Captulo 4

Captulo 4

Maquinaria para fijar

Maquinaria para fijar

Generalidades sobre los sistemas de fijacin

La introduccin de nuevos modos de construccin, como montaje y construccin en invierno, industrializacin creciente, necesidad de comodidad y rapidez, planteamientos de problemas cada vez ms complicados en trabajos de interior, y tambin la obligacin de racionalizacin provocaron un desarrollo impetuoso en el campo de la construccin de los ltimos decenios. En el marco de este avance, se ha ampliado igualmente el espectro de los sistemas de fijacin, y con ello se han creado las condiciones para la realizacin de nuevos conceptos. A continuacin nos ocuparemos principalmente de la accin combinada de los diferentes componentes que forman un sistema en el proceso de fijacin, as como las relaciones tcnico-fsicas y los criterios de seleccin para las diferentes posibilidades de fijacin.

Desde el punto de vista actual, los sistemas de fijacin tienen dos caractersticas principales:

Forman parte de un campo tan universal y ramificado que todava no ha sido posible crear un principio de ordenacin para englobar todos los sistemas, elementos y tcnicas en forma realmente clara.

La tecnologa de los procedimientos de fijacin est supeditada a una marcha de desarrollo que fluye permanentemente.

Conceptos Bsicos

Por sistemas de fijacin han de entenderse diversos mtodos con los que se unen piezas entre s de manera fija o desmontable.

El procedimiento tpico para crear una unin fija es el encolado. La unin mediante tornillos representa en cambio la clsica unin desmontable. Segn sea preciso instalar un componente en posicin horizontal o vertical, se obtienen diferentes tareas de fijacin. Los componentes como por ejemplo pared o techo proporcionan en general el material base para el elemento de fijacin ( clavo, perno ).

Dado que la calidad de una fijacin depende de condiciones bien definidas, todo aquel que deba realizar una unin impecable debera reflexionar seriamente antes de la eleccin del elemento de fijacin. La decisin se puede ver influenciada por los siguientes factores

Elemento de unin y procedimiento de colocacin

Unin entre el elemento de fijacin y el material base o la construccin del material base

Modificacin por envejecimiento, corrosin, temperatura y cambio de utilizacin.

Procedimiento de Fijacin Directa

Es cuando la parte por fijar se coloca en una fase de trabajo sin necesidad de preparar el material base. La preparacin del material de base y la fijacin propiamente tiene lugar en una sola operacin de trabajo. En tal caso los elementos de fijacin se introducen en el material de base ( acero, hormign, mapostera, etc. ) con la ayuda de una carga impulsora. La nica condicin es que sea comprimible o deformable plsticamente, logrando con ello las propiedades de sujecin del elemento de fijacin.

La introduccin de elementos de fijacin templados, como pernos y clavos, en materiales de construccin duros ( hormign y acero ) mediante la utilizacin de la fuerza procedente de una carga impulsora ha conducido a la creacin de dos tipos diferentes de herramientas. Los primeros colocadores de clavos eran las llamadas herramientas de disparo que se perfeccionaron con el tiempo para convertirse en herramientas de seguridad de pistn. Estas han desalojado casi por completo las herramientas de disparo libre, debido a que con los equipos de disparo libre se produjeron algunos accidentes graves que habran podido evitarse indudablemente en caso de utilizacin de equipos de pistn.

Para ejecutar una fijacin directa se usan las herramientas accionadas por plvora. Bsicamente estas herramientas funcionan segn el principio del disparo donde la energa de los cartuchos es transmitida al elemento a fijar.

Existen dos formas de transmitir la energa del disparo al elemento a fijar

Equipos de disparo libre

En estos equipos, la totalidad de la energa de la carga impulsora se transmite al clavo en forma de energa cintica, en un tiempo sumamente corto. Ello tiene como resultado la enorme velocidad de hasta 500 m/s con lo que el clavo choca sobre la superficie como si se tratara de un proyectil. A pesar de todas las medidas de seguridad y de las severas prescripciones, no es posible excluir en la prctica rebotes y paso a travs del material base. Figura 1.

Equipos con el principio del pistn

Es completamente diferente al del disparo libre, ya que en este caso, la energa de la carga impulsora no se transmite directamente sobre el clavo, sino que primeramente acelera un pistn acoplado en medio de una masa tan grande que la energa de movimiento del clavo y tambin su velocidad se reducen fuertemente. Ella corresponde a unos 100 m/s, lo que significa que el clavo est sometido a un empuje en lugar de ser disparado. Figura 2

Entre los equipos con el principio del pistn, los ms conocidos son las herramientas accionadas con plvoras tipo HILTI, las cuales constan de los siguientes componentes

Cartuchos

Elemento fijador. (Clavos , pernos, elementos especficos )

Herramienta ( llamada en obra pistola )

Cartuchos

Los cartuchos se introducen en la herramienta la que mediante un percutor induce el disparo del mismo transmitiendo la energa a un pistn el cual impulsa el clavo.

Los cartuchos vienen en peines de 10 unidades cada uno y en diferentes colores. Tambin pueden encontrarse en tiras de xxxxx unidades.

Los diferentes colores del cartucho indican su potencia. As podemos encontrar en el comercio las siguientes alternativas : Figura 3

Adems de regular la potencia del disparo con el tipo de cartucho, tambin existe la posibilidad de regularla a travs de la herramienta, tal como indica la figura para la herramienta DX450 por ejemplo. Figura 4

De acuerdo a la apariencia del clavo despus de haberlo fijado podemos deducir si la energa o potencia utilizada fue la correcta. Observando las siguientes secuencias podemos comprender mejor este concepto. Figura 5

Elemento Fijador ( Clavos y pernos )

La escala de seleccin de las diferentes ejecuciones de clavos y pernos como elemento de fijacin es muy amplia, y dentro del marco de un perfeccionamiento constante se va aadiendo otras nuevas que permiten hacer frente a determinadas exigencias de la prctica.

Para asegurar al producto un mximo de dureza y al mismo tiempo una buena tenacidad, se aplican procedimientos costosos de tratamiento trmico. Adems, todos los elementos de fijacin reciben una capa de zinc como proteccin contra la corrosin.

Los elementos de fijacin para la fijacin directa se pueden subdividirse en tres grandes grupos :

Clavos

Es preciso diferenciar entre los as llamados clavos introducidos a mano y aquellos que se colocan con la ayuda de una herramienta colocadora de clavos, la que puede funcionar por aire comprimido o mediante un pistn accionado a plvora ( explosin de un cartucho ). Los clavos para ste ltimo tipo de herramienta estn provistos de una arandela destinadas a conducir el elemento dentro del tubo por donde se desliza el pistn, y al mismo tiempo, permite mejorar los valores mecnicos de resistencias.

Existe una gran variedad de clavos para sistemas accionados a plvora y bsicamente se diferencian por la configuracin de su cabeza, Longitud y Tipo de arandela. Figura 6

Configuracin de la cabeza : DN, NK, ENP cuando se antepone la letra E indica que el clavo tiene estras para fijarlo en acero.Ej. ENK, EDN

Longitud : Se expresa en milmetros y se relaciona con su dimetro.

Arandela : Cuando son de plstico se antepone una P; S = Arandela de acero; D= doble arandela (ambas de acero ); DP= doble arandela ( ambas de plstico)

Figura 7 . Detalle de un clavoUn ejemplo de nombrar un clavo sera DN 37 P8 donde37 DNes el tipo de cabeza

37es el largo del clavo en mm desde la parte inferior de la cabeza hasta la punta.

P8Tipo y dimetro en mm de la arandela y tambin del pistn que lo empuja

Es importante recordar que los pistones dependen del tipo de clavo, debiendo usar siempre el pistn adecuado. En los catlogos siempre indica el tipo de pistn segn el tipo de clavo.

Una herramienta puede usar distintos tipos de pistn segn el elemento fijador que vaya a utilizar. ( tipo de clavo, perno u otro ) Cmo se determina el largo correcto del clavo ?

a. Para determinar el largo del clavo de debe considerar dos factores :

b. Material del elemento base

c. Espesor del material del elemento que vamos a fijar en el material base.

Si el material base es hormign el clavo slo penetrar en l un mximo entre 22 mm a 32 mm. En caso de ser acero, la penetracin mxima ser de 12 mm.

Ejemplo (Figura 8 )

Se tiene que fijar una estructura metlica formada por ngulos 30 x 30 x 3 mm a una cadena de hormign. Qu largo de clavo elegimos?

Respuesta

El material base es hormign y el elemento a fijar es la estructura metlica. Con esto tenemos:

Penetracin promedio en hormign = 30 mm

Espesor estructura metlica = 3 mm

Total longitud del clavo 33 mm = 1 Pulgada

Entonces el largo del clavo ser 1 pulgada. En caso de colocar un clavo ms largo ste quedar sobresalido y no se penetrar completamente.

Cuando un clavo despus de un disparo queda sobresalido se tiene que revisar lo siguiente :

Largo del clavo que sea el correcto. En caso de estar utilizando un clavo ms largo que el necesario se deber cambiar el clavo por uno mas corto.

Energa de disparo de la herramienta.

Tipo de cartucho.

Pernos roscados

Se fabrican con roscas mtricas y en pulgadas. Las designaciones de las roscas en combinacin con las arandelas determinan la herramienta de colocacin correspondiente. Figura 9

Los pernos se denominan con la letra M y al igual que los clavos, al anteponerle la letra E indica que tiene estras para ser usado en acero.

Un ejemplo sera M6-20-22 D12 donde

20 M6indica que es un perno con rosca de 6 mm de dimetro

20indica que la rosca tiene 20 mm de largo

20indica la longitud del vstago o perno sin rosca

D12indica tipo y dimetro de la arandela con la misma nomenclatura que los clavos

Elementos Especficos

Aqu se encuentran las ejecuciones especiales para toda aplicacin imaginable, como clavos de atado para suspensiones de techo, elementos para fijacin de paredes intermedias ligeras, ganchos, etc. La forma de nombrarlos depende cada de ellos. Figura 11

La herramienta

Es en donde se produce la detonacin del cartucho y es por lo tanto una herramienta accionada por plvora para fijar clavos o pernos. Existen distintas fbricas de herramientas, entre las ms importantes estn HILTI, DIMAFI entre otras. Cada fabricante entrega al mercado una Unidad Tcnica , es decir, el funcionamiento correcto del sistema se puede garantizar cuando se utilizan con la herramienta los clavos y cartuchos originales, o productos de alta calidad equivalentes y autorizados.

Para ver en detalle una herramienta accionada por plvora ver anexo 1 Fichas Tcnicas.

Procedimiento de Insercin

Los elementos de fijacin se debern incorporar en la fase de fabricacin del material base, mientras que la parte de conexin se fija despus. La utilizacin de este procedimiento slo es posible en componentes hormigonados, y exige adems una planificacin previa a tiempo, del mismo modo que la determinacin exacta de los puntos de fijacin. Un ejemplo de esto son los anclajes metlicos que se dejan en los elementos de hormign, como placas, esprragos, prfiles, etc.Procedimiento Combinado

Mezcla ambos procedimientos y se siguen una serie de pasos. Un ejemplo es la colocacin de una fijacin con tarugos, en cuyo caso es necesario perforar el material base, colocar el tarugo y luego el elemento de fijacin.

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Figura 9

Figura 10. Detalle de un perno

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Figura 11

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Figura 8

Figura 6

Figura 5

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Figura 4

Figura 3

Figura 1

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