ES2552800T3

ES2552800T3 - Bloque de albañilería con superficies curvadas de forma continua

Info

Publication number: ES2552800T3
Application number: ES09808923.8T
Authority: ES
Inventors: David P Farrell
Original assignee: Veritas Medical Solutions LLC
Current assignee: Veritas Medical Solutions LLC
Priority date: 2008-08-22
Filing date: 2009-08-24
Publication date: 2015-12-02
Anticipated expiration: 2029-08-24
Also published as: US9183957B2; US20160024784A1; EP2319048A1; EP2319048B1; US20110146191A1; US9816267B2; PT2319048E; EP2319048A4; PL2319048T3; WO2010022406A1

Abstract

Bloque de albañilería de protección contra radiaciones para construir paredes capaces de bloquear radiación que incluye, aunque no de forma limitativa, radiación de fotones, gamma y de neutrones, teniendo el bloque unas superficies frontal y posterior opuestas planas que definen el espesor del bloque, unas superficies izquierda y derecha opuestas curvadas de forma continua y unas superficies superior e inferior opuestas curvadas de forma continua, caracterizado por el hecho de que las superficies curvadas de forma continua tienen un diseño de onda sinusoidal regular que tiene una dirección de onda que es perpendicular con respecto a las superficies frontal y posterior opuestas planas, y por el hecho de que cada una de dichas superficies curvadas de forma continua tiene una longitud de dos longitudes de onda completas y se extiende en la dirección de onda en todo el espesor del bloque.

Description

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DESCRIPCION

Bloque de albanilena con superficies curvadas de forma continua Campo de la invencion

La presente invencion se refiere a un bloque de construccion interconectado con unos perfiles superficiales curvados de forma continua que es adecuado para la construccion de paredes en general y que, al usar de forma deseable materiales densos, es especialmente adecuado para construir paredes capaces de bloquear significativamente radiacion electromagnetica, tal como radiacion de fotones, gamma y de neutrones.

Antecedentes de la invencion

Las instalaciones de radiacion nuclear modernas, tales como las instalaciones de tratamiento y de diagnostico medico, requieren estructuras de proteccion para evitar fugas de radiacion al entorno desde la ubicacion y el origen inmediatos de la radiacion. De forma general, esta estructura de proteccion esta construida en forma de camara que aloja la fuente de radiacion y cuyas paredes comprenden materiales suficientemente densos con un espesor suficientemente grueso para asegurar que la radiacion es bloqueada, evitando su fuga al exterior de la camara.

El metodo mas comun de construccion de estructuras de proteccion contra radiaciones comprende el vertido de hormigon para conformar paredes, techos y pisos que pueden alcanzar un espesor de hasta 3 m (10 pies). Existen variedades de hormigon de mayor densidad que permiten obtener una mejor atenuacion de radiacion gamma y de neutrones, aunque las mismas son diffciles y caras de verter de la misma manera que el hormigon tradicional. Un metodo de utilizacion de este material de hormigon de alta densidad consiste en prefabricar bloques de hormigon curado que pueden ser usados posteriormente para construir una estructura de proteccion. El uso de bloques permite la reconfiguracion de la proteccion para llevar a cabo diferentes experimentos y permite desmontar la proteccion para acceder a los componentes situados detras de la misma. Ademas, los bloques de proteccion estan dotados normalmente de un segmento desplazado escalonado para evitar la presencia de una lmea de propagacion directa de la radiacion, aunque con exito limitado, siendo necesario por lo tanto disponer una pluralidad de paredes simples (es decir, multiples capas de paredes completas). Debido a las grandes tolerancias inherentes en la conformacion de bloques de hormigon, es posible la presencia de grandes espacios entre bloques adyacentes. En tales casos, es necesario llenar esos espacios con un material resistente a radiacion adecuado. Por ejemplo, la patente US 4.437.013 describe dichos materiales.

En las paredes convencionales construidas usando bloques se utilizan de forma general juntas de mortero entre los bloques de cada fila o hilada horizontal, asf como entre cada hilada de bloques dispuestas verticalmente una sobre otra. Las paredes construidas con estas juntas de mortero permiten obtener un aspecto estetico agradable y decorativo, en el que puede observarse el patron de bloques, pero las mismas tienden a ser caras, debido al menos en parte al coste del material del mortero y al coste de mano de obra que supone preparar y aplicar el mortero en la ubicacion de construccion. Dicha construccion con mortero la lleva a cabo normalmente un albanil experto, aumentando de este modo el coste. Otro inconveniente asociado a la construccion de paredes con mortero consiste en que las juntas son los elementos mas debiles de la estructura. De forma tfpica, los propios bloques de hormigon son producidos en una fabrica en un entorno controlado, mientras que el mortero se aplica en condiciones variables in situ. Finalmente, las paredes de bloques con juntas de mortero relativamente debiles son especialmente susceptibles de sufrir danos sfsmicos.

Los sistemas de bloques de construccion sin juntas de mortero ofrecen una alternativa a los procesos intensivos en mano de obra usados para preparar estructuras con juntas de mortero. Estos sistemas de juntas sin mortero se basan con frecuencia en elementos caractensticos conformados en los bloques para interconectar los bloques y mantener unida la pared resultante. En algunos casos, los bloques pueden estar disenados para la construccion de paredes que comprenden materiales reforzados, tales como barras de refuerzo, vigas en I y similares. La patente US 4.512.685 describe ejemplos de una estructura de pared de bloques sin mortero. El refuerzo se lleva a cabo normalmente a traves de unos espacios vados disenados en los propios bloques, mientras que la presente invencion tambien permite incluir elementos de refuerzo dejando espacios entre los bloques en una hilada. Dichos espacios vados pueden llenarse a continuacion con mortero u otro material, tal como mortero, hormigon u otros materiales, incluyendo materiales con una composicion similar a la de los bloques.

Los bloques de hormigon prefabricados rectangulares estandar no son adecuados para usar en estructuras de proteccion contra radiaciones, ya que su disposicion en hiladas deja necesariamente juntas entre los bloques de la hilada y entre las hiladas apiladas horizontalmente, y dichas juntas permiten el paso de la radiacion a traves de la estructura de proteccion. De forma adicional, son necesarias multiples paredes simples para obtener una proteccion adecuada de toda la estructura, lo que contribuye por lo tanto a aumentar los costes de los materiales y la mano de obra.

Otras formas de perfil usadas normalmente, tales como cuadrados y triangulos, tambien crean juntas entre los bloques que permiten el paso de la radiacion entre los bloques relativamente sin atenuar. Por ejemplo, las patentes

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US 7.305.803, 4.107.894 y D 377.397 describen bloques interconectados que permiten construir paredes, pero que forman todos ellos unas juntas que no bloquean la radiacion. La patente US 4.035.975 describe un bloque con diversos perfiles, de triangulares a curvados, aunque todos los perfiles descritos forman juntas con el mismo problema (su incapacidad de bloquear la radiacion). Esto no resulta sorprendente en absoluto, ya que los perfiles usados para interconectar los bloques estan conformados de modo que solamente se favorece la capacidad de interconexion de los bloques, sin que se priorice (y mucho menos, se solucione) la eliminacion de las juntas a traves de las que pasa la radiacion. De forma adicional, los angulos afilados de cualquiera de dichos perfiles cortados tienden a provocar roturas incluso manipulando de forma cuidadosa los bloques al apilarlos en pales para ser suministrados a la ubicacion de la construccion. Estas roturas provocan una peor interconexion entre los bloques adyacentes, o incluso la incapacidad de usar dichos bloques rotos, aumentado el coste de la construccion.

Ademas, los perfiles curvados descritos en la patente US 4.035.975 permiten obtener hiladas bloqueadas solamente en una dimension (de lado a lado), lo que no soluciona la movilidad hacia delante y hacia atras. Asimismo, el perfil descrito en D 377.397 permite obtener una fijacion de lado a lado y hacia delante y hacia atras, pero sus juntas entre los bloques no permiten obtener una resistencia a la radiacion adecuada, debido en parte a los espacios vados sustancialmente grandes presentes en los bloques, aunque tambien debido a las juntas horizontales sustancialmente largas presentes en las pilas de bloques.

US 5 921 705 A describe un bloque superficial usado para pavimentar superficies. La forma del bloque ayuda a mejorar la resistencia al movimiento del bloque al disponerlo con bloques similares. De forma detallada, este documento describe un bloque para superficies que tiene unas superficies superior e inferior limitadas por unas paredes que se extienden entre las superficies. Las superficies tienen una forma generalmente cruciforme, con cuatro brazos que se extienden cada uno en una direccion sustancialmente paralela con respecto a la superficie inferior y sustancialmente perpendicular con respecto a dos de los otros brazos del bloque. El bloque tiene alrededor de los lfmites de su superficie unos salientes y/o cavidades para su interconexion a cavidades y/o salientes de un bloque adyacente.

FR 2 398 142 A1 describe piedras de pavimento hechas de hormigon y que tienen una forma sinusoidal con arcos circulares que son concavos y convexos de forma alterna. Esto permite una interconexion completa en todos los lados con las piedras de pavimento adyacentes.

US 4 773 790 A se refiere a un elemento de cobertura de suelos, especialmente una baldosa de hormigon, que consiste en tres bloques con una forma basica que estan conectados para formar una unidad y que estan delimitados entre sf al menos por dos juntas de imitacion, teniendo la superficie periferica unos salientes y cavidades a lo largo de una lmea de base para formar un dentado.

GB 1 533 980 A se refiere a bloques de construccion para paredes, pavimentos y estructuras similares. El bloque de construccion de este documento comprende un par de lados opuestos que son superficies curvadas de forma continua adaptadas para su interconexion a superficies correspondientes de bloques adyacentes colocados con la mitad de sus superficies solapadas para evitar su movimiento relativo.

Ninguno de los bloques existentes permite obtener las ventajas de la presente invencion. En la tecnica son necesarios bloques de construccion mejorados de este tipo.

Resumen de la invencion

La presente invencion permite obtener una inmovilizacion en multiples dimensiones y, de este modo, permite obtener una mejor construccion de paredes. Ademas la presente invencion permite obtener una resistencia a radiacion muy superior, ya que sus perfiles de bloque son capaces de encajar con bloques adyacentes, no solamente en multiples dimensiones, sino tambien de manera que se minimizan las juntas a traves de las hiladas y las paredes simples de una pared construida con dichos bloques.

En un aspecto, la presente invencion soluciona las desventajas de las estructuras de pared anteriores, utilizando un bloque de construccion interconectado capaz de bloquear la radiacion. Aunque los bloques de la invencion son adecuados para la construccion de paredes en general, el uso de materiales densos de forma deseable hace que los bloques resulten especialmente utiles para construir paredes capaces de bloquear significativamente radiacion electromagnetica, incluyendo, aunque no de forma limitativa, radiacion de fotones, gamma y de neutrones. De forma espedfica, los bloques se moldean en una forma que permite su interconexion con otros bloques adyacentes en dos direcciones perpendiculares. El perfil de los bloques se asemeja a un diseno de “machihembrado”, formado por dos superficies curvadas de forma continua identicas y, por lo tanto, complementarias, tal como en forma de ondas sinusoidales, que estan alineadas entre sf y, de este modo, encajan firmemente entre sf Este diseno minimiza las posibilidades de que la radiacion se “propague” a traves de las juntas horizontales entre los bloques y entre las paredes simples o capas de la pared, resultando en un sistema de elementos finitos interconectados que se comportan de manera mas similar a un bloque de material de albanilena conformado por vertido de forma homogenea. Si se utiliza un material denso de forma deseable para su construccion, se obtiene una proteccion contra radiaciones sustancial que resulta adecuada para usar en camaras disenadas a efectos de alojar aparatos de

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radiacion de tratamiento y de diagnostico medico. De forma alternativa, los bloques de la presente invencion permiten obtener ventajas sustanciales al ser usados simplemente en aplicaciones de construccion de paredes convencionales.

Teniendo en cuenta lo anteriormente descrito, un objetivo de la presente invencion consiste en dar a conocer sistemas de construccion de bloques de albanilena que tienen bloques interconectados y auto alineados. Otro objetivo de la presente invencion consiste en dar a conocer un sistema de construccion de bloques para producir paredes que pueden soportar una actividad sfsmica frecuente. Otro objetivo adicional de la presente invencion consiste en dar a conocer un sistema de construccion de bloques que es facil de usar, relativamente sencillo de implementar y comparativamente economico. Otro objetivo de la invencion consiste en dar a conocer bloques que permiten construir paredes de bloqueo contra la radiacion.

La presente invencion se refiere a un sistema de construccion de bloques que tiene bloques interconectados y auto alineados y que puede ser usado para construir paredes con diversas formas y tamanos. Debido a que los bloques quedan bloqueados entre sf, no son necesarias juntas de mortero entre los bloques, aunque es posible usar mortero opcionalmente entre hiladas horizontales de bloques si asf se desea, preferiblemente solamente cada tercera, cuarta o quinta hilada, en vez de hacerlo entre cada hilada.

De forma general, los bloques de la presente invencion son paralelepfpedos modificados o, de forma mas espedfica, cuboides rectangulares modificados, teniendo 6 caras o superficies, siendo las caras opuestas esencialmente paralelas. Los mismos tienen unas superficies frontal y posterior, unas superficies superior e inferior y unas superficies izquierda y derecha. Al menos dos de los pares de superficies opuestas estan modificadas para ser superficies curvadas de forma continua, mientras que el par restante de superficies opuestas (generalmente las partes frontal y posterior) pueden ser planas o generalmente planas. En un aspecto, las superficies frontal y posterior son sustancialmente planas, mientras que las otras cuatro superficies no son planas, sino que pueden describirse como curvadas de forma continua en seccion transversal. En un aspecto, las superficies curvadas de las caras superior, inferior, izquierda y derecha estan curvadas de forma continua, de modo que no existen angulos afilados en las superficies. Segun la invencion, las superficies curvadas de forma continua consisten cada una en dos longitudes de onda completas de un diseno de onda sinusoidal regular, es decir, el espesor del bloque en cada dimension es igual a dos longitudes de onda de la curva sinusoidal en seccion transversal. Las superficies curvadas de forma continua de las caras opuestas estan en fase entre sf, de modo que es posible disponer dos bloques identicos de forma adyacente y que “encajen” entre sf, siendo asimismo posible apilarlos uno sobre otro para “encajar entre sf. Las Figs. 1-4 muestran dichos bloques.

Aunque la invencion se describe en terminos de pares de superficies opuestas (frontal y posterior, superior e inferior, izquierda y derecha), se pretende usar estos terminos simplemente a tftulo de conveniencia, pudiendo ser intercambiados si asf se desea dependiendo de la naturaleza de la construccion en una pared vertical o en una pared horizontal (techo o piso). Por ejemplo, una pared vertical construida con bloques tendra unas superficies superior e inferior que forman una curva continua y unas superficies izquierda y derecha que forman una curva continua, mientras que las superficies frontal y posterior seran sustancialmente planas. A la inversa, en un techo construido con bloques, las superficies superior e inferior seran las superficies planas o sustancialmente planas, mientras que el par de superficies frontal y posterior y el par de superficies izquierda y derecha seran las superficies cuyas secciones transversales estan curvadas de forma continua.

La seccion transversal de las superficies curvadas tiene forma de ondas sinusoidales, tal como se ha descrito anteriormente, y las secciones transversales no tienen partes planas. Los bloques de la invencion incluyen ondas sinusoidales con diversas amplitudes (pico a pico). Por amplitud de pico a pico se hace referencia a la distancia entre el pico mas alto de la onda y la depresion mas profunda de la onda. En otros aspectos, la amplitud de la onda sinusoidal en seccion transversal puede estar en un intervalo entre aproximadamente 0,2 longitudes de onda y aproximadamente 0,7 longitudes de onda. Preferiblemente, la amplitud esta entre aproximadamente 0,2 longitudes de onda y aproximadamente 0,5 longitudes de onda, mas preferiblemente, entre aproximadamente 0,2 longitudes de onda y aproximadamente 0,4 longitudes de onda.

De forma general, la construccion se lleva a cabo con la construccion de una hilada sobre otra hilada hasta que se alcanza la altura deseada. Una pared de este tipo se considera una pared unica con una pared simple. No obstante, el espesor de dicha pared unica con una pared simple puede resultar insuficiente para obtener una proteccion contra radiaciones y una estabilidad y rigidez mecanicas de la propia pared. De este modo, es posible construir una segunda pared simple adyacente a la primera pared simple a efectos de dotar de un espesor adicional a la pared final resultante, lo que resulta ventajoso en terminos de integridad estructural y capacidad de proteccion contra radiaciones. Es posible construir paredes simples adicionales para mejorar estas caractensticas incluso de forma adicional.

No obstante, incluso una pared con multiples paredes simples de este tipo puede ser mejorada escalonando las paredes simples, con cada hilada sucesiva desplazada en una dimension frontal-posterior, tal como se describira a

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continuacion en la descripcion detallada de la invencion.

La invencion se refiere a un bloque de albanilena para construir paredes, teniendo el bloque unas superficies frontal y posterior opuestas planas, unas superficies izquierda y derecha opuestas curvadas de forma continua y unas superficies superior e inferior opuestas curvadas de forma continua, y siendo las superficies curvadas de forma continua sinusoidales.

En un aspecto, las paredes protegen contra radiaciones y el bloque tiene una densidad en el intervalo entre 2403 y 6407 kg/m3 (150 libras y 400 libras por pie cubico), o entre 3204 y 5606 kg/m3 (200 y 350 libras por pie cubico), o entre 4005 y 5014 kg/m3 (250 y 313 libras por pie cubico).

Las superficies curvadas de forma continua sinusoidales tienen una longitud de dos longitudes de onda. Las superficies curvadas de forma continua tienen una forma de onda sinusoidal en seccion transversal y, en algunos aspectos, la amplitud de la onda sinusoidal esta entre aproximadamente 0,2 y 0,7 longitudes de onda o entre aproximadamente 0,2 y 0,4 longitudes de onda.

En otro aspecto, el bloque puede tener un tamano convencional. En otro aspecto, el bloque tiene una anchura de 25,4 cm (10 pulgadas), una altura de 12,7 cm (5 pulgadas) y una profundidad de 12,7 cm (5 pulgadas). En otro aspecto adicional, la invencion da a conocer una pared construida con una pluralidad de bloques como los descritos anteriormente.

En algunos aspectos, una pluralidad de hiladas de una unica pared simple de la pared estan desplazadas lateralmente la mitad de la anchura de los bloques. En otros aspectos, la pared es una unica pared simple escalonada, tal como se describe a continuacion, cuyas hiladas estan desplazadas una longitud de onda con respecto a las hiladas adyacentes. En dichos aspectos, una pluralidad de mitades de bloque pueden estar situadas en dichas hiladas desplazadas y entrantes con respecto a las superficies exteriores de la pared. De forma adicional, durante la construccion, es posible dejar espacios vacfos con unas dimensiones adecuadas en la pared para la introduccion de materiales de refuerzo tales como mortero, barras de refuerzo, vigas en I y otros materiales de refuerzo y combinaciones de los mismos.

Estos y otros objetivos se alcanzan mediante la presente invencion, tal como se muestra a tttulo de ejemplo y se describe de forma adicional en la siguiente descripcion detallada de la invencion.

Breve descripcion de los dibujos

La Fig. 1 es una representacion esquematica de una realizacion de la presente invencion que muestra un bloque entero (Fig. 1b) y una mitad de bloque (Fig. 1a) con perfiles curvados sinusoidales.

La Fig. 2 es una representacion esquematica de una realizacion de la presente invencion que muestra un bloque entero (Fig. 2b) y una mitad de bloque (Fig. 2a) con perfiles curvados sinusoidales.

La Fig. 3 es una representacion esquematica de una realizacion de la presente invencion que muestra un bloque entero (Fig. 3b) y una mitad de bloque (Fig. 3a) con perfiles curvados sinusoidales.

La Fig. 4 es una representacion esquematica de una realizacion de la presente invencion que muestra un bloque entero (Fig. 4b) y una mitad de bloque (Fig. 4a) con perfiles curvados sinusoidales.

La Fig. 5 es una representacion esquematica que no forma parte de la presente invencion, que muestra un bloque entero (Fig. 5b) y una mitad de bloque (Fig. 5a) con perfiles curvados continuos alternativos.

Las Figs. 6(a) y 6(b) son representaciones esquematicas de una realizacion de la presente invencion que muestran una construccion de pared con paredes simples escalonadas usando bloques enteros y mitades de bloque de la invencion. En la vista mostrada en la Fig. 6(a), el lado derecho inferior y el lado izquierdo superior (no mostrado) son las superficies exteriores de la pared, mientras que, en la Fig. 6(b), el lado izquierdo y el lado derecho (no mostrado) son las superficies exteriores de la pared. En ambas vistas se representa una construccion de hiladas escalonadas y de paredes simples escalonadas, con las mitades de bloque mostradas con un sombreado mas oscuro. La Fig. 6(c) es una representacion esquematica de una realizacion de la invencion en la que una pared esta construida usando bloques volteados en los extremos para finalizar un extremo de una pared con tres paredes simples.

Descripcion detallada de la invencion

La presente invencion da a conocer bloques de albanilena cuyas superficies permiten la construccion de paredes con bloques interconectados. Esta caractenstica permite obtener inmovilizacion y rigidez estructural en multiples dimensiones y, de este modo, permite obtener una mejor construccion de paredes. Ademas, la presente invencion permite obtener una resistencia a radiaciones muy superior, ya que los perfiles superficiales de los bloques son capaces de encajar e interconectar con bloques adyacentes no solamente en multiples dimensiones, sino tambien

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de manera que se minimizan las juntas a traves de hiladas y paredes simples sucesivas de una pared construida con dichos bloques.

Superficies curvadas de forma continua

En una realizacion, la presente invencion da a conocer unos bloques de construccion interconectados capaces de bloquear la radiacion. Aunque los bloques de la invencion son adecuados para la construccion de paredes en general, el uso de materiales densos de forma deseable hace que los bloques resulten especialmente utiles para construir paredes capaces de bloquear significativamente radiacion electromagnetica, incluyendo, aunque no de forma limitativa, radiacion de fotones, gamma y de neutrones. De forma espedfica, los bloques se moldean en una forma que permite su interconexion con otros bloques adyacentes en dos direcciones perpendiculares. El perfil de los bloques se asemeja a un diseno de “machihembrado”, formado por dos superficies en forma de onda sinusoidal curvadas de forma continua identicas y, por lo tanto, complementarias, que estan alineadas entre sf y, de este modo, encajan firmemente entre sf Este diseno minimiza las posibilidades de que la radiacion se “propague” a traves de las juntas horizontales y verticales entre los bloques y entre las paredes simples o capas de la pared final, resultando en un sistema de elementos finitos interconectados que se comportan de manera mas similar a un bloque de material de albanilena conformado por vertido de forma homogenea, aunque mucho mas faciles de construir y mas economicos. A diferencia del hormigon vertido, en algunas realizaciones (las que no incluyen el uso de mortero), las paredes tambien pueden ser desmontadas y reconstruidas en conformaciones alternativas. Si se utiliza un material denso de forma deseable para su construccion, se obtiene una proteccion contra radiaciones sustancial que resulta adecuada para usar en camaras disenadas a efectos de alojar aparatos de radiacion de tratamiento y de diagnostico medico. De forma alternativa, los bloques de la presente invencion permiten obtener ventajas sustanciales al ser usados simplemente en aplicaciones de construccion de paredes convencionales.

De forma general, los bloques de la presente invencion son paralelepfpedos modificados o, de forma mas espedfica, cuboides rectangulares modificados, teniendo 6 caras o superficies, siendo las caras opuestas esencialmente paralelas. Por esencialmente paralelas se entiende que cada punto de la superficie curvada tiene la misma distancia al punto equivalente de la superficie curvada de forma continua opuesta. Por lo tanto, todos los pares de puntos opuestos de las superficies curvadas opuestas son equidistantes y esa distancia es igual a la anchura, profundidad o altura respectiva del bloque. Los bloques tienen unas superficies frontal y posterior, unas superficies superior e inferior y unas superficies izquierda y derecha. Al menos dos de los pares de superficies opuestas estan modificadas para ser superficies curvadas de forma continua, mientras que el par restante de superficies opuestas (generalmente las partes frontal y posterior) pueden ser planas o generalmente planas. En una realizacion, las superficies frontal y posterior son sustancialmente planas, mientras que las otras cuatro superficies no son planas, sino que estan curvadas de forma continua en seccion transversal. En una realizacion preferida, las superficies curvadas de las caras superior, inferior, izquierda y derecha estan curvadas de forma continua, de modo que no existen angulos afilados en las superficies, aunque las esquinas pueden ser angulares. Segun la invencion, las superficies curvadas de forma continua consisten cada una en dos longitudes de onda completas de una onda sinusoidal, es decir, el espesor del bloque en cada dimension es igual a dos longitudes de onda de la curva sinusoidal en seccion transversal. Las superficies curvadas de forma continua de las caras opuestas estan en fase entre sf, de modo que es posible disponer dos bloques identicos de forma adyacente y que “encajen” entre sf, siendo asimismo posible apilarlos uno sobre otro para “encajar entre sf”. Las Figs. 1-4 muestran dichos bloques. Por ejemplo, la superficie superior curvada esta conformada para adaptarse sustancialmente a la superficie curvada inferior respectiva del bloque que se dispone sobre la misma. De forma similar, las superficies laterales estan conformadas para adaptarse sustancialmente a los lados respectivos de los bloques adyacentes. La longitud de onda de la curva de las superficies superior e inferior es la misma que la de las superficies laterales.

Debido a que las superficies de los bloques comprenden dos longitudes de onda de la curva continua, es posible disponer los bloques alineados directamente, de modo que sus caras frontal y posterior son coplanarias, o es posible disponerlos desplazados una longitud de onda (es decir, medio bloque) para formar una estructura escalonada. De forma adicional, independientemente de su colocacion directamente alineada o desplazada medio bloque, los bloques se auto alinean en las dimensiones vertical y horizontal, ya que los mismos encajan entre sf de manera interconectada. Ademas, la rigidez y la integridad estructurales mejoran debido a que los bloques, una vez colocados, quedan inmovilizados vertical y lateralmente hacia delante y hacia atras. No obstante, tal como se describe a continuacion, resulta util y ventajoso tener un grado de libertad de lado a lado en las hiladas escalonadas (desplazamiento de lado a lado).

Las superficies curvadas son sinusoidales y no tienen partes planas en seccion transversal. Los bloques de la invencion pueden comprender ondas sinusoidales con diversas amplitudes. En una realizacion, la amplitud es igual a la mitad de la longitud de onda de la onda sinusoidal. En otras realizaciones, la amplitud de la onda sinusoidal en seccion transversal puede estar en el intervalo de aproximadamente 0,2 longitudes de onda a aproximadamente 0,7 longitudes de onda. Preferiblemente, la amplitud esta entre aproximadamente 0,2 longitudes de onda y aproximadamente 0,5 longitudes de onda, mas preferiblemente, entre aproximadamente 0,2 longitudes de onda y aproximadamente 0,4 longitudes de onda.

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Dimensiones del bloque

Los bloques de la presente invencion pueden estar conformados en cualquier tamano conveniente adecuado para la construccion de paredes. Las dimensiones de los bloques completes de la invencion pueden oscilar en cualquier dimension de aproximadamente 7,5 cm (3 pulgadas) a aproximadamente 40,6 cm (16 pulgadas). En una realizacion, la anchura es dos veces la altura y dos veces la profundidad, aunque en otras realizaciones las relaciones entre las tres dimensiones cambian. Los bloques de hormigon (con frecuencia, con unos espacios vactes internos grandes) oscilan en tamano, aunque, de forma general, tienen aproximadamente una anchura de 40,6 cm (16 pulgadas), una altura de 20,3 cm (8 pulgadas) y una profundidad de 20,3 cm (8 pulgadas).

La presente invencion incluye bloques de tamano convencional, aunque tambien incluye bloques con otros tamanos ventajosos. De forma espedfica, el tamano de los bloques puede estar adaptado para su idoneidad en terminos de construccion general (en la que los tamanos convencionales pueden ser adecuados) o puede estar adaptado para obtener un peso por bloque adecuado, especialmente en los casos en los que los bloques de tamano convencional pueden tener unas propiedades de peso inconvenientes cuando la composicion de los bloques comprende un material de alta densidad. En una realizacion ventajosa, los bloques de tamano completo de la invencion tienen una anchura de 25,4 cm (10 pulgadas), una altura de 12,7 cm (5 pulgadas) y una profundidad de 12,7 cm (5 pulgadas). Un tamano de este tipo combina las propiedades de peso ventajosas para una composicion de alta densidad con unas dimensiones suficientes para numerosas especificaciones de construccion para paredes para instalaciones de radiacion.

Las mitades de bloque de la invencion tienen las mismas dimensiones que los bloques completos en dos dimensiones, mientras que la tercera dimension (profundidad) es la mitad de la de un bloque completo. De esta manera, las mitades de bloque pueden usarse de forma ventajosa en la construccion de paredes con paredes simples escalonadas. En una realizacion, las mitades de bloque tienen una anchura de 25,4 cm (10 pulgadas), una altura de 12,7 cm (5 pulgadas) y una profundidad de 6,4 cm (2,5 pulgadas) para corresponderse con las dimensiones de los bloques completos con la misma altura y anchura, y la mitad de la profundidad tiene, por lo tanto, una longitud de una longitud de onda.

Es posible incluir en el sistema de construccion de bloques otras configuraciones de bloque que tienen parte o la totalidad de las estructuras interconectadas descritas anteriormente. Estos otros bloques incluyen mitades de bloque como las descritas anteriormente, aunque tambien bloques extremos, bloques de esquina, bloques de union a vigas, bloques en T, bloques de cruce y otros bloques especiales. Es posible combinar las diferentes configuraciones de bloque para construir paredes de diversas formas y tamanos. Ver, por ejemplo, la Fig. 6(c), en la que se usan unos bloques volteados en los extremos para finalizar un extremo de una pared con tres paredes simples. En tal caso, la curva continua de las superficies extremas es la misma que la de las superficies superior e inferior. Dichos bloques volteados en los extremos tambien pueden ser usados en una pared con paredes simples escalonadas, tal como se describe a continuacion. De forma adicional, al interconectar las paredes simples, de modo que la construccion de pared final consiste en una pared con paredes simples escalonadas, es posible dejar espacios vactes durante su construccion para establecer pasos alineados vertical u horizontalmente en hiladas y paredes simples seleccionadas a efectos de alojar elementos de refuerzo en forma de mortero, barras de refuerzo, vigas en I y otros materiales de refuerzo.

Hiladas escalonadas (desplazamiento de lado a lado)

Es posible escalonar hiladas de bloques dispuestas unas sobre otras para reforzar adicionalmente la pared resultante. Gracias a las formas complementarias de las superficies superior e inferior de los bloques, es posible disponer un bloque sobre una hilada inferior con sus lados alineados directamente con la junta entre los bloques de la hilada inferior, o es posible escalonarlo hacia la izquierda o hacia la derecha cualquier distancia. De esta manera, las juntas entre los bloques en cada hilada sucesiva pueden quedar solapadas con respecto a las juntas de la hilada inferior. En una realizacion, cada hilada sucesiva esta desplazada de lado a lado la mitad de la anchura de un bloque, de modo que la junta entre los bloques de dicha hilada queda dispuesta directamente sobre el centro del bloque situado debajo de la misma. En otras realizaciones, el desplazamiento oscila de cero a la mitad de la anchura del bloque.

La construccion de hiladas escalonadas tambien puede combinarse con la construccion de paredes con paredes simples escalonadas, tal como se describe a continuacion.

Los bloques de la invencion permiten una construccion rapida de paredes por parte de albaniles gracias a sus elementos curvados unicos, que permiten conseguir una alineacion automatica. De forma adicional, los bloques de la invencion resultan especialmente adecuados para la construccion automatizada de paredes por parte de maquinaria robotica, que permite elevar y colocar muchos bloques en una unica operacion. Los dispositivos roboticos mas pequenos permiten colocar dos o tres bloques al mismo tiempo, mientras que dispositivos mas grandes pueden permitir colocar docenas de bloques simultaneamente.

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Paredes con paredes simples escalonadas (desplazamiento frontal - posterior)

Los bloques de la presente invencion permiten la construccion de paredes con paredes simples escalonadas en las que una hilada sucesiva de bloques esta dispuesta sobre una hilada previa desplazada una longitud de onda en la direccion frontal-posterior la mitad del espesor del bloque. Debido a que las caras superiores de los bloques de las diversas paredes simples tienen una forma superficial correspondiente, la cara inferior de una hilada sucesiva encajara de forma ajustada incluso al solapar dos bloques en hiladas alineadas dispuestas previamente. Por ejemplo, en los casos en que se coloca una hilada de bloques de un extremo al otro de la camara a confinar y se inicia inmediatamente la construccion de una segunda pared simple frente a la primera hilada, la segunda hilada de ambas paredes simples puede consistir en una unica hilada solapada con respecto a las hiladas colocadas previamente y, de este modo, solapada con respecto a ambas paredes simples. En una pared con tres paredes simples escalonadas, es posible colocar dos bloques solapados de este tipo sobre las tres hiladas inferiores. Tal como se describe a continuacion, las mitades de bloque pueden usarse para “llenar” los espacios en las hiladas solapadas, permitiendo obtener una pared final con un espesor unico en toda su altura sin que las paredes simples independientes individuales esten alineadas entre sf El espesor es el resultado de la naturaleza escalonada e interconectada de la construccion.

La construccion de paredes simples escalonadas permite obtener de forma inherente una resistencia adicional de la pared resultante, gracias al menos en parte a la capacidad de distribuir la carga de hiladas sucesivas en un area de base mas grande, a diferencia de que cada hilada aplique su carga solamente sobre la hilada situada debajo de la misma. De forma adicional, la construccion de paredes simples escalonadas tambien evita los costes y el trabajo de conectar paredes simples no escalonadas entre sf con mecanismos adicionales, tal como tirantes, correas y similares.

En dichas paredes con paredes simples escalonadas y en otro tipo de construcciones es posible incluir otras configuraciones de bloque que tienen parte o la totalidad de las estructuras interconectadas descritas anteriormente en un sistema de construccion de bloques. Estos otros bloques incluyen mitades de bloque, bloques extremos, bloques de esquina, bloques de union a vigas, bloques en T, bloques de cruce y otros bloques especiales. Es posible combinar estas diferentes configuraciones de bloque para construir paredes de diversas formas y tamanos.

Por ejemplo, tal como se muestra en las figuras secundarias (a) de las Figs. 1-4, es posible usar mitades de bloque que comprenden superficies con una longitud o anchura igual a una longitud de onda para disponer las hiladas desplazadas una longitud de onda a la misma profundidad que las otras hiladas de la pared simple. Dicho de otro modo, cuando una hilada horizontal se ha desplazado hacia atras una longitud de onda, de modo que sus bloques se apoyan con una mitad en una hilada de una pared simple y con una mitad en una hilada de una segunda pared simple a la misma altura (y estan interconectados a ambas), es posible anadir a dicha hilada desplazada mitades de bloque anadidas a sus caras frontales y alineadas con las mismas para permitir obtener una pared simple con una superficie lisa continua. De forma adicional, cuando las paredes simples se anaden de modo que la construccion de pared final es equivalente a diversas paredes simples interconectadas entre sf con hiladas desplazadas para alojar mortero y barras de refuerzo, es posible dejar espacios vacfos durante la construccion para establecer pasos alineados vertical u horizontalmente en hiladas y paredes simples seleccionadas y paredes con paredes simples escalonadas.

La naturaleza de la curva continua y su amplitud permiten obtener una mayor resistencia a cizalla mecanica en comparacion con una construccion de bloques convencionales. La construccion con bloques y mortero tiende especialmente a sufrir danos por cizalla mecanica, ya que las juntas de mortero son mucho menos resistentes a las fuerzas de cizalla que los propios bloques. Otros bloques interconectados tambien tienen unas superficies sustancialmente no curvadas que tambien hacen que los productos construidos con los mismos sean susceptibles de sufrir danos por fuerzas de cizalla. En cambio, los bloques de la invencion tienen esencialmente la misma resistencia a cizalla en las juntas que en los propios bloques gracias a las superficies curvadas interconectadas que encajan de forma ajustada en los bloques adyacentes.

Proteccion contra radiaciones

La proteccion contra radiaciones requiere la interposicion de material de alta densidad entre la fuente y el entorno exterior. En instalaciones que usan radiacion, la fuente esta alojada de forma general en una maquina en una camara protegida. Al menos las paredes y el techo de la camara y, en algunos casos, el piso, deben estar protegidos de forma adecuada mediante unas paredes con un espesor suficiente para evitar fugas de radiacion. La construccion de paredes tradicional, incluso con materiales de alta densidad que son eficaces en el bloqueo de radiaciones, tiende a presentar juntas entre los bloques que, en ultima instancia, requieren paredes con paredes simples adicionales para obtener un espesor capaz de bloquear la radiacion a traves de las juntas. En cambio, la presente invencion evita la presencia de juntas que permiten el paso de radiacion y, de este modo, permite la construccion de una pared usando los mismos materiales de alta densidad pero con menos paredes simples o de una pared con paredes simples escalonadas con un espesor reducido. De forma adicional, debido a que es necesario aplicar poco o ningun mortero entre los bloques, hiladas y paredes simples, el coste y el tiempo

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necesarios para construir las paredes disminuyen sustancialmente.

Aunque se han descrito bloques en la tecnica que reducen la presencia de juntas, ninguno de los mismos ha eliminado esencialmente las juntas como en la presente invencion. Por ejemplo, en los casos en que un bloque de perfil triangular permite reducir la presencia de juntas, dichos bloques se han realizado con partes sustancialmente horizontales en el perfil de la superficie del bloque, manteniendo de este modo una junta abierta a traves de la que puede pasar la radiacion. En el mejor de los casos, dichos bloques siguen permitiendo que una parte sustancial de radiacion (de una tercera parte a la mitad de la misma) se fugue a traves de las juntas de los bloques, ya que existe menos material dispuesto entre el interior y el exterior de la pared. Las paredes construidas a partir de dichos bloques necesitan al menos el 50% mas de paredes simples para bloquear el mismo porcentaje de radiacion que las paredes construidas con bloques de la presente invencion.

De forma general, los bloques de la invencion destinados para usar en la proteccion contra radiaciones tienen unas densidades de composicion entre 3204 y 6407 kg/m3 (200 y 400 libras por pie cubico), preferiblemente 3524 y 6007 kg/m3 (220 a 375 libras por pie cubico), mas preferiblemente, entre 3684 y 5446 kg/m3 (230 a 340 libras por pie

cubico). En una realizacion, los bloques de la invencion tienen una densidad de 4005 kg/m3 (250 libras por pie

cubico). En otra realizacion, los bloques de la invencion tienen una densidad de 5014 kg/m3 (313 libras por pie

cubico). Los expertos en la tecnica entenderan cual es la densidad necesaria para cualquier aplicacion de proteccion

contra radiaciones espedfica. Por ejemplo, el American Concrete Institute publica las especificaciones para un hormigon de alta densidad de este tipo en el capftulo 14 de ACI-301-05 "Specifications for structural concrete, reported by ACI committee 301." (2005, American Concrete Institute). En la tecnica son conocidos materiales adecuados, tal como hormigon de alta densidad, y son comercializados por diversos fabricantes.

Las paredes construidas tal como se ha descrito permiten obtener una proteccion contra radiaciones excelente, esencialmente sin la presencia de ninguna junta a traves de la que pueden producirse fugas de radiacion. En comparacion con la construccion de bloques convencional con el mismo material de alta densidad pero sin el uso de bloques curvados de la invencion, la pared de la invencion permite obtener la misma proteccion contra radiaciones que una pared convencional con un espesor mucho mas grande, hasta dos veces el espesor o incluso superior.

Otras realizaciones, usos y ventajas de la presente invencion resultaran evidentes para los expertos en la tecnica teniendo en cuenta la descripcion y los siguientes ejemplos y la practica de la invencion descrita en la presente memoria. La descripcion y los ejemplos son solamente a tftulo ilustrativo. El alcance previsto de la invencion esta limitado solamente por las reivindicaciones adjuntas.

Ejemplos

La presente invencion resultara mas comprensible haciendo referencia a los siguientes ejemplos no limitativos.

Ejemplo 1: Una realizacion de la invencion que utiliza bloques con superficies curvadas sinusoidales

Los bloques de hormigon de alta densidad de la invencion pueden ser producidos con diversas dimensiones. Los bloques se produjeron con las siguientes dimensiones: un cuadrado de 12,7 cm (5 pulgadas) (altura y profundidad) de lado y 25,4 cm (10 pulgadas) de anchura. En este bloque, las superficies superior e inferior tienen una curva continua en seccion transversal en forma de onda sinusoidal, siendo la longitud de onda de la onda sinusoidal la mitad de la anchura del bloque, o 6,35 cm (2,5 pulgadas). La amplitud de la onda sinusoidal es independiente de las dimensiones del bloque y puede seleccionarse basandose en las necesidades estructurales. En este ejemplo, la amplitud (pico a pico) es de 1,9 cm (0,75 pulgadas), es decir, 0,3 veces la longitud de onda. Los lados izquierdo y derecho del bloque tambien estan curvados de forma continua segun una curva sinusoidal con la misma longitud de onda de 6,3 cm (2,5 pulgadas).

El perfil de la onda sinusoidal en la parte inferior del bloque esta en fase con la onda respectiva en la parte superior de los bloques, de modo que los bloques quedan interconectados directamente uno sobre el otro. Un par similar de perfiles de onda sinusoidal en fase estan presentes en los lados del bloque para obtener la funcionalidad de interconexion en la direccion de lado a lado lateral.

Este perfil de onda sinusoidal permite desplazar las capas de bloques posteriores una longitud de onda en una construccion de pared con paredes simples escalonadas. Esto evita que las paredes simples de la pared se separen entre sf, permitiendo de forma eficaz que los propios bloques mantengan la pared mtegra.

Las figuras secundarias (b) de las Figs. 1-4 muestran un bloque de tamano completo segun este ejemplo, con un par de superficies sustancialmente planas opuestas y dos pares de superficies que presentan dos longitudes de onda de una curva sinusoidal regular en seccion transversal. Las figuras secundarias (a) de las Figs. 1-4 muestran una mitad de bloque con superficies curvadas correspondientes, aunque solamente con una unica longitud de onda. En este ejemplo, los bloques estan formados por material de alta densidad con una densidad de 4005 o 5014 kg/m3 (250 o 313 libras por pie cubico).

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Ejemplo 2: Una realizacion que no forma parte de la invencion y que utiliza bloques con superficies de curva sinusoidal modificadas.

Los bloques de tamano completo de este ejemplo tienen unas superficies cuyas secciones transversales son dos longitudes de onda con una curva sinusoidal modificada, tal como se muestra en el ejemplo 5(b). Por lo demas, estos bloques son esencialmente similares a los del Ejemplo 1, excepto por la forma del perfil de sus superficies curvadas respectivas. La Fig. 5(a) muestra una mitad de bloque que tiene una curva sinusoidal modificada de forma continua con una unica longitud de onda.

Ejemplo 3

Tal como se muestra en las Figs. 6(a) y 6(b), una construccion de pared con paredes simples escalonadas utiliza los bloques completos y las mitades de bloque del ejemplo 1. En la vista mostrada en la Fig. 6(a), el lado derecho inferior y el lado izquierdo superior (no mostrado) son las superficies exteriores de la pared, mientras que, en la Fig. 6(b), el lado izquierdo y el lado derecho (no mostrado) son las superficies exteriores de la pared. En ambas vistas se representan hiladas escalonadas, tal como puede observarse por el desplazamiento de lado a lado de cada una de las tres hiladas sucesivas. Ambas vistas tambien representan una construccion de paredes simples escalonadas, con las mitades de bloque mostradas con un sombreado mas oscuro en una hilada que esta desplazada una longitud de onda con respecto a las hiladas sobre las que se apoya y con respecto a las hiladas que se apoyan en la misma. El resto de la pared esta construido de esta manera. Las paredes construidas tal como se ha descrito permiten obtener una proteccion contra radiaciones excelente, esencialmente sin juntas a traves de las que pueden producirse fugas de radiacion. En comparacion con una construccion convencional con el mismo material de alta densidad, pero sin el uso de bloques curvados de la invencion, la pared de la invencion permite obtener la misma proteccion contra radiaciones que una pared convencional con el doble de espesor (es decir, con el doble de paredes simples).

El alcance de la presente invencion no se limita a las realizaciones espedficas descritas anteriormente, que se pretende que describan a tftulo ilustrativo aspectos de la invencion. Los metodos y componentes funcionalmente equivalentes estan dentro del alcance de la invencion. De hecho, diversas modificaciones de la invencion, ademas de las mostradas y descritas en la presente memoria, resultaran evidentes para los expertos en la tecnica a partir de la anterior descripcion. Se pretende que dichas modificaciones esten incluidas en el alcance de las reivindicaciones adjuntas.

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REIVINDICACIONES

1. Bloque de albanilena de proteccion contra radiaciones para construir paredes capaces de bloquear radiacion que incluye, aunque no de forma limitativa, radiacion de fotones, gamma y de neutrones, teniendo el bloque unas superficies frontal y posterior opuestas planas que definen el espesor del bloque, unas superficies izquierda y derecha opuestas curvadas de forma continua y unas superficies superior e inferior opuestas curvadas de forma continua,

caracterizado por el hecho de que

las superficies curvadas de forma continua tienen un diseno de onda sinusoidal regular que tiene una direccion de onda que es perpendicular con respecto a las superficies frontal y posterior opuestas planas,

y por el hecho de que cada una de dichas superficies curvadas de forma continua tiene una longitud de dos longitudes de onda completas y se extiende en la direccion de onda en todo el espesor del bloque.
2. Bloque segun la reivindicacion 1, en el que el bloque tiene una densidad en el intervalo entre 2403 y 6407 kg/m3 (150 libras y 400 libras por pie cubico).
3. Bloque segun la reivindicacion 2, en el que la densidad libras por pie cubico).
4. Bloque segun la reivindicacion 3, en el que la densidad libras por pie cubico).
5. Bloque segun la reivindicacion 1, en el que la amplitud onda.
6. Bloque segun la reivindicacion 1, en el que la amplitud onda.
7. Bloque segun la reivindicacion 6, en el que el bloque tiene una anchura de 25,4 cm (10 pulgadas), una altura de 12,7 cm (5 pulgadas) y una profundidad de 12,7 cm (5 pulgadas).
8. Pared construida con una pluralidad de bloques segun la reivindicacion 1, en la que la pared esta construida con una pluralidad de hiladas de bloques y una pluralidad de paredes simples dispuestas en una estructura de paredes simples escalonadas en las que una hilada sucesiva de bloques dispuesta sobre una hilada previa esta desplazada una longitud de onda con respecto a la hilada previa en una direccion frontal-posterior.
9. Pared segun la reivindicacion 8, en la que la hilada sucesiva de bloques esta desplazada lateralmente la mitad de la anchura de los bloques con respecto a la hilada previa.
10. Pared segun la reivindicacion 8, que comprende ademas una pluralidad de mitades de bloque situadas en las hiladas desplazadas y entrantes con respecto a las superficies exteriores de la pared.
11. Pared segun la reivindicacion 8, que comprende ademas espacios vados para la introduccion de materiales de refuerzo seleccionados del grupo que consiste en mortero, barras de refuerzo, vigas en I y combinaciones de los mismos.

esta en el intervalo entre 3204 y 5606 kg/m3 (200 y 350 esta en el intervalo entre 4005 y 5014 kg/m3 (250 y 313 de la onda sinusoidal esta entre 0,2 y 0,7 longitudes de de la onda sinusoidal esta entre 0,2 y 0,4 longitudes de