Autor
Carles Romea
Co-director del Máster Internacional en Estructuras de Edificación con CYPE y Director del Máster de Estructuras Metálicas y Mixtas en Edificación en en Zigurat Global Institute of Technology.
ESTRUCTURAS METÁLICAS SIN SOLDADURAS (I)
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El Diseño de las uniones en las estructuras es básico para determinar su comportamiento, ya que condicionan los movimientos y el comportamiento estructural del conjunto.
Hoy, puede parecer que la soldadura es un método común, pero hemos de darnos cuenta que su utilización masiva data desde la segunda guerra mundial, mientras que la construcción metálica tiene más de dos siglos de existencia.
En un principio las uniones con hierro colado, esto es fundición “gris”, se hacían mediante moldes que solucionaban algunos de los nudos más sencillos. Generalmente eran nudos articulados, que permitían ciertas soluciones estandarizadas.
Con la utilización del acero, material que no solo admitía la compresión, sino también la tracción, el trabajo a flexión simple o compuesta e incluso la torsión, tuvo que resolver como solucionar los efectos de las tracciones. También, el repertorio de los perfiles laminados utilizados no tenía la versatilidad de los actualmente disponibles, y mediante uniones, podían diseñar todo tipo de perfiles compuestos.
El roblón, verdadera pieza de unión, fue el material más utilizado. Los roblones, no eran más que “tornillos sin rosca” que actuaban como pasadores en la unión de dos superficies. Se calentaban en un hornillo, y se colocaban en caliente. Una vez introducidos, se golpeaban los extremos y una vez enfriados, debido a la retracción sufrida al perder dilatación, fijaban fuertemente las piezas a unir.
El roblón actúa como un auténtico cosido, y trabaja básicamente a cortante, aunque somete localmente a la unión a tensiones de tipo térmico, ya que los roblones, para poderse martillear debía estar al rojo vivo. Es famosa la imagen de los hornillos a pie de obra para colocarlos en las uniones estructurales.
A pesar de ser un sistema ampliamente extendido, mostró, dramáticamente sus limitaciones en el famoso hundimiento del Titanic. Las uniones de las chapas del acero del casco del transatlántico, roblonadas, poco pudieron hacer frente al embate terrible del iceberg, y el comportamiento de dichas uniones, a bajas temperaturas, mostraron su fragilidad extrema
Rotura de los roblones en uniones en el casco del Titanic
En la década de los años 40, la soldadura se implanta como nueva técnica de unión en las estructuras metálicas, aunque nuevamente su aplicación marina, con la producción masiva de los famosos Lyberty en la contienda mundial, se registró una desusada tendencia a la fractura estructural que fue asociada mayormente al uso de ciertas técnicas de soldadura; a una ejecución defectuosa; y menormente a un mal diseño, estructuras muy tensionadas y acero laminado de mala calidad en las planchas, que se volvía quebradizo a bajas temperaturas. Esta tendencia no se registraba en los buques fabricados con remaches. La propensión a fracturarse afectó hasta al 55% de los buques Liberty en mayor o menor grado.
Y si bien la soldadura ha sido una solución ampliamente utilizada, modernamente las uniones atornilladas, han ido limitando la soldadura al taller, donde las instalaciones fijas y un control de calidad más exhaustivo, han mejorado su aplicación. Hoy la solución mixta, soldadura-atornillada es la más utilizada, y también la más segura.
Rotura de los roblones en uniones en el casco del Titanic
En la década de los años 40, la soldadura se implanta como nueva técnica de unión en las estructuras metálicas, aunque nuevamente su aplicación marina, con la producción masiva de los famosos Lyberty en la contienda mundial, se registró una desusada tendencia a la fractura estructural que fue asociada mayormente al uso de ciertas técnicas de soldadura; a una ejecución defectuosa; y menormente a un mal diseño, estructuras muy tensionadas y acero laminado de mala calidad en las planchas, que se volvía quebradizo a bajas temperaturas. Esta tendencia no se registraba en los buques fabricados con remaches. La propensión a fracturarse afectó hasta al 55% de los buques Liberty en mayor o menor grado.
Y si bien la soldadura ha sido una solución ampliamente utilizada, modernamente las uniones atornilladas, han ido limitando la soldadura al taller, donde las instalaciones fijas y un control de calidad más exhaustivo, han mejorado su aplicación. Hoy la solución mixta, soldadura-atornillada es la más utilizada, y también la más segura.
