, y en todo caso estará formada por hormigón armado u hormigón con fibras estructurales. No obstante, cabe incidir en que esta capa podrá ser tanto de nueva implantación o alguna ya existente como método de rehabilitación.

Para la capa de anclaje se podrá utilizar desde un material tipo mortero convencional hasta resinas. Las variables a tener en cuenta para seleccionar el material son, básicamente, los procesos térmicos de las capas estructural y biológica. Esto dependerá de si los materiales que formen dichas capas son el mismo o no, como se verá más adelante. Además de esto, el material de esta capa debe tener ciertas propiedades impermeabilizantes, para evitar daños en la capa estructural.

La capa biológica es la más importante del conjunto, y por ello tiene diversas particularidades, ya que estará formada por un material de bajo pH, comprendido en un rango de entre 5,5 y 8 y, además, contará con la capacidad de absorber y retener agua. El espesor de la capa se determinará en función de la región de implantación y su climatología asociada, pudiendo ser de entre 3 y 5 cm. Asimismo, se considera la componente contributiva que establezca las distancias entre las zonas colonizadas.

Así pues, el material para esta capa biológica, en una opción de realización podrá ser en base a cemento convencional con aditivos que permitan la reducción del pH sin afectar a las propiedades físico-químicas y mecánicas, mientras que en otra opción alternativa su composición se basa en el uso de un conglomerante hidráulico diferente al convencional, un cemento de fosfato de magnesio, conocido como MPC del inglés "Magnesium-phosphate cement". En ambos casos, el contenido de conglomerante estará comprendido en el rango de entre 275 y 375 Kg/m3.

En cualquier caso, independientemente del conglomerante, la dosificación se basará en un mortero u hormigón con áridos de tipo silíceo e incluso algunos del tipo arcillas expandidas para mejorar la retención hídrica y algún aditivo de la familia del boro que permita por un lado la disminución del pH del material y, por otro, controlar la cinética de reacción. Cabe destacar también que el tamaño máximo de árido no superará la cuarta parte del espesor de la propia capa.

Más concretamente, en el caso de utilizar un cemento convencional para la producción de la capa biológica, deberá seleccionarse un aditivo de carácter ácido, como sería el ácido oxálico, que permita la disminución del pH de la mezcla, minimizando el impacto que éste pueda tener sobre las propiedades físico-químicas de la mezcla. El contenido de aditivo para el caso del ácido oxálico estará comprendido entre el 10 y el 13% respecto al peso del conglomerante. La relación agua/cemento se estipulará en función del grado de porosidad deseado para el material final, estando en cualquier caso comprendido entre un 0,3 y un 0,6.

Por otro lado, si se utiliza un conglomerante del tipo MPC, los requisitos serán diferentes debido a la diferente naturaleza del propio conglomerante. Este material ha sido utilizado anteriormente con otras finalidades, las cuales han dado a lugar a diferentes patentes en ámbitos de construcción, de ortodoncia, de estabilización de residuos, u otros.

Para la presente invención, el conglomerante hidráulico en base a MPC será el resultado de la mezcla de una fuente de fosfato, di-hidrógeno fosfato de amonio (NH4H2P04), y una de magnesio, óxido de magnesio (MgO), cuyas proporciones oscilarán entre relaciones de 1:1,5 y 1:2,5 de fosfato: magnesio. Como resultado de esta mezcla ya se obtiene un material de pH comprendido entre 6 y 8, pero debido al carácter de rápido fraguado, se contempla la adición de un retardante que permita controlar la cinética de reacción. Para esto, y debido a la inefectividad de los aditivos retardantes comúnmente utilizados para un hormigón convencional, se establece la utilización de compuestos de boro tales como el ácido bórico o el bórax, también conocido como tetra-borato sódico deca- hidratado, cuya adición esté comprendida entre el 5 y el 8%. Cabe destacar que las relaciones agua/cemento para este tipo de conglomerante estarán comprendidas entre el 0,2 y el 0,4.

Finalmente, la capa de revestimiento consistirá en un tratamiento superficial basado en una impermeabilización unidireccional. El material correspondiente abarcará cualquiera de aquellos productos que permitan la función de dicha capa. Finalmente, hay que destacar que el conjunto multicapa descrito está pensado para albergar crecimiento de diferentes grupos de organismos entre cianófitos, clorofitos y briófitos, principalmente de las familias Pottiaceae, Bryaceae y Hypnaceae, pero sin que ello suponga una limitación. Visto lo que antecede, se constata que el descrito conjunto multicapa en base cemento, aplicable como soporte biológico para fachadas de edificios u otras construcciones, representa una estructura innovadora de características desconocidas hasta ahora para el fin a que se destina, razones que unidas a su utilidad práctica, la dotan de fundamento suficiente para obtener el privilegio de exclusividad que se solicita.

DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS

Para complementar la descripción que se está realizando de la invención, y para ayudar a una mejor comprensión de las características que la distinguen, se acompaña la presente memoria descriptiva, como parte integrante de la misma, de un juego de planos, en los que con carácter ilustrativo y no limitativo se ha representado lo siguiente:

La figura número 1.- Muestra una vista esquemática en alzado frontal de un ejemplo de realización del conjunto multicapa en base cemento, objeto de la invención, apreciándose en ella solamente la capa de recubrimiento externo y, en los huecos de ésta, porciones de la capa biológica, habiéndose representado mediante flechas la salida de agua redireccionada a través de dichos huecos.

La figura número 2.- Muestra una vista esquemática en sección, según el corte A-A' señalado en la figura 1, del conjunto multicapa de la invención, apreciándose en ella claramente la configuración y disposición de cada una de las capas que comprende, habiéndose representado, al igual que en la figura anterior, la circulación de agua representada mediante flechas.

REALIZACIÓN PREFERENTE DE LA INVENCIÓN A la vista de las mencionadas figuras, y de acuerdo con la numeración adoptada, se puede apreciar en ellas un ejemplo de realización preferida de la invención, la cual comprende las partes y elementos que se describen en detalle a continuación.

Así, tal como se observa en dichas figuras, el conjunto en cuestión comprende las siguientes capas:

- Una capa estructural (1), que ocupa la parte más interna del conjunto formando parte de la propia estructura de la edificación, y respetará los requisitos de proyecto en cada caso particular.

- Una capa de anclaje (2) e impermeabilización, que va situada sobre la anterior y permite la adherencia entre la capa estructural (1) y la biológica (3) que se describe a continuación, evitando, en caso necesario, el paso de agua a la capa estructural (1).

- Una capa biológica (3) realizada en un material en base cemento o conglomerado hidráulico apto para la colonización y adhesión de ciertas familias de organismos biológicos, así como para retención de agua para favorecer el crecimiento de dichos organismos, para lo cual dicho material deberá cumplir con ciertos requisitos de pH, rugosidad superficial y porosidad. - Y una capa de revestimiento (4) y de impermeabilización unidireccional que, superpuesta a la capa biológica (3), permitirá la absorción, retención y direccionamiento de la salida del agua de la misma (representada mediante flechas tanto en la figura 1 como en la figura 2). Además, esta capa de revestimiento (4) presenta una serie de huecos (5) en los que dicha capa biológica (3) queda en contacto directo con el ambiente, siendo en dichas zonas en las que se favorecerá el crecimiento biológico.

En cuanto a los materiales con que están realizadas cada una de las citadas capas, la capa estructural (1) está formada por hormigón armado convencional o de hormigón con fibras estructurales y en cada caso cumplirá con los requisitos especificados en proyecto, pudiendo ser de nueva implantación o ya existente.

La capa de anclaje (2) puede ser de mortero convencional o de resinas o de cualquier otro material, según convenga, y tener propiedades impermeabilizantes para evitar daños en la capa estructural (1).

La capa biológica (3) es de mortero u hormigón que puede estar formado en base a un cemento convencional o a un cemento MPC (Magnesium-Phosphate Cement). En esta capa, independientemente del tipo de conglomerante utilizado, su contenido está comprendido entre 275 y 375 Kg/m3, la relación agua/cemento estará comprendida entre 0,3 y 0,6 para el caso de un cemento convencional y, de entre el 0,2 y el 0,5 para el caso del conglomerante MPC. Además, el conglomerante utilizado, en caso de ser de tipo MPC, poseerá una fuente de fosfatos y una de magnesio, siendo el di-hidrógeno fosfato de amonio y el óxido de magnesio respectivamente, estando la relación fosfato-magnesio comprendida entre 1:1,5 y 1:2,5. En caso de utilizar cemento convencional, incluirá un aditivo químico de tipo ácido o retardante que permita la obtención de un pH comprendido entre 5,5 y 8 y, además, que controle la cinética de reacción. Además, para el caso del ácido oxálico se encontrará en porcentajes sobre peso de cemento de entre el 10 y 13% y, para el caso de compuestos como el bórax, de entre el 5 y el 8%.

En cualquier caso, el mortero u hormigón incluirá áridos de tipo silíceo e incluso arcillas expandidas cuyo tamaño máximo no supere la cuarta parte del grosor de la capa, Finalmente, la capa de revestimiento (4) es de cualquier material apropiado y apto para proporcionar una impermeabilización unidireccional, es decir, que evite la salida del agua a la parte externa de la misma y reteniéndola en la parte interna.

Por último, cabe destacar que, la capa de anclaje (2) y la capa de revestimiento (4) son de carácter opcional, ya que, si bien en la realización preferida de la invención se incorporan como elementos funcionales del conjunto, la capa de anclaje para unir la capa biológica (3) a la capa estructural (1) y además servir de aislante, y la capa de revestimiento (4) para actuar como elemento de retención del agua y delimitar las zonas de crecimiento biológico, en según qué casos pueden no ser imprescindibles o ser sustituidas por otro tipo de elemento con la misma función de anclaje o de revestimiento respectivamente.

Descrita suficientemente la naturaleza de la presente invención, así como la manera de ponerla en práctica, no se considera necesario hacer más extensa su explicación para que cualquier experto en la materia comprenda su alcance y las ventajas que de ella se derivan, haciéndose constar que, dentro de su esencialidad, podrá ser llevada a la práctica en otras formas de realización que difieran en detalle de la indicada a título de ejemplo, y a las cuales alcanzará igualmente la protección que se recaba siempre que no se altere, cambie o modifique su principio fundamental.