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14 de Septiembre, 2020

Desde tornillos a conectores de vigas: la función de los sistemas de conexión en la construcción con estructuras de madera

Conocidos comúnmente como “conectores” o “conexiones”, estas piezas metálicas cumplen el rol de unir dos elementos de una estructura, aportando resistencia y ductilidad. Existen varios tipos según la necesidad requerida: flejes, estribos, pletinas o un simple tornillo. Sea cual sea el uso, lo importante es elegir y aplicar correctamente el conector, porque de lo contrario la estructura puede colapsar.

Los conectores pueden llegar a ser el objeto más pequeño de una obra, pero al mismo tiempo, el más importante: de su correcta aplicación depende la unión efectiva de los elementos de la estructura en construcción.

Para Matías Urrejola, director de Ingeniería de la marca Simpson Strong-Tie, es más preciso hablar de “sistemas de conexión”, ya que dicho concepto abarca “distintos elementos como la pieza metálica a la que le llamamos conector, los fijadores y también el anclaje en el caso de querer conectar por ejemplo algún elemento de madera o acero, a fundación o muro”. Y respecto a su función, “son la forma más segura de vincular dos elementos de una estructura, ya que no solo aporta con resistencia, sino que también aporta con ductilidad. También es la forma más rápida y sencilla de conectar, ya que no se requieren realizar cortes especiales ni mayor trabajo para la alineación de los elementos”.

Mariano Garcés, director Comercial de la filial chilena de Rothoblaas, entrega una definición más sencilla: “Se habla de conector como un elemento o producto que genera una unión entre dos piezas de madera. Esta puede ser una unión simple o estructural”. Y distingue tres grandes grupos de conectores: tornillos para uniones de corte, placas y pletinas para uniones de momento, y angulares para fuerzas de tracción en un edificio.

Los conectores o conexiones unen dos elementos de una estructura

Por lo general las conexiones están hechas en base a acero galvanizado y pueden ser aplicadas en distintos ámbitos como carpintería, estructuras y exterior. La gama de variedades que existe es amplia. Los tornillos, pernos y puntas se consideran fijaciones. Y dentro de los conectores como tal se pueden encontrar flejes (anti deformación, estructuras y revestimientos), placas dentadas (uniones de corte entre superficies de madera), pletinas (fijación de falsos techos), estribos (para realizar faldones), pies de pilares (terrazas), uniones para vigas y escuadras (para uniones de 90°), entre otros.

Según Urrejola, los conectores más utilizados son “los hangers para conectar vigas, holdown para conectar los pies derechos a la fundación y prevenir volcamientos, los ángulos para diversas funciones y aplicaciones, los conectores H (H de hurricane) para prevenir cargas de levante por vientos, bases y coronas de columnas”. Además, el director de ingeniería destaca el rol que cumplen los conectores, que es “transferir correctamente (y su totalidad) los esfuerzos de elemento en elemento de la estructura hacia la fundación”. Y en caso de haber una falla en su aplicación, “puede provocar un colapso parcial o incluso total de la estructura. Es por eso la suma importancia de respetar el sistema de conexión que recomendamos como fabricante (conector, fijador y anclaje)”.

Las ventajas de la “fijación oculta”

Tornillos introducidos en la madera / Rothoblaas

Las “fijaciones ocultas”, es decir, tornillos que al ser insertados en la madera quedan escondidos a simple vista, según explica Mariano Garcés, entregan varios beneficios, como la resistencia al fuego: el tornillo, al estar inserto en la madera, queda protegido del fuego, por lo que “no pierde sus propiedades mecánicas y así permite que la estructura dure más tiempo antes de colapsar”. La resistencia a la corrosión: en el caso de aquellas construcciones en el borde costero, el tornillo oculto conector no queda expuesto a la salinidad del mar; por ende, no se corroe y oxida.

La fijación oculta entrega un menor tiempo de ejecución: “Insertar un tornillo demora aproximadamente de diez a 15 segundos, lo que permite que las uniones de madera sean muy rápidas a diferencia de las platinas exteriores, que toman mucho más tiempo en instalar porque llevan muchos clavos o pasadores, logrando similares resistencias”, afirma Garcés. También otorga un componente estético: “La mayoría de los arquitectos prefiere una unión limpia donde no se vea el conector”.

Recomendaciones para una correcta aplicación

Un error común, explica Matías Urrejola, es que “el cliente compre el conector, pero no los fijadores apropiados, instalando el conector con algún fijador (tornillo o clavo) que le sobró en obra. En estos casos es donde se debe considerar que la resistencia estructural que nosotros estipulamos en nuestro manual técnico puede que no se cumpla ya que se modificó un componente del sistema de conexión y lo más probable es que ocurra la corrosión galvánica (por el contacto de diferentes metales) dañando el conector”.

Tornillos dispuestos como conectores / Rothoblaas

Por su parte, Garcés recomienda “definir la carga solicitada en la unión, aspecto que determina un ingeniero calculista, quien también propone el uso del conector para el desarrollo del proyecto estructural. Además se debe considerar el tamaño: si se trata de una casa o de algo más pequeño como una pérgola o un deck (terraza)”.

Respecto a si la calidad o tipo de madera influye, Garcés señala que no es tan determinante: “En Chile principalmente se usa un solo tipo de madera estructural que es el pino radiata, en muy pocos casos se usa madera nativa en vigas laminadas. Por eso podemos decir que no influye tanto. Si se usa una madera extremadamente dura se recomienda hacer un pre agujero para ayudar a que el conector penetre de manera más fácil”.

Para Urrejola, los aspectos principales que se deben tener en cuenta a la hora de comprar un conector son las dimensiones y las resistencias. “Las dimensiones estarán vinculadas a los tamaños de los elementos que voy a unir y las resistencias estarán en función del tipo de conector, de la densidad de la madera (mientras más densa sea esta mayor resistencia) y cantidad, tipo, diámetro, largo y calidad de acero del fijador. Esta resistencia debe de ser superior a la carga solicitante calculada”, explica.


Escrito por Diego Zúñiga
Fotografía principal cortesía de Simpson Strong-Tie

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