BR102021005844A2 - Sistema e método para construção de tanques modulares - Google Patents

Abstract

É descrito um sistema e método para construção de tanques modulares utilizando placas pré-fabricadas de concreto armado com meios para se engastar na placa pré-fabricada adjacente e na armação metálica sobre a qual são assentadas as placas pré-fabricadas, ditas placas préfabricadas que conformam a base e as paredes do tanque, sendo as placas de parede (10b) dotadas de contraforte (20) e viga (30), formando um bloco monolítico em seguida à concretagem, eliminando a necessidade de colunas de reforço pré-moldado transversais e perfis de encaixe, que podem causar infiltrações, e utilizando elementos de concreto pré-fabricados, com todas as vantagens que tais elementos trazem aos sistemas construtivos.

Description

SISTEMA E MÉTODO PARA CONSTRUÇÃO DE TANQUES MODULARES CAMPO DA INVENÇÃO

[01] A presente patente de invenção descreve um sistema e método para construção de tanques e similares, tal como piscinas, cisternas, reservatórios, entre outros, nos quais é requerido estanqueidade, utilizando placas pré-moldadas de concreto armado providas de contrafortes e vigas, conformando uma peça única assentadas sobre uma malha metálica no piso, formam um bloco monolítico capaz de resistir aos esforços solicitantes, reduzindo drasticamente a suscetibilidade a trincas e fissuras, utilizando elementos de concreto pré-fabricados, com todas as vantagens que tais elementos trazem aos sistemas construtivos.

ANTECEDENTES DA INVENÇÃO

[02] A construção civil busca, cada vez mais, aumentar a qualidade em processos construtivos, com a finalidade de reduzir tempo e eventuais erros no projeto e na execução.

[03] Os tanques (ou piscinas) podem ser obtidos por meio de estruturas não cimentícias, tal como de resinas sintéticas ou de poliéster, as quais provêm tanques de baixa capacidade volumétrica e sem a possibilidade de aplicação de acabamento cerâmico interno aos taques, ditas estruturas que não são objeto de atenção em virtude de suas restrições de utilização.

[04] No que diz respeito às técnicas construtivas convencionais de tanques ou piscinas, o estado da técnica descreve estruturas de concreto armado, de alvenaria estrutural/vedação e sistemas mistos de concreto armado e alvenaria. Para sua execução são utilizadas técnicas como o concreto armado com formas em madeira, concreto projetado, blocos de concreto, pedras e alvenaria. Em alguns casos, as piscinas podem se apoiar sobre estruturas de fundação, de pilares e de vigas, assim como diretamente sobre o terreno, dependendo das características do solo. Nesta forma construtiva tradicional são necessárias uma série de etapas que demandam tempo, custo e a necessidade de mão de obra especializada, a fim de evitar a ocorrência de vazamentos, a eflorescência no revestimento ou falhas e rupturas decorrentes da execução inadequada.

[05] O tempo é uma variável importante no processo construtivo de piscinas utilizando a técnica tradicional, uma vez que o preparo das formas e da armadura passiva são atividades eminentemente manuais e não padronizadas e, portanto, sujeita a erros. Soma-se a isso as questões ambientais, onde períodos de chuva e outras ocorrências climáticas podem paralisar as atividades e/ou diminuir o ritmo e, por fim, a necessidade de ser respeitado o tempo de cura do concreto, um procedimento decisivo para o bom resultado e que pode comprometer toda a obra.

[06] Findada a execução da estrutura da piscina, iniciam as etapas de impermeabilização e acabamento, com instalação de revestimentos e um novo período para a cura/secagem dos materiais empregados.

[07] A técnica construtiva utilizando placas pré-moldadas é uma alternativa à técnica tradicional.

[08] O documento BRPI9510748 descreve a utilização de prémoldados para construção de piscinas sendo necessárias colunas prémoldadas para realizar a associação das placas.

[09] O documento MU8903068 descreve pré-moldados para construção de piscinas que compreende uma malha de ferro longitudinal e transversal instalada no solo ou em uma base de blocos prismáticos, seguido do assentamento de placas triângulo com hastes de ferro sobressaltadas encostados em placas retangulares e quadradas em todos os lados, as quais são amarradas entre si em hastes com arame e soldadas na malha de ferro na base do piso e das laterais. Antes de receber o concreto nas cavidades e na base, é feito acabamento com reboco, sendo as placas de concreto retangulares laterais e quadradas unidas entre si pelo concreto nas fileiras laterais, nas bordas e embaixo; apoiadas, amarradas e soldadas também por blocos de concreto na forma de triângulo retângulo e polígono com ângulo reto de 90 graus que ficam de apoio para as laterais e no piso da piscina, proporcionando uma estrutura que suporta o peso de maneira proporcional.

[010] O documento BRPl0403123 descreve um método para construção de piscina, tanques e correlatos e seus componentes que compreende as etapas de escavação e inserção dos mourões prémoldados de concreto armado dotados de perfis adequados para o encaixe das placas de concreto assentadas entre eles; instalação da parte hidráulica; aplicação de impermeabilização nas paredes estruturais; aplicação dos dispositivos de filtragem e de iluminação; fixação dos perfis de apoio para a instalação do revestimento sob a forma de um corpo laminar que receba a aplicação de material intersticial entre as paredes estruturais e as paredes do corpo da piscina, com posterior cura.

[011] A empresa JP Concrete ® descreve um processo de produção, fabricação e montagem de tanque de concreto pré-moldado circular e retangular. O tanque compreende elementos de parede de grandes dimensões, com sistemas de união e posicionamento através de parafusos em contrafortes solidários à placa. A junção das placas é feita em um sistema denominado “tongue and groove edges”, que se traduz fisicamente em um sistema em que uma das placas tem um ressalto e a outra um sulco, e esses se encaixam de forma perfeita devido à precisão dos elementos pré-fabricados (Disponível em: <https://www.jpconcrete.co.uk/precast-concrete-tanks/>. Acesso em: 29 de jun. de 2020 – 13:25.).

[012] A empresa Carlow Concrete ® descreve tanques de concreto utilizados tanto como atenuador de chuvas intensas como para tratamento de águas servidas. Os tanques consistem em um sistema de placas planas duplamente armadas com aproximadamente um metro de comprimento e alturas variáveis, conforme a demanda de projeto. A sequência executiva é composta por um contrapiso de regularização onde são assentadas as placas que são unidas por um sistema de concretagem in loco e com a solidarização das armaduras das placas e do piso. O piso posteriormente é concretado no local. Sobre esse piso são inseridos sistemas de vigas e pilares intermediários para sustentar as lajes, no caso de tanques cobertos (Disponível em: <https://www.carlowconcrete.com/>. Acesso em: 30 de jun. de 2020 – 10:49.).

[013] A patente US9551163 descreve um sistema construtivo modular para construção de tanques de armazenamento de líquidos onde são utilizadas placas de concreto com contrafortes e cantos pré-moldados com o uso de vigas e pilares intermediários para apoio das lajes de cobertura. O piso é concretado no local, de forma não solidarizada às placas, apenas como uma placa interna.

[014] A patente US20140151378 descreve um sistema construtivo para construção de tanques com placas de concreto, apresentando um sistema modular de concreto monoblocos como apoio para as lajes de cobertura, que são posicionados como sistema de viga-pilar unidos.

[015] A patente KR101331261 descreve um sistema construtivo de tanques onde são utilizadas placas de concreto pré-moldado encaixadas e posicionadas de forma a delinear a forma do tanque, com o uso de vigas e pilares para receber as lajes.

[016] A patente KR101183691 descreve um método para construção de um tanque inteiramente pré-moldado, onde as placas são encaixadas, sem concretagem in loco.

[017] O documento BR102020020161, do mesmo titular, descreve um sistema e método para construção de tanques e similares, tal como piscinas, cisternas, reservatórios, entre outros, nos quais é requerido estanqueidade, utilizando placas pré-moldadas de concreto armado providas de contrafortes e vigas, conformando uma peça única e que, em conjunto com placas pré-moldadas assentadas sobre uma malha metálica no piso, formam um bloco monolítico capaz de resistir aos esforços solicitantes, reduzindo drasticamente a suscetibilidade a trincas e fissuras, utilizando elementos de concreto pré-moldados, com todas as vantagens que tais elementos trazem aos sistemas construtivos.

[018] Em que pese as soluções técnicas do estado da técnica descreverem a utilização de placas pré-moldadas para a construção de tanques, o método construtivo é mais complexo, requerendo um maior número de elementos construtivos, geralmente associados mediante encaixe, necessitando de mão-de-obra intensiva e especializada, uma vez que as regiões de encaixe podem gerar fragilidades estruturais e perda de estanqueidade quando não executadas de forma correta.

[019] Dessa forma, a fim de atender uma necessidade do segmento da construção civil, é objeto da presente patente de invenção um sistema construtivo e um método utilizando placas pré-fabricadas de concreto armado com meios para se engastar na placa pré-fabricada adjacente e na armação metálica sobre a qual são assentadas as placas préfabricadas, ditas placas pré-fabricadas que conformam as paredes dotadas de contraforte e viga, formando um bloco monolítico em seguida à concretagem, eliminando a necessidade de colunas de reforço pré-moldado transversais e perfis de encaixe, que podem causar infiltrações, e utilizando elementos de concreto pré-fabricados, com todas as vantagens que tais elementos trazem aos sistemas construtivos.

BREVE DESCRIÇÃO DAS FIGURAS

[020] A figura 1 apresenta a vista em perspectiva do tanque.

[021] A figura 2A apresenta a vista superior das placas pré-moldadas de base e a figura 2B apresenta a vista em corte.

[022] A figura 3A apresenta a vista posterior das placas pré-moldadas de parede e a figura 3B apresenta a vista frontal.

[023] A figura 4 apresenta representação de placas de parede, com a formação de nichos entre as placas para a concretagem.

DESCRIÇÃO DETALHADA DA INVENÇÃO

[024] Para os fins da presente patente de invenção, o termo “tanque” designa qualquer estrutura de armazenamento temporário ou definitivo de agentes na forma líquida, viscosa ou sólida, onde é requerido estanqueidade, não permitindo a fuga dos agentes armazenados, o ingresso de elementos externos e o impedimento do contato do material armazenado com a armadura estrutural do tanque, provendo estruturas como piscinas, cisternas, reservatórios, silos para armazenagem de grãos, estações de tratamento de água e esgoto, armazenagem de resíduos e reservatórios utilizados em refinarias para armazenagem de óleos, dotados ou não de tampa, instalados sobre o solo ou enterrados total ou parcialmente.

[025] No contexto do presente relatório descritivo, o termo “esperas” compreende projeções da armadura interna da placa pré-fabricada de concreto armado que se estendem paralelas às faces superior e inferior.

[026] O sistema construtivo de tanques instalados sobre o solo, utilizando painéis pré-fabricados, compreende (i) placas pré-fabricadas de concreto armado para posicionamento sobre a malha metálica da base (B) do tanque que, para fins de simplificação, serão designadas placas de base (10a); (ii) placas pré-fabricadas de concreto armado dispostas na vertical para conformar as paredes do tanque que, para fins de simplificação, serão designadas placas de parede (10b) dotadas de contrafortes (20) e vigas (30), conformando uma peça única.

[027] A placa de base (10a) apresenta nas faces laterais a projeção de esperas (101a) da armadura metálica interna (100) da placa préfabricada de concreto armado e na face posterior (11) a projeção de pelo menos uma espera inferior (102a).

[028] A placa de parede (10b) apresenta nas faces laterais a projeção de esperas (101b) da armadura metálica interna e na face inferior a projeção de esperas inferiores (102b). Em laterais opostas da placa de parede (10b) são dispostos contrafortes de formato triangular (20), ditos contrafortes (20) recuados em relação à face frontal (13) da placa de parede (10b), de forma a prover um recuo para a projeção das esperas (101b) nas faces laterais, e ressaltado em relação à face lateral da placa (10b), construtividade relevante para a montagem das placas de parede (10b). A base maior (21) do contraforte é instalada próxima ao piso e as faces laterais (22) são providas de furos passantes (221) para o posicionamento de parafusos que solidarizam contrafortes (20) adjacentes.

[029] A placa de parede (10b) e o contraforte (20) conformam uma peça associada com uma viga (30) na porção superior do conjunto placa (10b) e contraforte (20), formando um único elemento pré-fabricado.

[030] O método para construção de tanques modulares compreende uma etapa inicial de instalação de uma malha metálica (não representada) na base (B) da área a ser construído o tanque, dita malha metálica (200) que passa abaixo das placas de parede (10b). Sobre a malha metálica (não representada) são posicionadas as placas de base (10a) que são associadas entre si mediante engaste e soldagem das esperas (101a) que se projetam das faces laterais e são fixadas à malha metálica (não representada) mediante engaste e soldagem da espera inferior (102a), tal como descrito na anterioridade BR102020020161, do mesmo titular

[031] As placas de parede (10b) são posicionadas ortogonais às placas de base (10a), sendo as esperas (101b) que se projetam das faces laterais de placas de parede (10b) adjacentes engastadas e soldadas e as esperas inferiores (102b) engastadas e soldadas na malha metálica.

[032] Os contrafortes (20) adjacentes são associados através de parafusos que perpassam os furos passantes (221), entre ditas placas de parede (10b) sendo conformado um nicho onde é vertido concreto in loco que, associado com os contrafortes (20), auxiliam no desempenho estrutural.

[033] Em seguida, é vertido concreto na base (B), unindo as placas de base (10a) e a malha metálica, e nos nichos conformados entre as placas de parede (10b).

Claims (2)

1. SISTEMA PARA CONSTRUÇÃO DE TANQUES MODULARES caracterizado por compreender:

   • a) placa de base (10a) pré-fabricada de concreto armado que apresenta nas faces laterais a projeção de esperas (101a) da armadura metálica interna (100) e na face posterior (11) a projeção de pelo menos uma espera inferior (102a);
   • b) placa de parede (10b) pré-fabricada de concreto armado que apresenta nas faces laterais a projeção de esperas (101b) da armadura metálica interna e na face inferior a projeção de esperas inferiores (102b), apresentando nas laterais opostas um contraforte de formato triangular (20) recuados em relação à face frontal (13) da placa de parede (10b) e ressaltado em relação à face lateral da placa (10b), dito contraforte (20) cuja base maior (21) é instalada próxima ao piso e as faces laterais (22) são providas de furos passantes (221) para o posicionamento de parafusos, e uma viga (30) na porção superior do conjunto placa (10b) e contraforte (20).
2. MÉTODO PARA CONSTRUÇÃO DE TANQUES MODULARES caracterizado por compreender as etapas:

   • a) instalar uma malha metálica (não representada) na base (B) da área a ser construído o tanque;
   • b) posicionar as placas de base (10a) sobre a malha metálica (200), ditas placas de base (10a);
   • c) solidarizar as placas de base (10a) entre si mediante engaste e soldagem das esperas (101a) que se projetam das faces laterais e fixar à malha metálica (não representada) mediante engaste e soldagem da espera inferior (102a);
   • d) posicionar as placas de parede (10b) ortogonais às placas de base (10a);
   • e) fixar as placas de parede (10b) entre si mediante engaste e soldagem das esperas (101b) que se projetam das faces laterais e fixar na malha metálica mediante engaste e soldagem das esperas inferiores (102b), e associar os contrafortes (20) adjacentes por meio de parafusos que perpassam os furos passantes (221);
   • f) verter concreto na base (B) para unir as placas de base (10a) e a malha metálica, e nos nichos conformados entre as placas de parede (10b).

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