Estudios uniones / puente las cucharas

INTRODUCCIÓN

Toda obra construida consta de partes individualizadas, como: vigas, cerchas, cielos, pilares, etc. para lo cual dependiendo de su materialidad se han inventado elementos para unirlas (que pueden ser ínfimamente pequeños en relación al total construido). Cada ensamblaje de materialidades requiere un diseño de unión, diseño que a lo largo de la historia se tradujo en elementos que hoy en día resultan indispensables para la construcción de cualquier elemento: Desde una pequeña mesa hasta un complejo edificio. Su importancia entonces radica en la correcta ejecución de un proyecto desde la parte más mínima. A continuación se desglosarán los distintos métodos (más utilizados) de unión que se han inventado, pero principalmente el como dialoga cada pequeño elemento de unión con el material y de que manera estos elementos resisten los esfuerzos de tracción o compresión según sea el caso.

Clavo: Pieza metalica larga y delgada, con cabeza y punta que sirve para fijar o asegurar una cosa con otra, estructuras menores y de mediana dimensión

Tornillo: Cilindro de metal, madera, etc., con resalto en hélice, que entra y se enrosca en la tuerca, formando Uniones Desmontables para estructuras menores y de mediana dimensión.

Perno: Pieza de hierro cilíndrica, con cabeza redonda por un extremo y asegurada con una tuerca por el otro, que se usa para sujetar piezas de gran peso o volumen, estructuras mayores.

Soldar: Unir sólidamente dos cosas fundiendo sus bordes o alguna sustancia igual o semejante a las que se quiere unir, sirve para uniones permanentes y todo tipo de estructuras, la soldadura moderna entra en sustitución de la remachería.

Apoyar: Hacer que una cosa descanse sobre otra.

Trabar: Sujetar una cosa con otra de forma que no pueda moverse.

Remachar: Machacar la punta o la cabeza del clavo ya clavado, sirven para uniones permanentes y todo tipo de estructuras.

Encolar: Recubrir con cola una superficie para pegar algo sobre ella.

Amarrar: Atar con cuerdas, maromas, cadenas; Asegurar.

Coser: Unir con hilo enhebrado en la aguja.

Tarugos: Estructuras Menores son hechos de madera fueron la solución previa la invención de tornillos.

Las uniones constituyen el punto crítico de cualquier obra.

CLAVADO

El clavado es el sistema de unión fija más empleado en carpintería. Para llevarlo a cabo se emplean clavos o puntas, martillos y tenazas.

Los martillos están compuestos de una cabeza de acero y un mango de madera o acero. Podemos tener el martillo de peña, de bola y de uñas (con éste además de clavar podemos extraer clavos haciendo palanca).

Existen diferentes tipos de clavos según su cabeza plana, perdida, cilíndricos, ovaladas, tachuelas, horquillas etc.

ATORNILLADO

El atornillado es una de las operaciones más sencillas que se utilizan para unir piezas de madera. Es una unión desmontable para la que se emplean tirafondos y destornilladores.

Los tornillos son conexiones rápidas utilizadas en estructuras de acero livianas, para fijar chapas o para perfiles conformados de bajo espesor (steel framing). Las fuerzas que transfieren este tipo de conexiones son comparativamente bajas, por lo que normalmente se tienen que insertar una cantidad mayor de tornillos (hay que tener presente que los tornillos deben ser utilizados preferentemente para unir chapas delgadas). Los tornillos pueden ser autorroscantes o autoperforantes (no necesitan de perforación guía y se pueden utilizar para metales más pesados). Entre las ventajas de estas conexiones hay que destacar que son fáciles de transportar, existe una gran variedad de medidas, largos, diámetros y resistencia; y finalmente, que son fáciles de remover, factor importante para el montaje y desmontaje de los componentes de la estructura.

Los tirafondos tienen una rosca cónica acabada en punta, un cuerpo central y una cabeza de diferentes formas, provista de una ranura plana o de estrella.

Los destornilladores tienen un mango de madera, metal o plástico y una pala de acero endurecido que termina en una punta plana o en forma de estrella.

APERNADO

Otra forma frecuente de materializar uniones entre elementos de una estructura metálica es mediante pernos. Hoy, el desarrollo de la tecnología ha permitido fabricar pernos de alta resistencia, por lo que estas uniones logran excelentes resultados.

Entre las ventajas de las uniones apernadas se cuenta con que existe una amplia gama de dimensiones y resistencia, no se necesita una especial capacitación, no exige un ambiente especial para el montaje y simplica los procesos de reciclado de los elementos.

SOLDAR

La soldadura es la forma más común de conexión del acero estructural y consiste en unir dos piezas de acero mediante la fusión superficial de las caras a unir en presencia de calor y con o sin aporte de material agregado. Cuando se trabaja a bajas temperaturas y con aporte de un material distinto al de las partes que se están uniendo, como por ejemplo el estaño, se habla de soldadura blanca, que es utilizada en el caso de la hojalatería, pero no tiene aplicación en la confección de estructuras.

Cuando el material de aporte es el mismo o similar al material de los elementos que se deben unir conservando la continuidad del material y sus propiedades mecánicas y químicas el calor debe alcanzar a fundir las caras expuestas a la unión. De esta forma se pueden lograr soldaduras de mayor resistencia capaces de absorber los esfuerzos que con frecuencia se presentan en los nudos. Las ventajas de las conexiones soldadas son lograr una mayor rigidez en las conexiones, eventuales menores costos por reducción de perforaciones, menor cantidad de acero para materializarlas logrando una mayor limpieza y acabado en las estructuras.

Sin embargo, tienen algunas limitaciones importantes que se relacionan con la posibilidad real de ejecutarlas e inspeccionarlas correctamente en obra lo que debe ser evaluado en su momento (condiciones ergonométricas del trabajo del soldador, condiciones de clima, etc.) Hoy en día, una tendencia ampliamente recomendada es concentrar las uniones soldadas en trabajos en el taller y hacer conexiones apernadas en obra.

Las posiciones de soldadura típicas son: plana, vertical, horizontal y sobre cabeza; y expresan parcialmente las dificultades de la soldadura en terreno.

Los tipos de conexiones de perfiles y planchas por soldadura son las siguientes:

AMARRES

Los amarres sirven para atar troncos Juntos, Palos de escoba etc. en la construcción para comedores, sillas, zapateros, tendederos, etc., que es básico para el campamento, en ves de usar clavos, puntillas.

Es necesario tener en cuenta que los amarres deben ser resistentes. Existen Cinco clases de Amarres que se utilizan en los campamentos, los cuales son:

Amarre Cuadrado

Se usa para unir Dos troncos o palos cruzados en ángulo recto, especialmente cuando soportan un peso y tienen la tendencia de correrse hacia abajo. El primer paso: Para iniciar el amarre es con un nudo preferiblemente con un Ballestrinque en el tronco vertical, preferiblemente abajo del horizontal. El segundo paso: Es rodear con la cuerda los palos, dando mínimo tres vueltas alrededor de ellos y formando un cuadrado, después de la segunda vuelta el trazo debe ir dentro del cuadrado formado anteriormente. El tercer paso: Es dar mínimo 3 vueltas en redondo entre los palos, azocando fuertemente para que el amarre quede bien firme y con el resto de la cabuya que quede se termina con un ballestrinque en cualquiera de los 2 palos donde sea más fácil hacerlo.

Amarre Diagonal

Se emplea para unir dos palos de modo que forme un ángulo mayor o menor de 90° grados. El primer paso: Se inicia con un ballestrinque ó con un vuelta a la braza en el medio de los dos palos. El Segundo paso: Dar mínimo 4 vueltas en el mismo sentido alrededor de los palos formando una diagonal y también mínimo cuatro vueltas en el sentido contrario formando una X. El Tercer Paso: Sedan mínimo 4 vueltas en el medio de los palos y azocando la cuerda en cada vuelta para ir apretando el amarre. El tercer paso: Remate el amarre con un nudo preferiblemente con un ballestrinque.

Amarre Redondo

Este amarre sirve para unir dos palos paralelamente, para extender los palos para realizar diferentes construcciones como Puertas, Astas para Banderas, Camillas etc. Existen dos clases del amarre redondo: Redondo: Se realiza un solo amarre y es un poco resistente y se utiliza en las puertas giratorias. Redondo Doble: Se realizan dos amarres y esto hace que sea más resistente se utiliza en algunas construcciones básicas como, para extender los palos, camillas etc.

Amarre para Trípode

Se utiliza para amarrar tres palos, que tiene una posición paralela cada uno con respecto al otro y luego se forma un trípode. Primer paso: Se colocan los palos En forma paralela y se hace un ballestrinque en uno de los tres palos para iniciar el amarre. Segundo paso: Se cruzan los palos formando una pirámide de tres lados. Tercer paso: Se termina con un ballestrinque en el palo base.

REMACHADO

Cuando se habla de remachado se entiende que es la unión de dos elementos mediante un remache enterizo, tubular, semi-tubular ó a tiro, ultizadas para mantener unidas dos o mas piezas metálicas. Esta técnica que podremos definir ecológica, mediante una simple unión mecánica entre dos chapas. Pero existen innumerables ventajas. El aspecto ecológico ya ha sido evidenciado en los procesos de remachado, totalmente exento de humos, chispas, vapores, etc. Con el remachado es posible unir materiales diversos, ferrosos ó no, materiales pintados ó recubiertos, materiales compuestos. También es posible unir más de dos chapas a la vez.

Técnicas de Remachado

Remachadora CAP-66 autoperforante

Hasta hace algunas décadas, la técnica del remachado consistía en perforar las partes a unir, presentarlas con los agujeros alineados, insertar el remache y efectuar la unión. Esta operación se realizaba en frío o en caliente, según las dimensiones de remache. La necesidad de simplificar el proceso y hacerlo más económico ha favorecido el desarrollo de nuevas técnicas. Capmac en efecto ha trabajado con mucho empeño en dos líneas:

Remachado de piezas no pre-taladradas

Ya sea mediante remaches auto-perforantes ó mediante sistemas integrados de punzonado y remachado. Para el remachado de componentes pre-taladrados, Capmac propone sistemas multi-remache (incluso para ejes oblicuos, en superficies curvas) y soluciones de ingeniería de procesos eventualmente integradas con posicionado automático. La técnica de remachado de piezas sin pre-taladrado son múltiples. La solución de la técnica más conveniente depende principalmente del tamaño del utillaje necesario y del acabado deseado.

Tipos de Remaches

Colocación de los remaches

La instalación de los remaches corrientes consiste en hacer taladros en las piezas y unir de diámetro ligeramente mayor al del remache (0,03 a 0,08 mn), quitar las rebabas de los bordes de los taladros, meter el remache en éstos y trabajarlo. Este se realiza corrientemente por medio de un martillo neumático y una buterola para recalcar. La pistola o martillo de remachar es el aparato empleado para colocar los remaches. Está equipada con un juego de útiles para remachar, diseñados para conformar adecuadamente la cabeza del remache que se trabaja. El útil se adapta en el manguito de la pistola y se sujeta por medio de un muelle de retención, que debe estar siempre en su sitio para evitar que el útil pueda escaparse y hacer daño a cualquier persona que se encuentre en las proximidades. Durante el funcionamiento, un émbolo se mueve rápidamente hacia atrás y hacia adelante, dentro de la pistola, por medio de aire comprimido dirigido alternativamente a ambos lados del mismo, el cual, a su vez, empuja con rapidez al útil para dar forma a la cabeza.

ENCOLADO

Se denomina encolado a la unión fija de dos o más piezas por medio de una sustancia que, según sus características, se denominada pegamento o cola. Las colas o pegamentos más habituales son la cola blanca, la cola de contacto y el pegamento termofusible, aunque hay otros.

Pegamentos

Cola Blanca

Se trata de acetato de polivinilo. Es espesa, blanca y fácil de limpiar. Modo de empleo: se aplica sobre las superficies que se van a unir, se unen las piezas y se sujetan entre sí con gatos. Características: tarda bastante en secar pero las uniones son muy resistentes. No es tóxica y se puede utilizar sobre cualquier superficie, especialmente sobre madera.

Cola de Contacto

Es un adhesivo de caucho sintético, de color miel, de olor característico y muy inflamable. Modo de empleo: se aplica con una espátula una fina capa sobre las dos superficies que se desea unir: se deja secar unos minutos hasta que la cola no se muestra pegajosa al tacto y se unen las dos superficies, sin deslizarlas y presionanado ligeramente. Características: la unión es prácticamente instantánea y puede aplicarse a todo tipo de materiales. Sus vapores son tóxicos.

Pegamento Termofusible

Es un adhesivo sólido que se funde al aumentar la temperatura y vuelve a solidificarse al enfriarse. Modo de empleo: se presenta en forma de bastoncillos cilíndricos que se cargan en una pistola especial que se conecta a la red eléctrica. Al apretar el gatillo, el pegamento funde y sale por la boquilla. Características: la unión es firme a los pocos segundos y es ideal para pegar molduras y listones muy finos.

Otros Tipos

Además de los anterioes, existen otros tipos de colas y pegamentos en el mercado, aunque no suelen utilizarse para trabajar con madera. Es el caso del pegamento universal, las barras adhesivas, los pegamentos instantáneos o los epoxídicos.

Características

Todas constituyen una unión rígida y duradera, pero no resiste al agua, a menos que se trate de cementos epoxi, los cuales son a base de resinas epoxi, y son solubles en solventes químicos.

Las piezas a encolar deben ajustar perfectamente, cualquier juego provocará movimientos en las piezas que debilitarán la unión. Para maderas muy absorbentes, conviene encolar ambas superficies a unir. Las juntas deben quedar lo más unidas posible, si no llevan tornillos, se colocarán sargentos para mantener las piezas fijas hasta que seque. La cola vinílica, es de color blanco, espesor mediano, y su vehículo es el agua. Período de secado entre 1 y 2 horas. Hay cola vinílica normal o de secado rápido.

Procedimiento

Preparar la madera, limpiando, dejando secar, y alisando la madera, de modo que quede lisa y plana. No se deben pegar maderas podridas, se despedazan. Para un encolado común, se extiende una pequeña cantidad de cola con un pincel por la superficie a unir. Mantener las piezas unidas con presión, por medio de pinzas, prensas o sargentos, hasta que estén completamente secas. Este método no sirve para exteriores, pues la cola se disuelve en agua. Para maderas en exteriores se emplean cementos epoxi, respetando los tiempos de secado, las dosis, y las temperaturas. El encolado de madera es la unión más sencilla y económica. No requiere el uso de herramientas o habilidades especiales. Simplemente se aplica cola sobre las superficies que se van a unir y se deja endurecer completamente.

Tipos de ensambles

Algunos tipos de ensamblajes para encolado más comunes:

PUENTE LAS CUCHARAS

HISTORIA

El puente Las Cucharas nace de la necesidad de crear una nueva ruta hacia el interior de la zona y enlazar a la región con la capital, ya que en un principio (Se estudiaron originalmente tres posibles rutas: una de ellas pasaba por los pueblos de Casablanca y Melipilla, la segunda se internaba por el valle del Aconcagua hasta Los Andes, para atravesar luego por Montenegro (cuesta de Chacabuco) y Alto del Puerto; y la tercera, por las cuestas de Lo Prado y Zapata.) se pensó en crear una ruta por la costa hasta Con Cón y desde alli emprender la deseada apertura, pero el terreno costero no lo permitió ya que consistia principalmente de arenas movedizas y dunas que hacían imposible la faena. Es asi como el trabajo se deja por varios años, hasta que se entrega el trabajo a un nuevo ingeniero (William Lloyd) que crea esta nueva ruta que necesitaba un terraplén y la construcción de un gigantesco puente que unió en forma definitiva nuestra región: desde Valparaíso, Viña del Mar, El Salto (que era donde se abastecían de agua los trenes), Quilpué, Villa Alemana, Quillota, Llay Llay, Calera y Santiago. Pensemos que para el terremoto de 1906 este puente ya estaba en pleno funcionamiento.

Hablamos entonces de un monumento de acero de más de cien años (Para el año 1856 la vía llegaba hasta Limache y en 1858 hasta Quillota, aunque el servicio regular no pudo ser establecido sino hasta septiembre de 1861 fecha en que fue abierto al tráfico el túnel de San Pedro cuya construcción se había iniciado en 1855.) que hoy todavía nos presta servicio y al cual debemos una conectividad soñada, que nació de los sueños primeros de los hijos de los rieles.

CONSECUENCIAS TERREMOTO

Los pilares del puente sufrieron graves daños estructurales producto del terremoto que asoló la zona centro-sur del país. El intendente, Iván de la Maza; la gerenta del Merval, Marisa Kausel, y el seremi de Transportes, Mauricio Candia, supervisaron los trabajos de reparación, ocasión en la que informaron que el lunes se dispondrá de un servicio especial de metrotrén (el que se encuentra suspendido desde el día del fuerte sismo), que consta de viajes en dos tramos: Puerto-El Salto; Quilpué-Limache.

Cabe recordar que -a raíz del terremoto- el principal problema que imposibilita la restitución normal de la operación se encuentra en el sector del puente Las Cucharas, donde producto de una falla en el terreno, los pilares de la bóveda de acceso del lado Quilpué sufrieron daños por el esfuerzo de corte provocado por el sismo.

Se produjeron grietas horizontales que cortaron transversalmente los pilares de concreto sin armar, produciéndose un desplazamiento de la parte superior del pilar en aproximadamente 15 centímetros, explicó la gerenta de Merval.

BIBLIOGRAFIA

http://www.mercuriovalpo.cl/prontus4_noticias/site/artic/20100306/pags/20100306000421.html http://centroponga.bligoo.com/puente-las-cucharas