ES2839974T3 - Procedimiento de fabricación de artículos degradables y reciclables - Google Patents

Abstract

Un procedimiento de preparación de un producto final que comprende las etapas de: i) proporcionar una mezcla que comprende un líquido y una mezcla fibrosa, comprendiendo dicha mezcla fibrosa: (a) al menos un material de tierra natural seco seleccionado entre minerales de tierra insolubles, limo y arena o cualquier combinación de los mismos; (b) al menos un tipo de material de arcilla; y (c) al menos un tipo de fibras vegetales; dicha mezcla está caracterizada por tener un contenido de líquido de al menos 20% en peso del peso de la mezcla fibrosa; ii) añadir dicha mezcla a un molde; iii) procesar la mezcla en dicho molde; comprendiendo el procesamiento: (a) calentar la mezcla a una temperatura de entre 60 °C y 140 °C; (b) aplicar una presión de compresión predeterminada; y (c) secar dicha mezcla con lo que es obtenido dicho producto final; en el que dicho producto final está caracterizado por tener una resistencia a la flexión de entre 4 MPa y 7 MPa.

Description

DESCRIPCIÓN

Procedimiento de fabricación de artículos degradables y reciclables

Campo tecnológico

La presente invención pertenece al campo de los procedimientos ecológicos para la preparación de productos a partir de mezclas a base de tierra.

Técnica anterior

Las referencias que son consideradas relevantes como antecedentes de la materia objeto desvelada en la presente memoria son enumeradas a continuación:

• US2013237633

• WO2005089181

• US6335089

• CN103496029

• Jaquin, Paul A. et al. Alabama. “Analysis of historie rammed earth construction". En Proc. 5th Int. Conf. Structural Analysis of Historical Constructions, Nueva Delhi, India, vol. 2, págs. 1091 a 1098. 2006

• Ciurileanu, Gabriela-Teodora e Ildiko Bucur Horvath. “ The Use o f Cement Stabilized Rammed Earth for Building a Vernacular Modern House", 2012

El reconocimiento de las referencias anteriores en la presente memoria no debe ser inferido en el sentido de que sean de alguna manera relevantes para la patentabilidad de la materia objeto desvelada en la presente memoria.

Antecedentes

La industria de materiales de construcción y la industria de productos de acabado de diseño de interiores está controlada por cemento convencional, cal viva, yeso y arcilla quemada. Los procedimientos de producción de esos materiales son uno de los procedimientos más contaminantes del medio ambiente en el mundo industrial. La producción de cemento Portland por sí sola es responsable del 6% de las emisiones de gases de efecto invernadero que son emitidas actualmente a la atmósfera. Esta forma de contaminación es provocada por la combustión de materias primas para crear este cemento, lo que da como resultado la liberación de dióxido de carbono debido a la descomposición de las materias primas de carbonato y debido al alto consumo de energía necesaria para su producción. El procedimiento de combustión da como resultado la liberación de gases peligrosos adicionales tales como sulfuros. La liberación de esos gases a la atmósfera y el efecto resultante en la capa de ozono es sentida dramáticamente y sus duras consecuencias ya se pueden ver en todo el mundo. Un aspecto crítico adicional en la industria del hormigón es el desafío de tratar los escombros de los elementos de hormigón/construcción destruidos después de alcanzar su vida útil final, o debido a la destrucción repentina temprana del elemento de hormigón/construcción. Incluso en los países desarrollados que reciclan esos escombros, la cantidad de material reciclado que es reutilizada para nuevos elementos de construcción es limitada. El resto de los materiales reciclados/no reciclados son vertidos en terrenos abiertos del país, lo que provoca una contaminación de la tierra y las aguas subterráneas y provoca que estos terrenos abiertos sean inutilizables para cualquier fin agrícola o poblacional. En diversas publicaciones, ha sido sugerida la reutilización de materiales de desecho para la producción de nuevos productos. Por ejemplo, el documento US2013237633 se refiere a un material compuesto que comprende un primer componente y un segundo componente, el primer componente comprende un elemento orgánico y un elemento termoplástico y el segundo componente comprende al menos un elemento seleccionado entre el grupo que consiste en caucho vulcanizado y cuerdas de neumáticos. Esta publicación además desvela un procedimiento que comprende mezclar mientras es calentado bajo fuerzas de cizallamiento un primer componente que comprende desechos orgánicos y desechos termoplásticos con un segundo componente que comprende al menos un elemento seleccionado entre el grupo que consiste en caucho vulcanizado y cuerdas de neumáticos; para obtener una masa fundida; procesar la masa fundida, comprendiendo el procesamiento al menos enfriar la masa fundida para obtener un material compuesto que comprende: elemento orgánico; elemento termoplástico; y al menos un elemento seleccionado entre el grupo que consiste en caucho vulcanizado y cuerdas de neumáticos.

También es conocido el uso de mezclas de lodo y paja como materia prima para fabricar ladrillos y para llevar a cabo diversas construcciones montadas en el suelo y/o en la pared. Estas mezclas todavía son usadas, principalmente por poblaciones subdesarrolladas en aldeas remotas de todo el mundo para la construcción de casas de ladrillo, chozas de vivienda y construcciones internas de las mismas, tales como repisas inamovibles y planos de trabajo empotrados en las paredes o plantados en el suelo de las casas de ladrillo y chozas rurales. Los ladrillos de lodo comúnmente son fabricados por medio de la mezcla de tierra con agua, la colocación de la mezcla en moldes con forma y dimensiones de acuerdo con los ladrillos deseados, la deshidratación de la mezcla moldeada para el endurecimiento inicial y después la extracción de los ladrillos formados para un secado lento final. A menudo son añadidos a la mezcla paja o fibras naturales similares en determinadas cantidades para la mejora de la resistencia y a fin de evitar el agrietamiento.

Las tendencias aparentes en la civilización moderna, junto con las capacidades de producción mejoradas, han llevado al desarrollo de algunos productos industriales pero amigables con el medio ambiente, tales como bloques de tierra comprimida y bloques de tierra comprimida estabilizada producidos por la máquina de apisonamiento de bloques sugerida por el documento WO2005089181, un panel de fibra y arcilla como es sugerido por el documento US6335089, y un tablero de fibra de paja de acuerdo con el documento CN103496029. Dicha publicación de patente US6335089 se refiere a un panel de arcilla reforzada con fibras que tiene baja permeabilidad al agua. El panel de fibra-arcilla está hecho a partir de una mezcla de arcilla y fibra recuperada del clarificador primario, un material de desecho producido por las plantas de celulosa. La mezcla es comprimida y secada para formar un panel que tiene una rigidez similar a la de un contrachapado y un bajo coeficiente de conductividad hidráulica. Los paneles son útiles para el revestimiento y cobertura de sitios de eliminación de desechos, sótanos impermeables y aplicaciones similares.

El documento CN 103496029 está dirigido al procedimiento de preparación de material en el que la paja es transportada a una trituradora de vórtice y es triturada en bandas rotas con una longitud de 3 cm a 6 cm; las bandas rotas son transportadas a una trituradora de césped hidráulica, es añadida agua, la temperatura aumenta a 180 a 220 °C, son llevadas a cabo la molienda y frotación a 150 a 450 vueltas por minuto, es llevada a cabo la deshidratación, son formados materiales moldeados de lodo húmedo, son transportados a una esponja de fibra para ser frotados y son transportados a una caja de pulpa, es añadida agua reciclada para remojar y lavar los materiales, y la relación en peso de los materiales en forma de lodo húmedo y el agua reciclada es de 1:6 a 8; el remojo y el lavado son llevados a cabo tres o cuatro veces, la deshidratación y la concentración son llevadas a cabo a través de una máquina decker, las impurezas y las fibras gruesas son eliminadas a través de una pantalla presurizada y son obtenidos materiales de fibra de paja húmeda con un contenido de humedad de 70 a 80%. De acuerdo con esta publicación, la deshidratación es llevada a cabo en los materiales de fibra de paja húmeda, son obtenidos materiales de fibra de paja seca con un contenido de humedad de 5 a 10%, la formación de la manta es llevada a cabo en los materiales de fibra de paja seca después del dimensionamiento y los materiales de fibra de paja seca son fabricados en el tablero de fibra de paja a 180 a 220 °C en un modo de prensado a través de un termocompresor.

Si bien dichas tres últimas publicaciones se refieren al uso de recursos naturales como materias primas, la mayoría de las soluciones contemporáneas que involucran el desarrollo de bloques de construcción fuertes y estabilizados aplican cemento, polímeros y materiales no degradables. La adición de estos materiales a una mezcla a base de suelo da como resultado productos no biodegradables con beneficios ecológicos limitados en comparación con las soluciones comunes a base de cemento.

El documento WO 2013/155542 A2 desvela un procedimiento de producción de un material seco, sin cocer, que puede ser procesado en una moldura tal como un ladrillo.

Descripción general

Vista desde un aspecto, la presente invención proporciona un procedimiento de preparación de un producto final que comprende las etapas de: i) proporcionar una mezcla que comprende un líquido y una mezcla fibrosa, comprendiendo dicha mezcla fibrosa: (a) al menos un material de tierra natural seco seleccionado entre minerales de tierra insolubles, limo y arena o cualquier combinación de los mismos; (b) al menos un tipo de material de arcilla; y (c) al menos un tipo de fibras vegetales; dicha mezcla está caracterizada por tener un contenido líquido de al menos 20% en peso del peso de la mezcla fibrosa; (ii) añadir dicha mezcla a un molde; (iii) procesar la mezcla en dicho molde; comprendiendo el procesamiento: (a) calentar la mezcla a una temperatura de entre 60 °C y 140 °C; (b) aplicar una presión de compresión predeterminada; y (c) secar dicha mezcla con lo que es obtenido dicho producto final; en la que dicho producto final está caracterizado por tener una resistencia a la flexión de entre 4 MPa y 7 MPa.

Cualquiera o más de las siguientes características y diseños pueden ser aplicados al procedimiento de manera independiente o en combinación:

• la presión de compresión está entre 4 MPa (40 bar) y 10 MPa (100 bar).

• la presión de compresión es aplicada de manera continua o no continua.

• la presión de compresión aumenta o disminuye durante la aplicación de la presión de compresión.

• la resistencia a la compresión del artículo de fabricación es de al menos 8 MPa.

• la resistencia a la compresión del artículo de fabricación es de al menos 20MPa

• la presión de compresión es aplicada sobre la mezcla entre 5 min y 30 min.

• el tiempo de calentamiento corresponde sustancialmente a la aplicación de las presiones de compresión.

• el procedimiento además comprende secar el artículo de fabricación durante un período de tiempo a una temperatura de entre aproximadamente 60 °C y aproximadamente 100 °C.

• el procedimiento además comprende secar el artículo de fabricación durante un período de tiempo a una temperatura de aproximadamente 80 °C.

• el procedimiento además comprende secar el artículo de fabricación durante al menos 5 horas a una temperatura de entre aproximadamente 60 °C y aproximadamente 100 °C.

• la temperatura es de aproximadamente 80 °C.

• la presión de compresión aplicada a la mezcla está entre 4 MPa (40 bar) y aproximadamente 10 MPa (100 bar).

• la presión de compresión aplicada a la mezcla es de aproximadamente 6 MPa (60 bar).

La materia objeto desvelada se refiere a mezclas a base de tierra, procedimientos de preparación de una mezcla y procedimientos de formación de artículos de fabricación, así como también moldes para moldeo por compresión (moldeo por prensado en caliente) de mezclas a base de tierra mediante el uso del procedimiento de la materia objeto desvelada, incluidas las mezclas que contienen uno o más de los minerales que aparecen naturalmente con la siguiente formación: arena, limo, arcilla o cualquier combinación de los mismos. La presente invención proporciona un procedimiento de preparación de un producto final de acuerdo con la reivindicación 1.

Es desvelado (pero no reivindicada) una mezcla que comprende:

(a) al menos un material de tierra natural seco seleccionado entre minerales de tierra insoluble, limo y arena o cualquier combinación de los mismos;

(b) al menos un tipo de material de arcilla;

(c) al menos un tipo de fibras vegetales; y

(d) líquido;

teniendo dicha mezcla un contenido líquido de al menos el 20% en peso del peso de la mezcla fibrosa.

Cualquiera o más de las siguientes características y diseños pueden ser aplicados a la mezcla, independientemente o en combinación:

• el contenido de líquido está entre aproximadamente el 20% en peso y el 50% en peso del peso de la mezcla fibrosa.

• el líquido es agua.

• el al menos un material de tierra natural constituye al menos el 60% en volumen de la mezcla de partículas. • El al menos un material de tierra natural seco constituye entre aproximadamente 60% en volumen al 80% en volumen del volumen total de la mezcla de partículas.

• El al menos un material de arcilla constituye al menos el 20% en volumen del volumen total de la mezcla de partículas.

• el al menos un material de arcilla constituye entre aproximadamente un 20% en volumen al 40% en volumen del volumen total de la mezcla de partículas.

• el al menos un material de arcilla está caracterizado por tener un tamaño de grano de hasta 2 micrómetros. • el al menos un material de arcilla está caracterizado por tener un tamaño de grano de entre aproximadamente 0,01 y aproximadamente 2 micrómetros.

• el al menos un tipo de fibra vegetal constituye al menos el 1% en volumen del volumen total de la mezcla fibrosa.

• el al menos un tipo de fibra vegetal constituye entre aproximadamente 1% en volumen al 11% en volumen del volumen total de la mezcla fibrosa.

• Además comprende al menos uno de al menos un aceite extraído de plantas, al menos un adhesivo extraído de plantas, al menos un tipo de sal soluble en agua y cualquier combinación de los mismos.

• el al menos un aceite extraído de plantas es seleccionado entre el grupo que consiste en aceites secantes y cualquier mezcla de los mismos.

• el al menos un adhesivo extraído de plantas es seleccionado entre el grupo que consiste en extractos de plantas y cualquier mezcla de los mismos, tal como tanino, lignina, proteína y similares.

• el al menos un tipo de sal es seleccionado entre el grupo que consiste en sales altamente solubles en agua y cualquier mezcla de las mismas.

• es capaz de ser moldeado térmicamente hasta un artículo de fabricación final que tiene una resistencia a la compresión de al menos 8 MPa.

• es capaz de ser moldeado térmicamente hasta un artículo de fabricación final que tiene una resistencia a la compresión de al menos 20 MPa.

• es capaz de ser moldeado térmicamente hasta un artículo de fabricación final que tenga una resistencia a la compresión de entre aproximadamente 10 y 30 MPa.

• Una mezcla que es totalmente reciclable y biodegradable.

Breve descripción de los dibujos

A fin de comprender mejor la materia objeto que es desvelada en la presente memoria y para ejemplificar cómo puede ser llevada a cabo en la práctica, a continuación serán descritas realizaciones, a modo de ejemplos no limitativos únicamente, con referencia a los dibujos adjuntos, en los que:

Las Figs. 1A a 1C ilustran un molde descrito con fines explicativos, en el que la Fig. 1A ilustra el molde en una configuración abierta en una vista en perspectiva lateral, la Fig. 1B ilustra el molde en una vista superior en una configuración cerrada; y la Fig. 1C ilustra el molde en una sección transversal tomada a lo largo de A-Aen la Fig. 1B;

Las Figs. 2A a 2C ilustran otro molde descrito con fines explicativos, en el que la Fig. 2A ilustra el molde en una vista en perspectiva despiezada, la Fig. 2B ilustra el molde en una vista superior en una configuración cerrada; y la Fig. 2C ilustra el molde en una sección transversal tomada a lo largo de B-B en la Fig. 2B;

La Fig. 3 ilustra una vista superior de baldosas fabricadas de acuerdo con ejemplos de la materia objeto desvelada; y

La Fig. 4 ilustra una pluralidad de artículos de fabricación, producidos de acuerdo con la materia objeto desvelada; y

La Fig. 5 ilustra una presentación gráfica de la distribución de partículas en un componente de una mezcla de acuerdo con un ejemplo de la materia objeto desvelada.

Descripción detallada de realizaciones

La materia objeto desvelada se refiere a mezclas a base de tierra y procedimientos de formación de artículos de fabricación de mezclas a base de tierra, incluidas mezclas que contienen uno o más de los minerales que aparecen de forma natural con la siguiente formación: arena, limo, arcilla o cualquier combinación de los mismos.

Diversos términos usados a lo largo de la memoria descriptiva y las reivindicaciones pueden ser definidos de la siguiente manera:

El término “mezcla" como es usado en la presente memoria se refiere a una combinación de al menos los componentes (a) a (d) como fue descrito en la presente memoria anteriormente.

La mezcla de la presente invención puede estar formada de cualquier forma adecuada para cualquier escala de producción de dicha mezcla.

Debe ser entendido que el término “material de tierra natural’ abarca el material procedente de minerales de tierra insolubles, limo y arena o cualquier combinación de los mismos, que son minerales insolubles de origen natural en bruto y/o procesados previamente (por ejemplo, molidos o particulados) que son hallados en cualquier área geográfica de la tierra. Este término define los materiales de tierra de origen natural que no son partículas de material de arcilla.

El término “mezcla de partículas" se refiere a partículas secas de la mezcla que comprende al menos un material de tierra natural procedente de mineral de tierra insoluble, limo y arena o cualquier combinación de los mismos y al menos un tipo de material de arcilla.

El término “mezcla fibrosa" se refiere a la mezcla de partículas combinada con las fibras vegetales de acuerdo con la materia objeto desvelada.

El término “mezcla total" se refiere a la combinación de los componentes de la mezcla (a) a (d) como fue discutido anteriormente.

Todas las cantidades o medidas indicadas a continuación con el término “aproximadamente” seguido por un número deben ser entendidas como que significan el número indicado con una posible tolerancia entre aproximadamente un 10% por encima del número indicado y un 10% por debajo de ese número. Por ejemplo, el término “aproximadamente 10%” debe ser entendido como que abarca el intervalo de 9% a 11%; el término “aproximadamente l0o °C” denota un intervalo de 90 °C a 110 °C.

Las formas singulares “un”, “una", ‘‘e l’ y “la" incluyen referentes plurales a menos que el contenido indique claramente lo contrario.

A lo largo de esta memoria descriptiva y las Reivindicaciones que siguen, a menos que el contexto requiera lo contrario, se entenderá que el término “comprende" y variaciones tales como “comprenden" y “que comprende" implican la inclusión de una característica o componente establecido pero no la exclusión de cualquier componente o característica. A este respecto, el término “que consiste esencialmente en” es usado para definir materiales compuestos que incluyen la característica o el componente mencionado pero excluyen cualquier otro elemento que pueda tener un significado esencial en la mezcla, procedimiento o artículo resultante.

En algunas realizaciones, dicho al menos un material de tierra natural constituye al menos el 60% en volumen de la mezcla de partículas.

En otras realizaciones, dicho al menos un material de tierra natural constituye entre aproximadamente 60% en volumen al 80% en volumen del volumen total de dicha mezcla de partículas. En realizaciones adicionales, dicho al menos un material de tierra natural constituye aproximadamente 60, 65, 70, 75, 80% en volumen del volumen total de dicha mezcla de partículas.

Debe ser entendido que el término “material de arcilla", como es usado en la presente memoria, abarca material de suelo o roca natural de grano fino que combina uno o más minerales de arcilla (son filosilicatos de aluminio hidratados, algunas veces con cantidades variables de hierro, magnesio, metales alcalinos, tierras alcalinas, y otros cationes que se encuentran en o cerca de algunas superficies planetarias) con trazas de óxidos metálicos y materia orgánica. Es considerado que el material de arcilla induce una adherencia entre los otros componentes contenidos en una mezcla de la materia objeto desvelada. El tamaño de grano de las partículas de material de arcilla puede ser variado de acuerdo con las propiedades mecánicas predefinidas (tales como la capacidad de resistir la compresión, la tensión y las cargas de flexión aplicadas sin fallar) del artículo de fabricación.

En algunas realizaciones, dicho al menos un material de arcilla constituye al menos el 20% en volumen del volumen total de dicha mezcla de partículas.

En otras realizaciones, dicho al menos un material de arcilla constituye entre aproximadamente un 20% en volumen al 40% en volumen del volumen total de dicha mezcla de partículas. En otras realizaciones más, dicho al menos un material de arcilla constituye aproximadamente 20, 25, 30, 35, 40% en volumen del volumen total de dicha mezcla de partículas.

En otras realizaciones, dicho al menos un material de arcilla tiene un tamaño de grano de hasta 2 micrómetros (es decir, el tamaño máximo del grano de arcilla es de 2 micrómetros). En realizaciones adicionales, dicho al menos un material de arcilla tiene un tamaño de grano de entre aproximadamente 0,01 y aproximadamente 2 micrómetros.

Debe ser entendido que el término “fibras vegetales" como es usado en la presente memoria abarca cualquier tipo de fibras derivadas de plantas. En algunas realizaciones, tales fibras vegetales pueden ser formadas por medio del procesamiento de plantas para formar fibras. En otras realizaciones, las fibras vegetales son extraídas naturalmente de las plantas. Los ejemplos no limitantes de tales plantas incluyen lino, sisal y cáñamo. Al menos una de las fibras vegetales tiene una alta resistencia a la tracción con un mínimo de aproximadamente 400 MPa. De acuerdo con un ejemplo de la materia objeto desvelada, la longitud puede ser de aproximadamente 4 a 20 mm.

En algunas realizaciones, dicho al menos un tipo de fibra vegetal de alta resistencia a la tracción constituye al menos el 1% en volumen del volumen total de la mezcla fibrosa.

En otras realizaciones, dicho al menos un tipo de fibra vegetal de alta resistencia a la tracción constituye entre aproximadamente 1% en volumen al 5% en volumen del volumen total de dicha mezcla fibrosa. En otras realizaciones más, dicho al menos un tipo de fibra vegetal de alta resistencia a la tracción constituye aproximadamente 1, 2, 3, 4, 5% en volumen del volumen total de dicha mezcla fibrosa. En otras realizaciones más, la fibra vegetal constituye al menos el 8% en volumen de la mezcla fibrosa total. En una realización más, la fibra vegetal constituye el 11% en volumen.

Las fibras vegetales proporcionan un refuerzo que puede mejorar las propiedades mecánicas del artículo de fabricación producido a partir de la mezcla de acuerdo con la materia objeto desvelada, por ejemplo, las resistencias a la flexión y la tensión de un artículo fabricado como es desvelado en la presente memoria. En algunas realizaciones, la mejora de las resistencias a la flexión y la tensión de los artículos fabricados pueden alcanzar hasta aproximadamente el 500% en comparación con un artículo correspondiente desprovisto de tales fibras o cualquier equivalente de las mismas.

En algunas realizaciones, dicha mezcla tiene un contenido líquido de entre aproximadamente 20% en peso y 50% en peso del peso de la mezcla fibrosa (todas las partículas con todas las fibras en estado seco). En otras realizaciones, dicha mezcla tiene un contenido de líquido de aproximadamente 20, 22, 24, 26, 28, 30, 32, 34, 36, 38, 40, 42, 44, 46, 48, 50% en peso del peso de la mezcla fibrosa.

En algunas realizaciones, dicho líquido es agua. En otras realizaciones, dicho líquido es un adhesivo de extracto vegetal o una mezcla de los mismos. En algunas otras realizaciones, una mezcla además comprende al menos uno de: al menos un aceite de extracto vegetal, al menos un adhesivo de extracto vegetal, al menos un tipo de sal soluble y cualquier combinación de los mismos. En algunas realizaciones, los adhesivos pueden ser resinas tales como Copal, Rosin y similares. En otras realizaciones, dicho al menos un adhesivo de extracto vegetal de origen natural es seleccionado entre el grupo que consiste en extractos vegetales y cualquier mezcla. En algunas realizaciones, los adhesivos de extractos de plantas son seleccionados entre tanino, lignina, proteína (por ejemplo, proteína de soja) y cualquier mezcla de los mismos.

En realizaciones adicionales, dicho al menos un tipo de sal soluble es seleccionado entre el grupo que consiste en sales de alta solubilidad tales como Cloruro de Magnesio, Cloruro de Calcio, NaCl y cualquier mezcla de los mismos.

En algunas realizaciones adicionales, una mezcla puede ser moldeada por calor (es decir, moldeada en una forma final mediante el uso de un molde y calentada a una temperatura deseada y/o por medio de aplicación de presión adicional) para dar un producto final que tiene una resistencia a la compresión de al menos 8 MPa.

En algunas otras realizaciones, una mezcla puede ser moldeada térmicamente para dar un producto final que tiene una resistencia a la compresión de al menos 20 MPa.

En algunas realizaciones adicionales, una mezcla puede ser moldeada térmicamente para dar un producto final que tiene una resistencia a la compresión de entre aproximadamente 10 y 30 MPa. En algunas otras realizaciones, una mezcla puede ser moldeada térmicamente para dar un producto final que tiene una resistencia a la compresión de aproximadamente 10, 15, 20, 25, 30 MPa.

En algunas realizaciones, una mezcla es definida como completamente reciclable y biodegradable (antes o después de ser moldeada para dar un producto final).

El término “biodegradable" como es usado en la presente memoria se refiere a la degradación (ya sea parcial o total) de una mezcla de la presente invención (ya sea antes o después de ser moldeada en el producto final) por cualquier medio biótico o abiótico (los medios bióticos incluyen, pero no se limitan a, bacterias, hongos u otros medios biológicos, los medios abióticos incluyen, pero no se limitan a, exposición a rayos UV, erosión atmosférica u otros medios atmosféricos naturales).

A fin de obtener las propiedades mecánicas deseadas en el artículo de fabricación de la materia objeto desvelada, la distribución del tamaño de partícula de una mezcla de la materia objeto desvelada debe corresponder a otras mezclas no naturales que puedan proporcionar tales propiedades mecánicas (tales como, por ejemplo, concreto, cuya distribución de partículas está definida típicamente por el modelo de A&A y/o el modelo de Fuller que se discutirán en la presente memoria a continuación con referencia a la Fig. 5).

La Fig. 5 es una presentación gráfica de la distribución de partículas en un ejemplo de un material de tierra natural, cuya distribución está representada por la línea continua. La representación ilustra que una línea de clasificación de distribución de partículas de mezcla de tierra es insuficiente en partículas en el intervalo de partículas de tamaño de arcilla. Será apreciado que en este caso, las partículas de arcilla se añadirán en la cantidad suficiente para elevar el nivel de dichas partículas para que se ajusten a la curva de distribución de partículas del material deseado, por ejemplo, hormigón.

Para preparar la mezcla de acuerdo con la materia objeto desvelada, debe ser hecha una determinación de los componentes del material de tierra seca de la mezcla y su distribución de tamaño de partículas. Después de dicho análisis, puede ser determinado cuál y si debe ser añadido algún componente adicional que tenga un tamaño de partícula específico y predefinido. En algunos casos, puede ser usada la adición de partículas de arcilla para llevar la mezcla a una cierta distribución de tamaño de partículas predefinida que proporcione las propiedades mecánicas deseadas para el artículo de fabricación. En algunos casos, dicha adición de material de arcilla debe ser añadida de forma que incluya tanto arcilla esférica como bentonita con una relación entre bentonita: arcilla esférica de 1:2 hasta 1:4.

Tras el análisis del material de tierra natural seco y la adición opcional de partículas adicionales (tales como arcilla), la mezcla es proporcionada además con componentes de refuerzo tales como fibras vegetales (por ejemplo, lino, ramio, cáñamo). La adición de los componentes de refuerzo puede estar entre aproximadamente 1% y 6% en volumen de la mezcla fibrosa. En algunas realizaciones, pueden ser añadidas otras fibras a la mezcla, por ejemplo, fibras vegetales naturales con cualidades únicas significativas, tales como aislamiento térmico o acústico, tales como kenaf o varillas para dátiles.

En algunas realizaciones, de 1 a 10% en volumen del volumen total de la mezcla fibrosa pueden ser adhesivos naturales o pueden ser usadas sustancias de encolado/unión tales como tanino, lignina, proteína como parte de la mezcla.

En determinadas realizaciones, la mezcla además comprende sales altamente solubles tales como cloruro de magnesio, cloruro de calcio, NaCl que son añadidas al líquido antes de mezclarlo con los componentes secos de la mezcla.

En el contexto de la mezcla desvelada en la presente memoria, el término “distribución de tamaño de partículas’’ se refiere a las fracciones relativas en la mezcla de partículas de diversos intervalos de tamaño dados. Por ejemplo, dicha porción de tipos de tierra de diferentes orígenes puede comprender aproximadamente un 50% de partículas grandes de un intervalo de tamaño entre 63 mm y 630 mm, 44,5% de partículas de tamaño mediano de un intervalo de tamaño entre 2 mm y 63 mm, y 5,5% de partículas de tamaño pequeño en el intervalo de tamaño entre 0,02 mm y 2,00 mm.

La optimización de la distribución del tamaño de las partículas está dirigida a aumentar la resistencia del producto final y su capacidad para resistir las fuerzas de compresión, tensión y flexión aplicadas. Cabe señalar que si la distribución del tamaño de las partículas no es planificada adecuadamente o no es considerada adecuadamente al crear la mezcla de tierra, es muy probable que el producto final comprenda cavidades de aire entre las partículas de tierra. Esto dará como resultado una seria disminución de la resistencia del material y de las propiedades de carga del artículo final. Por lo tanto, es recomendado que los huecos libres entre partículas de intervalo de tamaño relativamente grande estén ocupados por una fracción apropiada de partículas de intervalo de tamaño relativamente mediano. Después, las partículas finas de un tamaño de intervalo relativamente pequeño llenarán los huecos más pequeños que quedan entre las partículas de los intervalos de tamaño grande y mediano, y un contenido de arcilla dentro (o que constituye) las partículas de tamaño de intervalo pequeño proporcionarán la unión de toda las partículas de mezcla en una sola pieza deshidratada y compactada. Dicha deshidratación y compactación puede ser lograda bajo la presión y el calor proporcionados al mismo a través del molde durante el procedimiento de moldeo desvelado en la presente memoria, o por medio de cualquier procedimiento de producción durante el cual la mezcla es comprimida y deshidratada en un grado similar al que es sugerido en la descripción del procedimiento de moldeo desvelado en la presente memoria.

En caso de que la distribución del tamaño de partículas en una mezcla de tierra natural no satisfaga los requisitos de resistencia de un producto previsto, las cualidades de unión interna natural en dicha mezcla pueden ser mejoradas y/u optimizadas por medio de la complementación de la mezcla con arcillas finas tales como bentonita y arcilla esférica.

En diversas realizaciones, las fibras vegetales son cortadas a una longitud predeterminada entre 2 mm y 20 mm, en algunos ejemplos en el intervalo de 6 a 14 mm. Las fibras apropiadas para una variedad de aplicaciones pueden ser extraídas de acuerdo con la disponibilidad local y las consideraciones de diseño de, por ejemplo, lino, bases de hojas de palma, trigo, bambú, coco, cáñamo, desperdicios de dátiles, paja de trigo, fibras de Kenaf (Hibiscus cannabinus), mimbres, sisal u otras fibras con características similares.

Dicho refuerzo permitirá la minimización del espesor del producto hacia, por ejemplo, de 3 a 4 mm para artículos tales como tonos claros y, por ejemplo, 10 mm para baldosas de pared.

TABLA 1: MEZCLA A BASE DE TIERRA - Composición de Material

Será apreciado que la mezcla puede ser mezclada en cualquier maquinaria adecuada, tal como un mezclador continuo, que puede dar como resultado una mezcla homogénea de material. El material seco versus el material mojado puede tener diferentes procedimientos de mezcla.

En algunos ejemplos, el material de tierra natural debe ser granulado o particulado. La formación de partículas del material puede ser obtenido por medio de machacado, trituración, molienda, moltura, rajado, corte en cubitos, trituración, desmenuzado, picado por medio de procedimientos convencionales de reducción de tamaño, que incluyen, pero no se limitan a, desfibradoras, trituradoras, picadoras, granuladoras, que, cuando es necesario, pueden estar equipadas con cuchillas, martillos o placas. Puede ser aplicado un procedimiento igual o similar a las fibras vegetales así como también o en combinación con procedimientos conocidos para tratamientos de fibras vegetales.

Además, antes de la mezcla, puede tener lugar el secado parcial o total del componente de tierra natural de la mezcla. El secado puede ser logrado por cualquier medio, por ejemplo, simplemente dejando reposar la materia, colocando la materia bajo una corriente de aire seco, en una cámara de horno o exprimiendo el líquido, si corresponde.

De acuerdo con un ejemplo de la materia objeto desvelada, el procedimiento comprende la etapa de revestir el artículo de fabricación después del secado. En algunas realizaciones, los agentes de revestimiento pueden ser aceite de extracto vegetal natural o adhesivo de extracto vegetal natural. Dicho al menos un aceite de extracto vegetal es seleccionado entre el grupo que consiste en aceites secantes (por ejemplo, aceite que puede reaccionar químicamente o reticulado por medio de una fuente de oxígeno. Los ejemplos de tales aceites son: nueces, tung, aceites de linaza y cualquier mezcla de los mismos). De acuerdo con otro ejemplo, el agente de revestimiento puede ser una resina de extracto natural o mezcla a base de resina. De acuerdo con un ejemplo más, el artículo puede ser revestido mediante el uso de una combinación de agentes de revestimiento como es desvelado en la presente memoria.

El procedimiento de acuerdo con una materia objeto desvelada es llevado a cabo mediante el uso de un molde para proporcionar la forma deseada del artículo de fabricación.

En algunos ejemplos del procedimiento de la materia objeto desvelada en la presente memoria, la presión ejercida por el molde de la mezcla durante el procedimiento es cambiada gradualmente (ya sea aumentada o disminuida) al menos a lo largo de un intervalo de tiempo predeterminado durante el procedimiento. Esto es a fin de personalizar la densidad del artículo de fabricación formado durante el procedimiento (debido a diversos factores tales como la pérdida de fluido o el secado, y el cambio estructural de las partículas de arcilla presentes en la mezcla de la materia objeto desvelada con los otros componentes de dicha mezcla).

Algunos ejemplos del procedimiento desvelado en la presente memoria además comprenden una etapa de revestimiento del artículo de fabricación formado por el procedimiento desvelado. Dichos componentes de revestimiento incluyen, pero no se limitan a, aceites de extractos naturales y resinas de extractos naturales.

Los productos que pueden ser formados a partir del procedimiento que es la materia objeto de la materia objeto desvelada en la presente memoria incluyen, pero no se limitan a, materiales en las industrias de la construcción y el diseño como es observado, por ejemplo, en las Figs. 3 y 4 que ilustran baldosas y componentes de construcción de acuerdo con la materia objeto desvelada. Los artículos pueden ser configurados para su uso como baldosas de interior y exterior, baldosas de suelo, tejas, bloques de construcción (por ejemplo, mampostería), elementos de construcción ligeros tales como cortinas claras, muebles de exterior, revestimientos, sistemas de división interior, piezas de muebles y cualquier otro tipo de artículos que tengan cualquier forma y tamaño deseados. Sin embargo, el procedimiento no está limitado a la preparación de los tipos de productos mencionados anteriormente. Como es observado en la Fig. 4, está dispuesta una pluralidad de baldosas T para producir un revestimiento de pared decorativo. Como es observado en la Fig. 3, las baldosas pueden ser de diversos colores y texturas (en estas figuras son presentados seis ejemplos; sin embargo, será apreciado que puede ser fabricada una gran variedad de colores y tonalidades, por ejemplo, a partir de mezclas de tierras naturales o con colores afectados por pigmentos de color orgánicos) que son determinados en función de la mezcla usada para su fabricación. Será apreciado que la geometría de las fibras vegetales afectará al aspecto exterior del artículo de fabricación.

Será apreciado que si bien la materia objeto desvelada en la presente memoria motiva que después de alcanzar su tiempo de vida final, los artículos pueden ser reutilizados (reciclados) total o casi completamente y, alternativamente, serán degradados naturalmente a sus componentes de nutrientes de la tierra, el uso de pequeñas cantidades de material de encolado/unión/cementado no natural en las mezclas de tierra desveladas en la presente memoria a fin de satisfacer las demandas de una norma local o debido a otras restricciones o requisitos, no debe ser considerada una desviación del alcance de la materia objeto desvelada en la presente memoria, a condición de que tal uso no cambie drásticamente las cualidades alcanzables por la materia objeto desvelada en la presente memoria sin el uso de dicho material no natural.

Procedimiento de fabricación de un artículo

De acuerdo con la materia objeto desvelada, es proporcionado un procedimiento para la formación de artículos caracterizado por tener una resistencia a la flexión estructural. De acuerdo con la materia objeto desvelada, la resistencia a la flexión está entre aproximadamente 4 MPa y 7 MPa. De acuerdo con un ejemplo de la materia objeto desvelada, la resistencia a la flexión es de aproximadamente 6 MPa. Será apreciado que la resistencia a la flexión de la mezcla varía a lo largo de las etapas del procedimiento. El artículo de fabricación producido por cualquiera de los procedimientos de acuerdo con la materia objeto desvelada tiene una resistencia a la compresión de al menos aproximadamente 8 MPa. De acuerdo con otro ejemplo de la materia objeto desvelada, la resistencia a la compresión del artículo de fabricación es de al menos aproximadamente 20 MPa.

El procedimiento de acuerdo con una realización de la materia objeto desvelada comprende:

- proporcionar una mezcla que comprende un líquido y una mezcla fibrosa, comprendiendo la mezcla fibrosa:

o al menos un material de tierra natural seleccionado entre minerales de tierra insolubles, limo y arena o cualquier combinación de los mismos;

o al menos un tipo de material de arcilla;

o al menos un tipo de fibras vegetales; y

dicha mezcla está caracterizada por tener un contenido líquido de al menos el 20% en peso del peso total de la mezcla fibrosa;

- añadir la mezcla a un molde;

- procesar la mezcla, comprendiendo el procesamiento calentar la mezcla a una temperatura de entre 60 °C a 140 °C bajo una presión de compresión predeterminada y secar la mezcla con lo que es obtenido un artículo de fabricación.

El procesamiento de la mezcla de acuerdo con un ejemplo de la materia objeto desvelada comprende calentar la mezcla a una temperatura predeterminada de aproximadamente 80 °C mientras es aplicada presión de compresión a la misma. De acuerdo con un ejemplo de la materia objeto desvelada, la presión de compresión puede estar entre aproximadamente 4 MPa (40 bar) y aproximadamente 10 MPa (100 bar). Será apreciado que la presión puede ser aplicada gradualmente hasta alcanzar la presión de compresión entre aproximadamente 4 MPa (40 bar) y aproximadamente 10 MPa (100 bar). De acuerdo con un ejemplo, la presión de compresión es de aproximadamente 6 MPa (60 bar). La aplicación gradual de la presión permitirá controlar la distribución de la mezcla a la que es aplicada la presión de compresión, para permitir la liberación de fluido de la misma y evitando dañar la mezcla. El fluido puede comprender el líquido añadido a la mezcla y/o los líquidos liberados de los componentes que forman el primer componente de la mezcla. Será apreciado que la presión de compresión puede ser aumentada y/o disminuida durante el procedimiento como fue discutido. De acuerdo con un ejemplo, la presión puede ser aumentada o disminuida dependiendo del cambio de volumen de la mezcla total. De acuerdo con algún ejemplo, la cantidad de fluido liberado de la mezcla también es monitoreada durante el procedimiento. La cantidad de líquido liberado puede ser medida durante el procedimiento y por medio de la comparación de, por ejemplo, el volumen de líquido liberado de la mezcla bajo compresión (R) con la cantidad de líquido introducido en la mezcla mientras se mezcla el mismo (I), en el que R < I, la presión de compresión es mantenida y aumentada entre aproximadamente 4 MPa (40 bar) y aproximadamente 10 MPa (100 bar). De acuerdo con un ejemplo, la presión es aumentada a aproximadamente 6 MPa (60 bar).

Además será apreciado que la presión de compresión es aplicada durante un período de tiempo predeterminado. Si bien la aplicación de presión de compresión comienza gradualmente, la mezcla de presión es presionada bajo una presión constante durante un período de tiempo predeterminado después de alcanzar la presión predefinida y requerida, como es descrito en la presente memoria.

De acuerdo con un ejemplo, la presión de compresión constante es aplicada sobre la mezcla entre aproximadamente 5 min y aproximadamente 30 min. De acuerdo con un ejemplo específico, la presión de compresión es aplicada entre aproximadamente 5 minutos y aproximadamente 20 minutos. De acuerdo con un ejemplo más, la presión es aplicada entre 5 minutos y aproximadamente 10 minutos. De acuerdo con otro ejemplo más, la presión es aplicada durante unos 8 minutos. Si bien la presión aplicada sobre la mezcla puede variar durante el procedimiento, será apreciado que el procedimiento de calentar la mezcla a una temperatura de entre aproximadamente 60 °C y aproximadamente 140 °C, o de aproximadamente 80 °C a aproximadamente 100 °C, o 80 °C es continuo y es paralelo al procedimiento de aplicación de la presión de compresión como es descrito en la presente memoria.

El procedimiento de acuerdo con un ejemplo de la materia objeto desvelada además comprende secar el artículo de fabricación después de liberar la presión de compresión del mismo. El secado es llevado a cabo de acuerdo con un ejemplo durante un período de tiempo a una temperatura de entre aproximadamente 60 °C y aproximadamente 100 °C, o aproximadamente de 70 °C a 90 °C, o aproximadamente 80 °C. El secado es llevado a cabo durante al menos 5 horas.

Para proteger el artículo y como fue discutido anteriormente, puede ser revestido adicionalmente mediante el uso de agentes de revestimiento tales como aceites secantes, resinas, extractos de plantas y similares. Será apreciado que el revestimiento puede mejorar aún más la resistencia a la flexión del artículo, lo que da como resultado un artículo caracterizado por tener una resistencia a la flexión como es descrito en la presente memoria o incluso superior. El revestimiento de acuerdo con un ejemplo de la materia objeto desvelada es llevado a cabo siguiendo el procedimiento de secado y después de permitir que el artículo de fabricación alcance la temperatura ambiente (por ejemplo, 25 °C).

La mezcla de la materia objeto desvelada puede ser usada en una variedad de procedimientos industriales, para formar una variedad de artículos de fabricación y productos semiacabados o acabados. Los ejemplos no limitantes incluyen material de construcción, paneles, tableros, tarimas, macetas, componentes del sustrato de crecimiento de plantas y muchos otros. De acuerdo con algunos ejemplos, las aplicaciones esperadas pueden ser elementos prefabricados tales como baldosas (de pared y suelo), paneles divisores, paneles acústicos, ladrillos, estructuras modulares ligeras, soluciones prefabricadas de exterior tales como mobiliario público, etc.

En algunos ejemplos de acuerdo con la materia objeto desvelada, el procedimiento comprende preparar un artículo que comprende dos o más materiales adheridos entre sí para formar laminados y similares, en los que al menos una capa comprende el artículo formado a partir del material de mezcla como fue discutido con referencia a los ejemplos de la materia objeto desvelada. Tales estructuras de múltiples capas pueden ser obtenidas por medio de laminación, co-compresión, sobremoldeo para formar el producto de múltiples capas.

Será descrito un molde configurado para moldeo por compresión con fines explicativos, que comprende una cavidad sellable con fluido configurada para recibir y contener una mezcla A y en la que al menos una porción del molde es configurada para aplicar presión de compresión sobre la mezcla recibida dentro de la cavidad del molde 250. Un ejemplo del molde designado en general con el número 200 es ilustrado en las Figs. 2A a 2C. El molde está configurado para moldear un artículo 300 alargado sustancialmente plano.

El molde 200 comprende una porción inferior del molde 220 y una porción superior del molde 240 configuradas cada una para su unión a una superficie de pared inferior 245 y una superficie de pared superior 225, respectivamente. En el ejemplo ilustrado, las porciones de molde pueden ser unidas de forma desmontable a las superficies de pared respectivas, la porción superior del molde en este ejemplo está fijada mediante el uso de elementos de tipo tornillo 247. Para proporcionar sellado en los puntos de unión, las porciones de molde están provistas de respectivos anillos de sellado 222 y 242. Será apreciado que las respectivas porciones del molde 220 y 240 y las superficies de pared 225 y 245 pueden ser formadas integralmente. El molde además está provisto de una pared circunferencial 270 que en este ejemplo es rectangular. La cavidad del molde 250 (vista en sección transversal en la Fig. 2D) corresponde sustancialmente a una forma del artículo de fabricación 300 para ser moldeado por ella. El molde está provisto de un pasaje de fluido 280 que se extiende circunferencialmente al menos alrededor de una de las porciones del molde 220 y 240, y en este ejemplo es proporcionado al menos alrededor de la porción inferior del molde 220. Como es observado mejor en la Fig. 2d , el pasaje 280 está configurado por medio del suministro de una porción inferior del molde que tiene una anchura w más estrecha que la anchura constituida por la distancia entre el lado interior 272 de las paredes opuestas de la pared 270 que se extiende circunferencialmente.

El molde además comprende al menos un conducto de fluido activo 260, en el ejemplo ilustrado son proporcionados cuatro conductos de fluido 260, que se extienden a través de la pared 270 que se extiende circunferencialmente del molde 200. Cada conducto de fluido comprende un puerto de entrada 262 (visto, por ejemplo, en la Fig. 2D) y un puerto de salida 264. El conducto de fluido 260 se extiende a través del molde de forma que el puerto de entrada está en comunicación fluida con la cavidad sellable con fluido y está configurado para la extracción de fluido de la cavidad sellable con fluido cuando el molde está en funcionamiento.

De acuerdo con un ejemplo de la materia objeto desvelada, los conductos de fluido 260 están asociados con un generador de vacío (por ejemplo, bomba de vacío) (no mostrado) conectable a través de los tubos 290 configurados para el sellado de la articulación al puerto de salida 264 del conducto a través del miembro de sellado asociado 295. Este generador de vacío está configurado para facilitar la extracción de fluido de la cavidad sellable por fluido a través de al menos un conducto de fluido 260.

Puede ser proporcionado al menos un conducto de fluido con un miembro de filtrado que se extiende a lo largo de al menos una porción del mismo para filtrar sustancias líquidas de la mezcla mientras se mantienen las sustancias no líquidas (no mostradas). En otro ejemplo, el miembro de filtrado está configurado para permitir el paso de partículas que no excedan el tamaño del vapor y/o las moléculas de agua de la mezcla contenida dentro de la cavidad del molde. Será apreciado que sólo un número seleccionado entre conductos de fluido puede ser asociado con una bomba de vacío, en cuyo caso los conductos restantes serán sellados con fluido para mantener la capacidad de sellado de la cavidad sellada con fluido 250.

Será apreciado que uno o más de los conductos de fluido pueden ser configurados para la introducción de la mezcla en la cavidad sellable con fluido. El molde 200 además está configurado para el moldeo por compresión, en cuyo caso la superficie de la pared superior será accionada y presionada sobre la mezcla contenida dentro de la cavidad 250.

Un molde designado en general como 100 de acuerdo con otro ejemplo es descrito con propósitos explicativos con referencia a las Figs. 1A a 1C. La Fig. 1A ilustra el molde 100, en una vista despiezada. El molde comprende una primera parte 140 y una segunda parte 140 configuradas para engancharse superpuestas entre sí para definir una cavidad 160 configurada para recibir y retener una mezcla de moldeo A. El molde 100 comprende al menos una parte móvil, en el presente ejemplo la primera parte 120, que al moverse está configurado para aplicar presión sobre la mezcla de carga Arecibida dentro de la cavidad del molde 160. La primera parte 120 puede ser asociada, por ejemplo, con un miembro de presión, configurado para moverlo y aplicar presión de compresión sobre la mezcla A a medida que la parte de presión 120 se mueve hacia la parte de base 140. Como es observado mejor en la Fig. 1C, la parte de base 140 está provista de una cavidad configurada para recibir en ella la mezcla de carga A y además un miembro sobresaliente 125 de la parte móvil 120, de forma que la superficie exterior del miembro sobresaliente 125 corresponda sustancialmente a la superficie exterior del artículo que se va a producir. Las partes del molde se superponen de forma que es formado un intersticio entre ellas, constituyendo el intersticio un pasaje de fluido. Como puede ser observado en la Fig. 1A, el miembro sobresaliente 125 se superpone con las paredes internas del miembro de base 140, sin embargo, las dimensiones del mismo son ligeramente más pequeñas que las dimensiones de la cavidad dentro del miembro de base (es decir, la anchura de la protuberancia w es más estrecha que la distancia w' entre las paredes laterales opuestas del miembro de base 140, es decir, w < w'). Además, la protuberancia está rodeada solo parcialmente por la cavidad del molde inferior para formar el intersticio en la circunferencia de la protuberancia y el espacio entre las dos partes del molde, constituyendo juntas el pasaje 165. Así es formado un pasaje de fluido 165 y se extiende entre la superficie exterior 127 de la protuberancia 125 y la superficie interior 165 de la cavidad 160. Este pasaje 165 permitirá la salida del fluido de la cavidad del molde durante el procedimiento.

La cavidad 160 está definida por las dos partes de molde 120 y 140, cuando en las configuraciones cerradas, corresponde sustancialmente a la forma del artículo a moldear y, como en este ejemplo, a un artículo de fabricación curvo. La cavidad 160 es sustancialmente sellable para evitar el escape de la mezcla de la misma durante el procedimiento de moldeo, sin embargo, se permite que el fluido escape a través del pasaje 165 como es indicado.

El molde además comprende un pasador de extracción 170 que se extiende en la parte de base 120 que es accionada cuando es completado el procedimiento de moldeo, y el artículo puede ser retirado.

Los moldes 100 y 200 ilustrados con fines explicativos están configurados para moldeo por compresión. Además, los moldes están configurados para la transferencia de calor. El molde puede ser formado a partir de cualquier material adecuado o una combinación de materiales adecuados para resistir las presiones de compresión como es discutido en la presente memoria y para conducir y mantener el calor como es discutido más en la presente memoria.

Descripción detallada de ejemplos no limitantes

Ejemplo: Preparar un producto como es observado, por ejemplo, en las Figs. 3 y 4

A. Preparación de una mezcla de acuerdo con la materia objeto desvelada

1. Obtener materiales de suelo de una zona de importación seleccionada, aptos para la fabricación de productos en base a pruebas preliminares que muestran el tamaño máximo de partícula de acuerdo con lo necesario.

2. Preparar los suelos mediante el uso de un separador de partículas y/o por medio de trituración para obtener una distribución de tamaño de partículas predeterminada y el secado de las partículas.

3. Determinar la distribución del tamaño de partícula de los materiales y añadir de acuerdo con lo necesario la cantidad de arcilla necesaria.

4. Preparar una mezcla de todas las partículas secas (es decir, “mezcla de partículas”) por medio de la mezcla de las mismas de manera homogénea.

5. Cortar fibras vegetales al tamaño deseado, por ejemplo, en base a consideraciones de resistencia y visibilidad para el artículo de fabricación final y secarlas antes de su uso posterior.

6. Añadir las fibras vegetales a la “mezcla de partículas”, mezclar en chozas, hasta lograr la homogeneidad (también denominada “mezcla fibrosa”).

7. Calcular la cantidad de líquido necesaria para la mezcla.

8. Preparar el líquido, si es necesario, disolver las sales en el líquido antes de añadirlo a la “mezcla fibrosa” para crear la “mezcla total”.

9. Precalentar el molde a la temperatura deseada.

10. Añadir el líquido a la “mezcla fibrosa”, mezclar hasta conseguir una mezcla homogénea.

11. Verter la “mezcla total” en el molde.

B. Moldeo de la mezcla

12. Cerrar el molde sobre la mezcla y es aplicada presión gradualmente a velocidad constante, hasta lograr la presión deseada, en base a las propiedades necesarias y la viscosidad de la mezcla.

13. Una vez que es alcanzado el umbral de presión preestablecido, es activado el temporizador para el procedimiento.

14. Durante la compresión del molde, la presión debe ser controlada para mantener una presión constante durante todo el procedimiento. Es aplicado un vacío alternativamente durante la compresión para extraer y recoger cualquier exceso de líquido del molde.

15. Una vez finalizado el tiempo de compresión la presión es descargada y es llevada a cabo la extracción de la muestra del molde.

16. El producto final es secado.

17. Enfriar del producto.

18. Aplicar un revestimiento adecuado en al menos una capa para recibir el producto final.

Claims (6)

REIVINDICACIONES

1. Un procedimiento de preparación de un producto final que comprende las etapas de:

i) proporcionar una mezcla que comprende un líquido y una mezcla fibrosa, comprendiendo dicha mezcla fibrosa: (a) al menos un material de tierra natural seco seleccionado entre minerales de tierra insolubles, limo y arena o cualquier combinación de los mismos;

(b) al menos un tipo de material de arcilla; y

(c) al menos un tipo de fibras vegetales;

dicha mezcla está caracterizada por tener un contenido de líquido de al menos 20% en peso del peso de la mezcla fibrosa;

ii) añadir dicha mezcla a un molde;

iii) procesar la mezcla en dicho molde; comprendiendo el procesamiento:

(a) calentar la mezcla a una temperatura de entre 60 °C y 140 °C;

(b) aplicar una presión de compresión predeterminada; y

(c) secar dicha mezcla con lo que es obtenido dicho producto final;

en el que dicho producto final está caracterizado por tener una resistencia a la flexión de entre 4 MPa y 7 MPa.

2. Un procedimiento de acuerdo con la reivindicación 1, en el que la presión de compresión está entre 4 MPa y 10 MPa.

3. Un procedimiento de acuerdo con la reivindicación 2, en el que la presión de compresión es aplicada de manera continua o no continua.

4. Un procedimiento de acuerdo con la reivindicación 1, en el que la resistencia a la compresión del producto final es de al menos 20 MPa.

5. Un procedimiento de acuerdo con la reivindicación 1, en el que la presión de compresión es aplicada sobre la mezcla entre 5 min y 30 min.

6. Un procedimiento de acuerdo con la reivindicación 1, que además comprende secar el producto final durante un período de tiempo a una temperatura de entre 60 °C y 100 °C.