ES2919698A1 - Unidad basica de estructura y cimentacion de construccion temporal o de emergencia mediante impresion tridimensional - Google Patents

Abstract

Es una unidad básica de estructura y cimentación pensada para construcciones temporales y de emergencia. Basada en el maclado de distintos depósitos que albergan agua potable, aguas fecales y aguas de lastrado, la unidad es capaz de estabilizarse de manera autónoma, sin necesidad de elementos secundarios de apoyo. De rápida fabricación y distribución, puede fabricarse mediante la impresión tridimensional con materiales sostenibles, reciclables y reutilizables. Una vez finalizado su uso, puede retirarse sin dejar residuos de su paso por el lugar. Se combina consigo misma para conformar distintas configuraciones que den servicio y se adapten a la emergencia para las que sean dispuestas.

Description

DESCRIPCIÓN

UNIDAD BÁSICA DE ESTRUCTURA Y CIMENTACIÓN DE CONSTRUCCIÓN TEMPORAL

O DE EMERGENCIA MEDIANTE IMPRESIÓN TRIDIMENSIONAL

SECTOR DE LA TÉCNICA

La presente invención, tal como expresa el enunciado de la presente memoria descriptiva, pertenece al sector industrial de la ingeniería y construcción. Más concretamente, responde al de cimentación transportable estructural ante situaciones temporales o de emergencia.

El objetivo principal de la presente invención se refiere a un sistema de cimentación sostenible que da servicio a estructuras temporales o de emergencia, realizado con depósitos contenedores de agua. La aparición de situaciones de emergencia de diversa índole requiere de soluciones viables, ágiles, eficaces y sostenibles que resuelvan las necesidades derivadas de cada circunstancia concreta.

En particular, los citados depósitos cumplen las funciones de contenedor de agua potable, almacenamiento de aguas fecales y sistema de lastrado o dispositivo flotante. El sistema es sostenible ya que puede ser reutilizado en distintas ubicaciones, adaptándose en cada caso mediante el uso de los depósitos a las características del lugar en el que se instala, y puede ser fabricado en distintos materiales reciclables.

ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN

La sociedad actual se enfrenta eventualmente a desastres naturales tales como terremotos, inundaciones o tsunamis; y a conflictos bélicos o políticos que generan éxodos masivos. Desde una perspectiva menos catastrófica, el establecimiento en un camping, una excursión prolongada, formación de pequeñas colonias temporales con el fin de investigar entornos naturales etc. Todas estas son ocasiones en las que se generan situaciones de emergencia en las que la población necesita instalaciones donde cobijarse y cubrir sus necesidades básicas: suministro de agua potable, alimentos y servicios de higiene. Todas estas instalaciones requieren, en mayor o menor medida, de una base de cimentación en la que sustentarse.

La cimentación tradicional para nuevas construcciones presenta numerosos inconvenientes, cuanto más si está enfocada para edificaciones de emergencia en determinados lugares. La baja calidad de la mano de obra "in situ” no especializada en zonas no desarrolladas, el alto precio debido a los errores de ejecución o el desplazamiento de mano de obra especializada, la poca eficacia debido a procesos constructivos obsoletos y la generación de residuos durante el transporte, construcción o demolición de la cimentación hacen obsoleta esta técnica.

Son conocidos distintos tipos de edificaciones transportables que resuelven su cimentación a base de soleras o soportes realizados in situ, o en ocasiones con gatos mecánicos, como el recogido en el documento ES 2340 132, el cual muestra una cimentación autonivelante para edificaciones transportables. Este tipo de cimentación se basa en un conjunto de piezas individuales que carecen, por sí mismo, de una estructura base de apoyo a modo de forjado y de un uso más allá que el de un simple apeo. Además, este sistema de cimentación necesita de una base firme en la que apoyarse.

También sabemos de la existencia de métodos de construcción de viviendas de tamaño estándar mediante el uso de una instalación de fabricación móvil, recogida ésta en el documento ES 2150681 T3. Esta invención se refiere a una instalación de fabricación móvil que puede ser levantada cerca de una gran urbanización residencial para fabricar eficazmente viviendas de tamaño estándar, sustancialmente en su totalidad. Si bien este método es capaz de fabricar una vivienda por completo, pierde la posibilidad de usarse en situaciones de emergencia cuando las viviendas fabricadas precisan de cimientos tradicionales permanentes previamente construidos.

Ninguna de las fuentes consultadas considera una cimentación estabilizada con agua capaz de ser, por si misma, el soporte base sobre el que descanse el elemento ni ser capaz de almacenar agua potable y residuos generados durante la estancia temporal.

El principal problema en asentamientos temporales o de ayuda humanitaria es el abastecimiento y saneamiento de agua para la población, y la solución propuesta permite resolver ambos problemas. En el caso de inundaciones o tsunamis, bastaría con aligerar el lastre de agua y el sistema de cimentación podría mantenerse sobre la superficie inundada.

EXPLICACIÓN DE LA INVENCIÓN

El sistema de cimentación sostenible para edificaciones temporales o de emergencia con depósitos de agua objeto de la invención comprende una serie de depósitos que configuran la pieza en su conjunto.

Estos depósitos, colocados en los laterales y en la base de la pieza que conforma la cimentación, sirven para albergar agua potable, agua no potable, aguas residuales y demás elementos en estado líquido, así como elementos de lastrado o elementos flotantes. El maclado de los diferentes depósitos permite configurar una cimentación de planta rectangular y de dimensiones personalizables (dependiendo de la dimensión adoptada por cada uno de los depósitos utilizados).

El diseño de la pieza se plantea en base a los depósitos que esta aloja: en los dos laterales longitudinales alberga dos contenedores en su parte superior para agua potable (A), y en el centro de la pieza se coloca otro depósito longitudinal habilitado como depósito para fecales (B).

El resto del espacio a ambos lados se destina a depósitos adicionales que pueden cumplir una función alternativa, o de lastre si se rellenan de agua no potable, o de elemento potable si se mantienen vacíos (C).

El resultado de esta configuración es una pieza cuya función fundamental es la de cimentación, polivalente al ser válida para utilizar tanto en terrenos firmes o inundados. Además, ofrece como prestaciones adicionales la de depósito de agua potable y contenedor de fecales.

La gran novedad de esta unidad básica de sistema de cimentación sostenible de construcción temporal o de emergencia, objeto de la invención, es que es la propia cimentación la que alberga las sustancias necesarias para la supervivencia, aprovechándose de éstas para su estabilización. La función de albergar en su estructura interior sustancias necesarias para la supervivencia supone una innovación importante en el campo de la cimentación, hasta ahora destinada únicamente a la función de repartir cargas y transmitirlas al medio.

Otra importante mejora respecto del estado de la técnica es que la unidad básica de cimentación sostenible, objeto de la invención, sirve como plataforma sustentante sin precisar de otros objetos supletorios que sirvan de distribución de cargas.

La unidad básica de estructura y cimentación sostenible para edificaciones de emergencia con depósitos de agua objeto de la invención facilita el acceso a zonas anegadas gracias a su flotabilidad en vacío, que permite utilizarlo como lancha a modo de canoa.

Su reutilización es viable y muy sencilla al existir una separación de usos muy clara en sus depósitos; y el transporte, una vez vacíos todos los compartimentos, también resulta sencillo. Es importante que los materiales utilizados para la fabricación de la unidad básica de estructura y cimentación sean sostenibles y reciclables, materiales durables preferiblemente con un porcentaje de material reciclado, y reutilizable tras su uso. Un ejemplo de materiales sostenibles son los biocomposites a partir de fibras naturales; el polietileno de alta densidad (HDPE) es ejemplo de material con un buen reciclaje mecánico y térmico; y el polipropileno (PP) es muy resistente a ataques químicos y de ácidos. Siendo estos materiales muy aptos para la fabricación de la unidad básica de estructura y cimentación, no se excluyen otros materiales que pudieran aportar las mismas características al objeto de la invención.

Se busca que, tras su utilización temporal, se retiren de su ubicación sin dejar rastro. Esto es posible gracias a que la unidad básica de estructura y cimentación no precisa de elementos secundarios que sirvan de intermediario entre el elemento y el suelo. Por ejemplo, es habitual que se necesiten elementos de hormigón que, aunque se intenten retirar una vez agotado su uso, se ha necesitado hacer un movimiento de tierras previo y, tras picarlo para desmontarlo, quedan residuos. La unidad básica, al no transmitir carga notable propia al terreno, no precisa de estos elementos, por lo que se puede retirar sin dejar residuos.

La agilidad de fabricación de la unidad básica de estructura y cimentación, objeto de la invención, es otra de las múltiples ventajas respecto al estado de la técnica anterior. Al ser un elemento prediseñado e imprimible (en su totalidad, por partes posteriormente ensamblables...) solo se precisa de una impresora 3D. El coste de la fabricación del objeto es relativamente reducido, pues se prescinde de mano de obra y los materiales utilizados por las impresoras 3D son mucho más baratos que los materiales convencionales de una obra cualquiera. Además, no es necesario tener unos conocimientos técnicos en construcción importantes, por lo que su fabricación está al alcance de cualquier persona o institución que tenga acceso a una impresora tridimensional.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS

Para complementar la descripción que se está realizando y con objeto de ayudar a una mejor comprensión de las características de la invención, se acompaña como parte integrante de dicha descripción, un juego de dibujos en donde con carácter ilustrativo y no limitativo, se ha representado lo siguiente:

FIG. 1.- Muestra una vista frontal de la unidad básica de cimentación de acuerdo con la presente invención.

FIG. 2.- Muestra una sección longitudinal de la unidad básica de cimentación de acuerdo con la presente invención.

FIG. 3.- Muestra una sección transversal de la unidad básica de cimentación de acuerdo con la presente invención.

FIG. 4.- Muestra una perspectiva seccionada de unidad básica de cimentación de acuerdo con la presente invención, dejando ver los distintos depósitos que componen la unidad.

FIG. 5.- Muestra una vista frontal de una de las posibilidades de unión de varias unidades básicas de cimentación de acuerdo con la presente invención.

REALIZACIÓN PREFERENTE DE LA INVENCIÓN

Con referencia a los dibujos, particularmente a la FIG. 1 y FIG. 2, se trata de fabricar una unidad básica de estructura y cimentación de construcción temporal conformada por distintos depósitos que configuran una estructura llena de vacíos. El fin último es su uso como base estable para uso temporal en casos temporales o de emergencias, por lo que, dependiendo del caso, las dimensiones de los depósitos de almacenamiento requerirán de unas dimensiones u otras.

La unidad básica de cimentación tiene una forma geométrica rectangular. Los dos laterales longitudinales están conformador por dos contenedores que, divididos en su interior, albergan en la parte superior el agua potable (A). En el centro de la pieza se sitúa otro depósito longitudinal cuya función es el almacenamiento de aguas fecales (B). El resto del espacio se destina a depósitos adicionales (C).

El proceso de fabricación de la unidad básica más rápido, eficaz y económico es el método de impresión tridimensional. El sistema de impresión tridimensional está formado por un controlador, un sistema de diseño asistido por ordenador (CAD) una unidad de curado, aparato de colocación y los dispensadores por los que se reparte el material seleccionado para la impresión. Los controles a los que está sometido el proceso pueden ser realizados por unidades distintas a la nombrada.

Una vez definidas las medidas y proporciones de la unidad básica en un soporte CAD de diseño tridimensional, el archivo de diseño se envía a la impresora. Ésta recibe la información que traslada posteriormente a la boquilla. El material se calienta hasta conseguir que discurra por la boquilla hasta la pista en movimiento, donde va a ir apareciendo nuestro diseño.

La impresión se realiza superponiendo capas de material, pudiendo controlar éstas para definir las profundidades y conseguir las separaciones entre depósitos deseadas, así como la curvatura de los límites. Este proceso es aplicable a otros diseños de unidad básica, por ejemplo, más grandes, más pequeños o incluso con proporciones distintas.

En el caso de múltiples dispensadores de material en la impresión, cabe la posibilidad de mezclar materiales (cada uno por un dispensador) y conseguir así que el acabado tenga una dureza diferente, una mejor tenacidad... ajustando las propiedades de la pieza a la situación de emergencia a la que nos enfrentemos.

A la luz de nuevas ideas, variaciones o cambios, lo anteriormente descrito sería una forma de producción entre tantas otras que existen hoy día de impresión tridimensional, por lo que el objeto de la invención podría llevarse a cabo de forma distinta a la expuesta en los párrafos anteriores.

Claims (11)

REIVINDICACIONES

1. Una unidad básica de estructura y cimentación de construcción temporal o de emergencia imprimible, caracterizada por estar formada por diferentes depósitos independientes:

a. Depósitos A: destinados a albergar agua potable.

b. Depósitos B: destinados a albergar las aguas fecales.

c. Depósitos C: destinados a cumplir una función alternativa: de lastre si se rellenar de agua no potable; o de elemento potable si se mantienen vacíos.

2. Una unidad básica de estructura y cimentación, según la reivindicación 1, caracterizada por ser de uso momentáneo frente a emergencias o catástrofes naturales.

3. Una unidad básica de estructura y cimentación, según la reivindicación 1, caracterizada por ser autónoma y no necesitar elementos secundarios para transmitir cargas al terreno.

4. Una unidad básica de estructura y cimentación, según la reivindicación 1, caracterizada por ser reutilizable, adaptando el uso de los depósitos a la situación en que se requiera la unidad.

5. Una unidad básica de estructura y cimentación, según la reivindicación 1, caracterizada por poder ser transportada con facilidad de unos lugares a otros debido a su reducido peso con los depósitos vacíos.

6. Una unidad básica de estructura y cimentación, según las reivindicaciones 1 y 5, caracterizada por ser capaz de flotar cuando los depósitos de lastre (C) están vacíos.

7. Una unidad básica de estructura y cimentación, según la reivindicación 1, caracterizada por poder ser fabricada in situ mediante el procedimiento de impresión tridimensional.

8. Una unidad básica de estructura y cimentación, según la reivindicación 1, caracterizada por ser fabricada mediante la utilización de materiales de fácil acceso para facilitar su producción en cualquier parte.

9. Una unidad básica de estructura y cimentación, según la reivindicación 8, caracterizada porque los materiales de fabricación pueden ser polietileno de alta densidad (HDPE), polipropileno (PP) y biocomposites de fibras naturales, entre otros.

10. Una unidad básica de estructura y cimentación, según reivindicación 1, caracterizada por ser combinable consigo misma.

11. Una unidad básica de estructura y cimentación, según reivindicación 10, caracterizada por no tener una sola forma de uso, ya que al combinarla consigo mismo se puede conseguir una superficie más amplia, superposición de la estructura.