A lo largo de las siguientes líneas intentaremos comprender como se subdividen los diferentes tipos de elementos de fijación para carpintería metálica, su concepción y los diferentes tipos de sistemas presentes en el mercado.
Los elementos de fijación estructural asumen una función destacada tras la entrada en vigor de las normativas europeas EN 14399, EN 15048, EN 1090-2.
En dichas normativas se definen las características de los diferentes tipos de elementos de fijación para carpintería metálica. Actualmente diferenciamos dos tipologías subdivididas en función del tipo de conjunto a realizar:
- Conjuntos de precarga (EN 14399), realizados con sistemas HV, HR y HRC.
- Conjuntos sin precarga (EN 15048), denominados SB (Structural Bolt).
Los elementos que componen los diferentes conjuntos son básicamente un tornillo y una tuerca, en el caso de conjuntos según la EN 15048, y un tornillo, una tuerca y una doble arandela en el caso de conjuntos según la EN 14399.
Conjunto de precarga – EN 14399
En lo que respecta a los elementos de fijación controlada con precarga, su aplicación es preferible en el caso de que la estructura o unión a realizar cuente predominantemente con fuerzas de tracción: es precisamente en estas ocasiones cuando se logra la mayor eficacia.
Los conjuntos de precarga incluyen tres tipologías diferentes. HV, HR y HRC.
Dado que los sistemas HV y HR se deben considerar como totalmente equivalentes, la elección de mantenerlos separados se debe principalmente a la diferente «filosofía» de rotura en caso de tensiones. De hecho, el sistema HV (de origen alemán) prevé una tuerca más baja, de tal modo que sometida a tensión por tracción sea precisamente esta la que ceda antes y se rompa, solo después se romperá la rosca interna. En cambio el sistema HR (de origen francés), además de prever una tuerca más alta, presenta también una rosca del tornillo más amplia; esto supone precisamente la diferencia en el modo de ceder de la fijación, favoreciendo un mayor alargamiento del elemento de fijación y por tanto el colapso del mismo. Además de esta diferencia, podemos observar también el hecho de que los sistemas HV prevén únicamente tornillos de clase 10.9, mientras que los sistemas HR están previstos también para la clase 8.8.
Recordemos que estamos hablando de conjuntos de elementos de fijación controlada, por lo que la precarga se realiza por medio de una llave dinamométrica; de este modo se tiene el control en el par de apriete aplicado al conjunto. Se introduce, por tanto, un factor importante denominado factor K, que determina el rendimiento del par de apriete en función de la precarga aplicada. Dicho factor es fundamental para la estanqueidad del par, pero depende de varios factores, algunos de ellos de difícil control/gestión, de hecho depende de las fuerzas de fricción que se crean entre los diferentes elementos y en las que, a su vez, influyen otros factores: velocidad de apriete, rugosidad de la superficie de contacto, tolerancias de acoplamiento, posibles tratamientos térmicos y/o superficiales aplicados a los elementos, etc. Teniendo en cuenta esta consideración se entiende porqué los elementos de fijación controlada son especialmente sensibles también a pequeños cambios, como por ejemplo las variaciones en el acabado de los mismos; por ello es necesario que el conjunto se suministre en cajas selladas junto con una prueba del conjunto, entregada por el mismo fabricante, sin posibilidad de utilizar lotes diferentes.
Para ambos conjuntos es obligatorio el marcado CE con marca del fabricante además de las siglas HV o HR tanto sobre los tornillos como sobre los pernos así como la marca H sobre las arandelas.
El sistema HRC ha sido estudiado precisamente para eliminar las dudas respecto a la aplicación en el correcto par de apriete, de hecho, en este conjunto las tuercas se aprietan por medio de una herramienta concreta, un atornillador eléctrico con par superpuesto, que controla de modo preciso la precarga aplicada.
Dicha herramienta actúa sobre el par de apriete utilizando un doble sistema de atornillado, donde el primero actúa sobre la tuerca rotándola, mientras que el segundo sistema se «encarga» de que no se mueva el tornillo enganchándose en la parte saliente del mismo, estudiado con una resistencia tal para que se rompa durante la segunda fase de atornillado quedando quieta la tuerca y rotando (en sentido contrario) el tornillo. Una vez alcanzada la resistencia límite del saliente del tornillo este se desprenderá y se habrá alcanzado así el correcto apriete final. En este caso el nivel de precarga se define por el mismo sistema de apriete HRC.
La conformidad a la norma EN 14399, de elementos y conjuntos, es necesaria y se debe demostrar a través de dos pruebas:
- Initial type testing
- Periodical audit
Ambos controles corren por cuenta del fabricante y son aptos para monitorizar características dimensionales, mecánicas y funcionales de los productos.
Por otra parte cada producto debe ir acompañado de la Declaración de Prestación (DoP) que debe contener todas las características requeridas por la normativa y, al menos, una prestación prevista del producto.
Conjunto sin precarga – EN 15048
En lo referente a los sistemas SB difieren sobre todo de aquellos precedentes en que no necesitan de un apriete controlado, dado que es suficiente un apriete de tipo manual, alcanzando la condición denominada «snug-tight». Por consiguiente, con esta condición es obvio que la precarga aplicada es reducida, por lo que es posible hacer uso de tornillos de todos los tipos de resistencia.
Lo más importante es que la condición de «snug-tight» se alcance por todos los elementos de fijación montados, de tal modo que se dé una situación de apriete uniforme.
Se debe tener especial cuidado para evitar el apriete excesivo, especialmente en el caso de tornillos cortos.
El procedimiento de apriete hasta alcanzar la condición de «snug-tight» se debe realizar partiendo de las partes más rígidas de la junta. Moviéndose progresivamente hacia las partes menos rígidas.
El tornillo debe sobresalir al menos una rosca completa por la cara no apoyada de la tuerca.
Además de esta diferencia sustancial, referente a la metodología de apriete, se evidencia la diferencia de aplicación entre los dos sistemas con predilección por el sistema SB – EN 15048 para estructuras tensionadas principalmente por corte. También es este caso es necesario aportar la prueba de conjunto tuerca-perno, colocar la marca CE sobre los productos y la marca del fabricante.
Para ambas normas (EN 14399 y EN 15048) hay reglas precisas en lo referente a los embalajes (como ya se indicó anteriormente). Las opciones son dos:
- Embalajes únicos que contienen tuerca + tornillo para sistemas SB y tuerca + tornillo + arandela para sistemas HV, HR y HRC con procedencia de un único lote de cada pieza.
- Embalajes separados para tuercas, tornillos y arandelas, pero procedentes de un único lote sobre el que el fabricante habrá indicado las características del apriete.
Los elementos de fijación para carpintería requieren de una atención especial, son productos de alto nivel y es necesario colaborar con partners de confianza.
VIPA os garantiza la máxima atención en el suministro de elementos de fijación estructural, un soporte técnico excelente. Para los sistemas EN 14399 contamos con una cadena controlada, mientras que para las EN 15048 VIPA está certificada y asume la responsabilidad como si fuera el fabricante a todos los efectos.
