DESARMABLES Y PROCESO DE CONSTRUCCIÓN DE LOS MISMOS

CAMPO TÉCNICO

La presente invención está relacionada con la construcción de módulos para ambientes prefabricados, armables y desarmables, y más particularmente con la construcción de aulas que se construyen con perfiles de fierro, paneles OSB y con materiales reciclados como cartón, plástico, caña y bambú; módulos que se pueden montar de forma rápida a partir de un número relativamente pequeño de componentes prefabricados con un mínimo de entrada de mano de obra no calificada. ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN

Actualmente, los sistemas de construcción prefabricados en el mundo industrializado son caros, complicados, requieren de un local donde se realiza las partes prefabricadas, también necesitan de mano de obra calificada e intensiva tanto para la confección de las partes prefabricadas como también para su construcción. Uno de estos sistemas de construcción se divulga en la solicitud de patente americana US2012023837, publicada el 2012-02-02 que se refiere a un "Sistema de construcción con componéntes modulares pre-ensamblados y paneles que prevé la reutilización de los componentes del sistema de construcción de piezas para construir estructuras permanentes de cualquier tamaño, diseño o estilo". El sistema de construcción proporciona numerosos diseños para la construcción de planos de planta y configuraciones; utiliza componentes comercialmente disponibles en el mercado, es pre ensamblado en componentes y por paneles modulares que se montan y desmontan con facilidad y rapidez, el sistema de construcción es ligero y compacto para el transporte y el montaje, ya que no requiere de una planta de producción central o los detalles de construcción especializada; el sistema de construcción también prevé la reutilización de los componentes del sistema de construcción para la construcción de estructuras permanentes de prácticamente cualquier tamaño, diseño de planta, o estilo arquitectónico. A pesar que se menciona que no requiere de una planta de producción o los detalles de construcción especializada, de la descripción se puede observar que sí se requiere de algunos componentes muy elaborados, como los sistemas de anclaje, los soportes inferiores y superiores, entre otros. Además, este antecedente se caracteriza por utilizar componentes ya disponibles comercialmente, y por ende fáciles de adquirir, pero no menciona la utilización de componentes ni materiales reciclados para la conformación de los módulos.

Asimismo, en las zonas rurales hay una fuerte necesidad de recintos cerrados destinados a aulas o postas médicas, el costo de tales recintos es muy elevado y en algunos casos el costo se eleva debido al transporte de los materiales de construcción o de los elementos para su construcción, el cual es dificultado por el medio geográfico.

Se ha podido constatar además que en situaciones posteriores a desastres naturales, tales como terremotos, deslizamientos de tierra y lodo, inundaciones, incendios o incluso huracanes, es muy lento y costoso el proceso de reconstrucción de la zona afectada y por ende tarda mucho la reinstalación y acondicionamiento de ambientes destinados por ejemplo a escuelas y postas médicas, lo que agrava la situación de emergencia e impide un rápido retorno a una situación de normalidad.

SUMARIO DE LA INVENCIÓN

Para solucionar dicho problema, la presente invención propone un novedoso sistema de construcción de módulos o ambientes prefabricados, armables y desarmables, muy económicos y de fácil ensamblaje; y más particularmente, la construcción de los módulos se configura en base a una estructura metálica confeccionada con perfiles de acero de sección cuadrada o rectangular, la cual se apoya en un sistema de anclaje confeccionado con llantas recicladas llenadas con concreto, para el piso se emplea paneles OSB, que se colocan modularmente sobre la estructura de fierro destinada a soportar el piso. Como elementos de protección y seguridad se emplean parapetos, que son elaborados con cartones reciclados y como cerramiento general se emplea el carrizo el cual va sujeto sobre la estructura metálica fijados por medio de alambre galvanizado. Finalmente para la cobertura se usa lona o banner reciclado, o techos de plástico, aluminio, de plancha de fierro galvanizado, de fibra de vidrio, etc.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LAS FIGURAS

Figura N° 1.- Muestra en corte un ejemplo de realización de la solicitud de patente americana US2012023837.

Figuras N° 2 y N° 3.- Muestran el corte trasversal del aula móvil, donde:

01 : Carrizo.

02: Tubo metálico.

03: Perfil-riel.

04: Panel desmontable de cartón.

05: Llantas y concreto.

06: Cobertura - Canalón TR4.

07: Viga - Tubo metálico.

08: Pilar - Tubo metálico.

09: Piso - Madera OSB.

10: Pilar - Tubo metálico.

Figura N° 4.- Muestra el perfil de anclaje de cimentación.

Figura N° 5.- Muestra la placa de anclaje de unión esquina.

Figura N° 6.- Muestra la placa de anclaje de unión intermedio.

Figura N° 7.- Muestra la placa unión viga piso.

Figura N° 8.- Muestra la placa unión columna vigueta (coberturas).

Figura N° 9.- Muestra la placa unión columna vigueta (baños). Figura N° 10.- Muestra la placa unión columna-travesaño (intermedios).

Figura N° 11.- Muestra la placa unión columna-travesaño twin (esquinas).

Figura N° 12.- Muestra la placa unión travesaño (esquinas).

Figura N° 13.- Muestra los materiales, donde:

a: Tubo de acero rectangular,

b: Madera OSB.

c: Canalón (cobertura) TR4.

Figura N° 14.- Muestra la estructura metálica de piso y el ensamblaje para cimentación (2.1), donde:

A: Perfil de anclaje de cimentación.

B: Concreto.

C: Llanta reciclada.

Figura N° 15.- Muestra la estructura metálica con los perfiles metálicos que constituyen las columnas, así como el ensamblaje para uniones en esquinas (2.2) y el ensamblaje para uniones intermedias (2.3), donde:

D: Tubo de acero cuadrado.

E: Tubo de acero rectangular.

F: Placa de anclaje unión esquina.

G: Placa de anclaje unión intermedio.

Figura N° 16.- Muestra la estructura metálica de piso con los paneles de piso, así como el ensamblaje para uniones de vigas cimiento superficiales longitudinal y transversal 17x (2.4) y la instalación del piso (2.5), donde:

D: Tubo de acero cuadrado.

E: Tubo de acero rectangular.

H: Placa unión viga piso.

I: Madera OSB.

Figura N° 17.- Muestra la estructura metálica de piso con los paneles de piso y los tubos metálicos de soporte de parapetos, así como el ensamblaje para uniones de esquina 4X (2.6), ensamblaje para uniones intermedias 10X (2.7) y ensamblaje para uniones de travesaños en esquina 4X (2.8), donde:

J: Tubo de acero rectangular. K: Placa unión columna-travesaño twin (esquinas).

D: Tubo de acero cuadrado.

L: Placa unión columna-travesaño (intermedios).

M: Placa unión travesaño (esquinas).

Figura N° 18.- Muestra la estructura metálica con el piso y techo colocados con paneles de piso y los tubos metálicos de soporte para los parapetos, así como el ensamblaje para unión de columnas y vigas, techo longitudinales y transversales 17X (2.9) y ensamblaje para unión de columnas y vigas intermedias 2X (2.10), donde:

D: Tubo de acero cuadrado.

N: Placa unión columna vigueta (coberturas).

O: Placa unión columna vigueta (baños).

Figura N° 19.- Muestra la estructura metálica con el piso y los parapetos, así como el ensamblaje de cobertura (2.11), donde:

P: Canalón (Cobertura) TR 4.

N: Placa unión columna vigueta (coberturas).

O: Placa unión columna vigueta (baños).

Figura N° 20.- Muestra la estructura metálica con el piso, los parapetos y el techo colocados, así como la montura de riel (2.12), donde:

D: Tubo de acero cuadrado.

E: Tubo de acero rectangular.

I: Madera OSB.

Q: Riel de acero galvanizado.

Figura N° 21.- Muestra la estructura metálica con el piso, los parapetos y el techo colocados, así como la montura de carrizos transversales internos (2.13), donde:

D: Tubo de acero cuadrado.

S: Alambre de amarre galvanizado.

R: Caña carrizo φ 1.

I: Madera OSB.

Q: Riel de acero galvanizado.

E: Tubo de acero rectangular. Figura N° 22.- Muestra la estructura metálica con el piso, los parapetos y el techo colocados, así como la montura de carrizos verticales externos (2.14), donde:

D: Tubo de acero cuadrado.

S: Alambre de amarre galvanizado.

R: Caña carrizo φ 1.

T: Cartón corrugado reciclado.

I: Madera OSB.

Q: Riel de acero galvanizado.

E: Tubo de acero rectangular.

Figura N° 23.- Muestra el módulo terminado con la adición de cartón corrugado reciclado (2.15), donde:

S: Alambre de amarre galvanizado.

R: Caña carrizo φ 1.

T: Cartón corrugado reciclado.

Q: Riel de acero galvanizado.

DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN

Los módulos o ambientes prefabricados, armables y desarmables, de fácil ensamblaje, se construyen a partir de una estructura metálica confeccionada con perfiles de acero de sección cuadrada o rectangular, la cual se apoya en un sistema de cimentación confeccionado con llantas redoladas llenadas con concreto, para el piso del aula se emplea paneles OSB, que se colocan modularmente sobre la estructura del piso. Como elementos de protección y seguridad se emplean parapetos, que son elaborados con cartón reciclados y como cerramiento general se emplea el carrizo el cual va sujeto sobre la estructura metálica fijados por medio de alambre galvanizado. Finalmente para la cobertura se usa lona o banner reciclado, o techos de plástico, aluminio, de plancha de fierro galvanizado, de fibra de vidrio, etc. La construcción de módulos prefabricados, armables y desarmables es muy versátil ya que sus componentes de tipo modular permiten una amplia gama de tamaño de recintos y diseños personalizados individuales para ser construidos. Los materiales utilizados para la construcción de módulos de ambientes pre- fabricados, armables y desarmables son relativamente pocos en número y tipo (en comparación con los materiales para la construcción de recintos convencionales) y permiten la construcción sencilla y rápida debido a que los componentes están estandarizados y prefabricados. Además, generan un ahorro de costos ya que muchos de los materiales utilizados son reciclados tales como el sistema de cimentación en base a llantas usadas, los parapetos elaborados con cartón reciclado y el techo compuesto por lona o banner previamente utilizados, lo que define también a la invención como una solución ecológica y socialmente amigable. La construcción de módulos de ambientes prefabricados es conveniente para su utilización como bloques de viviendas, bungalows, y particularmente para la implementación de postas médicas o aulas.

La construcción de módulos de ambientes prefabricados también es ventajosa, en relación con los sistemas de construcción tradicionales por el tiempo de construcción corto involucrado y la calidad de la construcción que se erige. La construcción de módulos prefabricados está diseñado para facilitar el auto ensamblaje con mano de obra no especializada, incluyendo al propietario, ya que la construcción es fácil a partir de seguir los planos de montaje y dibujos que se suministran conjuntamente con los materiales para la construcción de los módulos; solo es necesaria la utilización de pernos con sus respectivas tuercas, y de alambre galvanizado para hacer los amarres, lo cual permite la construcción de módulos de diseños flexibles y de ambientes que se construirán a medida para satisfacer las necesidades individuales en relación al terreno. Para la construcción de los módulos de ambientes prefabricados se utiliza una estructura de tipo esqueleto construido de elementos prefabricados (anclajes) y de tuberías (perfiles de acero) que pueden montarse básicamente con la mano; pues no requiere del uso de equipos de elevación de cargas pesadas o de una grúa en el sitio.

Los módulos pueden ser desmontados en su totalidad o en parte, permitiendo con ello que las extensiones o modificaciones de los diseños de los módulos pueden hacerse fácilmente. Esta característica facilita también el rápido armado y desarmado de la estructura, permitiendo la movilidad y traslado de los módulos para su implementación en los diferentes lugares que lo requieran en tiempos comparativamente muy cortos y con una reducción significativa de esfuerzo y costo. En la construcción de módulos de ambientes prefabricados pueden utilizarse todos los tipos de cubiertas de techo. El módulo se puede suministrar con diferentes opciones de techo, por ejemplo, techo a dos aguas, techo a cuatro aguas; el tipo que se usa generalmente dependiendo del ambiente donde se construye como por ejemplo en la costa con poca lluvia se puede utilizar los banner reciclados, y de techos de plástico o PVC corrugados que se puede suministrar para las regiones propensas a las lluvias.

Los elementos para la construcción de los módulos se pueden suministrar para construir módulos totalmente terminados, incluyendo los aparatos sanitarios y equipos, lavabos y cuartos de baño, cocinas completamente equipadas, etc.

Los elementos o componentes de los módulos pueden ser fácilmente transportados de un lugar a otro por sus formas, dimensiones y peso, lo cual reduce significativamente los costos de embalaje y transporte, que es un gasto muy importante en los sistemas de construcción convencionales. MÓDULO PREFABRICADO

La estructura metálica incluye una pluralidad de elementos modulares, a continuación se muestra una lista de dichos elementos:

ANCLAJE DE CIMENTACIÓN: constituido por una llanta reciclada rellena con concreto en cuyo centro lleva un perfil de sección cuadrada para recibir en su interior a un anclaje de unión de esquina o un anclaje de unión intermedio. ANCLAJE DE UNIÓN ESQUINA: constituido por un segmento de perfil de sección en "U" al cual están unidos dos segmentos de perfil cuadrado o rectangular, uno para recibir el tubo longitudinal de sección cuadrada o rectangular y otro para el tubo transversal de sección cuadrada o rectangular. ANCLAJE DE UNIÓN INTERMEDIO: constituido por un segmento de perfil de sección en "U" al cual está unido un segmento de perfil cuadrado o rectangular para recibir el tubo longitudinal de sección cuadrada o rectangular o el tubo transversal de sección cuadrada o rectangular, tubos dispuestos en la periferia. ANCLAJE DE UNIÓN VIGAS PISO: constituido por un segmento de perfil de sección en "L", uno de sus lados se une al tubo longitudinal de sección cuadrada o rectangular y el otro lado se une al tubo transversal de sección cuadrada o rectangular. RIEL DE ACERO: constituido por un perfil de sección en "U" el cual se une sobre los perfiles longitudinales o transversales de la periferia; sobre el riel se dispone el borde inferior de los parapetos o elementos de protección y seguridad, que son elaborados con cartón reciclado. ANCLAJE DE UNIÓN COLUMNA-TRAVESAÑO (INTERMEDIOS): constituido por un segmento de perfil cuadrado o rectangular para recibir los tubos longitudinales o transversales de sección cuadrada o rectangular, tubos dispuestos en la periferia.

ANCLAJE DE UNIÓN COLUMNA-TRAVESAÑOS (EN ESQUINA): constituido por tres segmentos de perfil cuadrado o rectangular, un segmento para recibir los tubos longitudinales de sección cuadrada o rectangular, el segundo segmento para recibir los tubos transversales de sección cuadrada o rectangular, y un tercer segmento para recibir un tubo vertical (columna), los tubos están dispuestos en una esquina de la periferia.

ANCLAJE DE UNIÓN COLUMNA VIGUETA (COBERTURAS): constituido por un segmento de perfil de sección en "U", el cual se une al extremo de la columna y al extremo de la viga transversal para recibir los paneles de techo. ANCLAJE DE UNIÓN COLUMNA VIGUETA (BAÑOS): constituido por un segmento de perfil cuadrado o rectangular para recibir los tubos longitudinales de sección cuadrada o rectangular y los tubos transversales de sección cuadrada o rectangular dispuestos en la periferia del recinto para baño. TUBOS DE ACERO DE SECCIÓN CUADRADA O RECTANGULAR, dichos tubos se utilizan para conformar la estructura metálica (tubos verticales, transversales, longitudinales) de sección cuadrada o rectangular.

COBERTURA: que puede ser lona o banner reciciado, así como techos tipo Canalón de plástico, aluminio, de plancha de fierro galvanizado, de fibra de vidrio, etc.

MADERA OSB (Oriented Strand Board): son placas por lo general de 1.22 m X 2.44 m X 0.015 m, que se utilizan para cubrir el piso.

MÉTODO DE CONSTRUCCIÓN DEL MÓDULO La construcción de los módulos de ambientes prefabricados, armables y desarmables se realiza de la forma siguiente: Primero se disponen los anclajes de cimentación sobre el terreno de acuerdo a un diseño preestablecido; seguidamente se colocan y fijan los anclajes de unión de esquina y los anclajes de unión intermedio, por medio de pernos con tuercas, seguidamente se colocan y fijan los perfiles de fierro que conforman la estructura para recibir el piso. Se realiza la unión de los perfiles longitudinales y transversales por medio del anclaje de unión de vigas de piso. Luego se coloca los paneles OSB de piso, fijándose por medio de pernos que se aseguran en los perfiles de fierro.

Posteriormente se acoplan los rieles en la parte interna de la periferia; seguidamente se colocan y fijan los perfiles de fierro que sirven de columnas; sobre las columnas y a una altura determinada se acoplan los perfiles de acero que conforman los segmentos longitudinales y transversales de la periferia. Seguidamente se colocan los parapetos, cuyo borde inferior se inserta en los rieles y la parte superior se une a la estructura de fierro por medio de amarres realizados con alambre galvanizado. Seguidamente se colocan las vigas del techo tanto longitudinales como transversales por medio de los anclajes de unión columna vigueta; seguidamente se coloca los elementos de cerramiento para lo cual se emplea el carrizo, el cual va sujeto sobre la estructura metálica fijados por medio de alambre galvanizado. Finalmente, se coloca el techo.