Material ecológico de refuerzo en bóvedas de construcciones preexistentes, y procedimiento asociado al mismo.

Material ecológico de refuerzo (6) en bóvedas (5) de construcciones preexistentes,

y procedimiento asociado al mismo; donde dicho material comprende un mortero de base cal que comprende a su vez: un conglomerante de cal cuya proporción está entre el 20% - 40% con respecto al peso total de dicho mortero de base cal; y una pluralidad de cargas cuya proporción está entre el 60% - 80% con respecto al peso total de dicho mortero; donde dichas cargas comprenden áridos pétreos naturales y cargas ligeras; obteniendo un material capaz de consolidar estructuralmente bóvedas (5) dañadas, así como de obtener una mejora en su comportamiento resistente frente a acciones externas como el sismo, o para ser capaz de resistir nuevos usos con cargas superiores a las preexistentes; y donde el procedimiento asociado describe una serie de etapas de aplicación de dicho material, de cara a obtener superficies de refuerzo para múltiples aplicaciones.

Material ecológico de refuerzo en bóvedas de construcciones preexistentes, y procedimiento asociado al mismo.

Objeto de la invención

La presente invención se refiere a la descripción de un material ecológico enfocado a ser utilizado en el sector de la construcción, y cuya aplicación principal es la de servir de material de refuerzo en la rehabilitación de bóvedas de construcciones arquitectónicas tales como edificios, iglesias, y múltiples construcciones que muestren en su ejecución la existencia de tales bóvedas arquitectónicas.

Dicha presente invención objeto de estudio tiene como finalidad la obtención de un material específico capaz de consolidar estructuralmente bóvedas dañadas, así como de obtener una mejora en su comportamiento resistente frente a acciones externas como el sismo (terremotos) o para ser capaz de resistir nuevos usos con cargas superiores a las preexistentes; y donde el procedimiento asociado describe una serie de etapas de aplicación de dicho material sobre las bóvedas a restaurar, las cuales tienen como finalidad la obtención de superficies de refuerzo para múltiples aplicaciones.

Antecedentes de la invención

A modo de introducción, se conoce el uso del sistema de construcción abovedado desde la Antigüedad. Los romanos, por ejemplo, desarrollaron este sistema constructivo a base de hormigón, construyendo obras tan singulares como el Panteón (Agripa) hace más de dos mil años. Tales sistemas arquitectónicos requerían un encofrado o cimbra previa para construir la bóveda, de forma que esta cimbra servía de soporte y base a los operarios encargados de su construcción, para que una vez que tuviera la bóveda suficiente resistencia, retirar la cimbra y dejar diáfano el espacio abovedado.

Este sistema de realización de tales bóvedas se sigue utilizando en la actualidad, ya que es un sistema efectivo y seguro, pero que, tal y como se ha indicado, requiere el encofrado o cimbra previa para su construcción, y todo ello implica un sobrecoste de fabricación en la cimbra, encareciendo el proceso de construcción y demorando, a su vez, el tiempo de finalización de la obra.

Para solucionar en parte este problema, y únicamente aplicable en una serie de bóvedas específicas, se conoce el sistema de bóvedas denominadas "tabicadas", donde en su fabricación se requiere la construcción a base de una primera capa-bóveda de ladrillo, formada rápidamente con yeso, que posteriormente se va reforzando estructuralmente con dos o más capas sucesivas, siempre de ladrillo, cogidas o aparejadas con mortero de cemento para dar más resistencia al conjunto. En este sentido cabe destacar la aportación del español Guastavino, que desarrolló ampliamente este sistema, solicitó en Estados Unidos varias patentes de invención y realizó obras singulares.

Los procedimientos anteriormente descritos están enfocados a la construcción de bóvedas en general, pero el material y procedimiento asociado objeto de invención se refiere a un material de refuerzo en bóvedas de construcciones ya existentes, por ello previamente ha de existir la bóveda como tal.

De cara a estudiar antecedentes directos de los distintos materiales y procedimientos utilizados para el refuerzo o consolidación de las de estructuras de los edificios y de otras construcciones, cabe comentar que la gran mayoría de estos procedimientos, así como sus materiales, son siempre relativos a estructuras adinteladas de nudos rígidos:

De hormigón en cualquiera de sus formas: armado, pretensado, postesado, en masa;

O de acero de perfiles: laminado, conformado, armado;

Es extremadamente complicado encontrar sistemas de refuerzo propios y enfocados a estructuras de bóvedas de fábrica (de ladrillo, de piedra) capaces de abordar de una manera efectiva las necesidades actuales de aumento de la seguridad estructural

requeridas por las normas vigentes de edificación (nuevas exigencias de acciones) y de adaptación a nuevos usos (cambios de usos en obras de rehabilitación).

Ya que las estructuras de bóvedas de fábrica es necesario que sean reforzadas en muchos casos por dos motivos:

Por las nuevas exigencias normativas: Se requiere que los pisos (suelos de los edificios) sean capaces de soportar mayores cargas (más sobrecargas de uso) o nuevas cargas (cargas concentradas, acciones de nuevas instalaciones, etc), obligatorias por normativa actual.

Por temas de seguridad sísmica: se ha demostrado que en casos de episodios sísmicos (terremotos), los edificios más afectados son los edificios antiguos de fábrica; circunstancia constatada en los tres últimos grandes terremotos sucedidos en España, Lisboa (1755), Albolote (1956) y, más recientemente, Lorca (2011). En caso de sismo los edificios de estructuras de bóvedas de fábrica, por su elevada rigidez, requieren ser debidamente reforzados, sin que se hayan desarrollado hasta la fecha procedimientos efectivos de refuerzo sismorresistente para estos elementos constructivo-estructurales. Es más, en los últimos episodios sísmicos se ha constatado que los edificios abovedados reforzados con hormigón, han tenido un pésimo comportamiento estructural.

En este sentido, cada día es más necesario intervenir en el patrimonio construido con obras de rehabilitación (restauración, ampliación, reforma, etc), tanto por seguridad estructural como por imagen y representación de edificios emblemáticos. Ya que principalmente se tiene la idea de que es el campo en el que se desarrollará la construcción en los próximos años, aprovechando los edificios del patrimonio existente, en lugar de realizando edificios nuevos.

En relación a los antecedentes referidos al material utilizado, es conocido que a lo largo de los años, se ha recurrido al empleo de materiales que han resultado muchas veces inadecuados, tales como rellenos de mortero u hormigón que han resultado pesados y en

muchos casos han producido efectos contraproducentes. Existe, además, una incompatibilidad entre el cemento (que forma parte de la composición del hormigón y los morteros) y la propia estructura de fábrica reforzada (de piedra o de ladrillo), entre otras razones por producirle a la estructura preexistente eflorescencias (o manchas de sales) que deterioran gravemente el material original de las bóvedas. Siendo además un material obtenido al 100% de arenas de cantera y, por tanto, un material que no permite su reciclaje por vías directas.

Es por ello que, a la vista de los antecedentes mencionados, y de los inconvenientes que presentan tanto los materiales de refuerzo como los procedimientos descritos anteriormente, se hace necesario la aparición de un nuevo material de refuerzo que permita ser aplicado sin necesidad de uso de un encofrado o cimbra previa, como tenía la bóveda tradicional; que resulte compatible estructuralmente con la bóveda de fábrica preexistente en cuando a densidad (peso) y resistencia; y que adicionalmente se le considere ecológico en el sentido de ser capaz de ser fabricado mediante componentes de reciclaje, ayudando a la sostenibilidad del medio ambiente.

Descripción de la invención

La presente invención se refiere a un material ecológico de refuerzo en bóvedas de construcciones preexistentes, donde dicho material de refuerzo comprende un mortero de base cal, el cual comprende a su vez:

- Un conglomerante de cal cuya proporción está definida según el intervalo entre el 20% el 40% de conglomerante de cal con respecto al peso total de dicho mortero de base cal.

- Una pluralidad de cargas cuya proporción está definida según el intervalo entre el 60% al 80% de dicha pluralidad de cargas con respecto al peso total de dicho mortero de base cal; donde dichas cargas comprenden:

- Áridos pétreos naturales que comprenden entre un 1/3 y un 1/2 de la cantidad total de dichas cargas, y

- Cargas ligeras que comprenden entre 2/3 y un 1/2 de la cantidad total de dichas cargas.

De este modo se ilustran las proporciones de componentes que comprenden el mortero de base de cal, pudiéndose contemplar dos realizaciones preferentes en función del tipo de cal:

1) El conglomerante de cal es un conglomerante de cal aérea cuya proporción está definida según el intervalo entre el 20 y el 45% de conglomerante de cal aérea con respecto al peso total de dicho mortero de base cal, a tener en cuenta que la proporción de cal aérea aumenta ligeramente un 5% respecto del baremo descrito anteriormente, siendo este aumento una posibilidad de realización preferente; y donde la proporción de la pluralidad de cargas está definida según el intervalo entre el 55% y el 80% de dicha pluralidad de cargas con respecto al peso total de dicho mortero de base cal.

Y...

1.- Material ecológico de refuerzo (6) en bóvedas (5) de construcciones preexistentes, caracterizado por que comprende un mortero de base cal que comprende:

- un conglomerante de cal cuya proporción está definida según el intervalo entre el 20% y el 40% de conglomerante de cal con respecto al peso total de dicho mortero de base cal;

- una pluralidad de cargas cuya proporción está definida según el intervalo entre el 60% y el 80% de dicha pluralidad de cargas con respecto al peso total de dicho mortero de base cal; donde dichas cargas comprenden:

- áridos pétreos naturales que comprenden entre un 1/3 y un 1/2 de la cantidad total de dichas cargas, y

- cargas ligeras que comprenden entre un 2/3 y un 1/2 de la cantidad total de dichas cargas.

2.- Material ecológico de refuerzo (6) en bóvedas (5) de construcciones preexistentes, según la reivindicación 1, caracterizado porque el conglomerante de cal es un conglomerante de cal aérea cuya proporción está definida según el intervalo entre el 20 y el 45% de conglomerante de cal aérea con respecto al peso total de dicho mortero de base cal; y donde la proporción de la pluralidad de cargas está definida según el intervalo entre el 55% y el 80% de dicha pluralidad de cargas con respecto al peso total de dicho mortero de base cal.

3.- Material ecológico de refuerzo (6) en bóvedas (5) de construcciones preexistentes, según la reivindicación 2, caracterizado porque el conglomerante de cal aérea comprende un material de cemento con una proporción máxima de 1/3 del peso total de dicho conglomerante.

4.- Material ecológico de refuerzo (6) en bóvedas (5) de construcciones preexistentes, según la reivindicación 1, caracterizado porque el conglomerante de cal es un conglomerante de cal hidráulica.

5.- Material ecológico de refuerzo (6) en bóvedas (5) de construcciones preexistentes, según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que comprende agua a mezclar con dicho mortero de base cal, donde la relación en peso entre el agua y el conglomerante de cal está definida en el intervalo entre 0,6 y 1,2 de agua con respecto al peso del conglomerante de cal.

6.- Material ecológico de refuerzo (6) en bóvedas (5) de construcciones preexistentes, según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que comprende una pluralidad de fibras sintéticas.

7.- Material ecológico de refuerzo (6) en bóvedas (5) de construcciones preexistentes, según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que comprende una pluralidad de fibras naturales.

8. Procedimiento para reforzar una bóveda (5) con el material ecológico de refuerzo (6) definido en cualquiera de las anteriores reivindicaciones, caracterizado por que, a partir de la existencia de una bóveda (5) a reforzar, comprende las siguientes etapas:

a) elaborar el mortero de base cal definido en el material ecológico de refuerzo (6), donde dicha elaboración da lugar a dicho mortero definido como mortero seco de base cal al estar exento de agua;

b) envasar dicho mortero seco de base cal para poder ser transportado;

c) introducir el mortero seco de base cal en al menos una tolva;

d) introducir agua en dicha, al menos una, tolva que comprende en su interior el mortero seco introducido en la etapa c);

e) mezclar el mortero seco y el agua hasta obtener el material ecológico de refuerzo (6) en bóvedas (5) de construcciones; y

f) verter el material ecológico de refuerzo (6) sobre el trasdós de la bóveda (5) de

construcción a reforzar.

9. Procedimiento para reforzar una bóveda (5) con el material ecológico de refuerzo (6), según la reivindicación anterior, caracterizado por que previamente a la etapa f), la bóveda (5) a reforzar es limpiada para mejorar la adherencia entre el material ecológico de refuerzo

(6) y dicha bóveda (5) de construcción a reforzar.

10. Procedimiento para reforzar una bóveda (5) con el material ecológico de refuerzo (6), según cualquiera de las reivindicaciones 8 y 9, caracterizado por que previamente a la etapa f), se dispone de al menos una armadura sobre el trasdós de dicha bóveda (5) de

construcción a reforzar.

11. Procedimiento para reforzar una bóveda (5) con el material ecológico de refuerzo (6), según cualquiera de las reivindicaciones 8 a 10, caracterizado por que previamente a la etapa f), se dispone de al menos una pluralidad de fibras direccionales sobre el trasdós de

dicha bóveda (5) de construcción a reforzar.