Fijación Directa

La tecnología de fijación directa es un sistema en el que un clavo o perno se introduce en un material base que puede ser acero, hormigón o mampostería mediante una herramienta accionada por pólvora, batería o gas, en la que el pistón interno impulsa el elemento de fijación en el material base con una energía de accionamiento.

Este tipo de herramientas se lanzaron como una solución totalmente innovadora en la década de 1950. Desde entonces, se han producido mejoras y novedades que han ampliado y hecho avanzar el campo de la fijación directa, haciendo que estos sistemas sean más productivos, seguros y fiables.

Un sistema de fijación directa consta de tres componentes principales:
· Herramienta
· Energía de accionamiento
· Elemento de fijación
Mientras que la fijación directa utilizaba originalmente pólvora como fuente de energía, las energías accionadas por gas y por batería se han añadido como innovaciones más recientes en la fijación directa.
Dependiendo de la fuerza de accionamiento que se utilice, hay tres métodos principales disponibles cuando se fijan a materiales de base de acero: punta afilada, punta roma y tornillos de fijación de punta roma roscada. Consulta la siguiente tabla para obtener más información sobre cada uno de ellos.
Mecanismos de fijación en acero:

En los materiales base de acero hay cuatro mecanismos principales de fijación:fricción, acuñamiento, micro soldadura y fusión.

En el caso de un elemento de fijación de punta balística, cuando se introduce en el material base, éste se ve desplazado, ejerciendo una fuerza de compresión sobre la superficie del elemento de fijación. Por lo tanto, cuando se aplica una fuerza de tracción externa al perno de fijación, la carga se transfiere al material base por fricción. Si el elemento de fijación de punta balística tiene hendiduras a lo largo del vástago, el coeficiente de fricción en las zonas de contacto aumenta y se formará una interacción mecánica entre el material base y el elemento de fijación para crear un efecto de acuñamiento.

El efecto de soldadura se produce debido a la fina capa de zinc existente en la superficie del perno de fijación que se funde parcialmente durante la inserción al generarse altas temperaturas en la superficie del elemento de fijación durante ese proceso de inserción. La punta del elemento de fijación tiende a alcanzar temperaturas muy altas, lo que da lugar a la fusión entre el elemento de fijación, el zinc y el material base (acero). Esta fusión puede ser un importante mecanismo de fijación; sin embargo, esto solo se observa en los elementos de fijación de punta balística que no atraviesan el material base.

Los tornillos de punta roma experimentan principalmente mecanismos de fusión y fricción (anclaje), debido a que se introducen en un pretaladro de tamaño inferior al perno, lo que proporciona una capacidad de carga significativa. Los pernos de punta roma se introducen en un orificio guía previamente perforado con el sistema Hilti adecuado y crean un efecto de acuñamiento mediante las roscas presentes en el tornillo.
Mecanismos de fijación en hormigón:

Si el material base es hormigón, existen tres mecanismos principales de fijación:adhesión sinterización, acuñamiento y fricción/rozamiento.

Al igual que el mecanismo de soldadura que se consigue con las fijaciones en acero, el calor generado durante el proceso de inserción hace que el hormigón se adhiera alrededor del vástago del perno. La sinterización es el proceso en el que el hormigón alrededor del perno de fijación se compacta y forma una masa sólida alrededor de este perno debido al calor y la presión durante la instalación.

Finalmente, se desarrolla una fuerza de fricción alrededor del vástago del perno. En algunos casos, el perno consta a su vez de unas arandelas adicionales premontadas en el vástago que pueden ayudar a generar una mayor resistencia tanto a tensión como a cortante.

Factores que afectan a la capacidad de la fijación:

Una vez comprendidos los mecanismos básicos funcionamiento de la fijación directa, es importante conocer otros factores que pueden afectar a la capacidad de la fijación. En el caso del acero, algunos de los factores son el grosor y la resistencia a la tracción del material base, la dureza del elemento de fijación, la separación y la distancia entre los bordes de los elementos de fijación y el diámetro del vástago del perno. En el caso de las fijaciones en acero, la penetración de los elementos de fijación en el material base también influye en la capacidad de los mismos.

De forma análoga, en el caso de los elementos de fijación en hormigón, los factores son la profundidad de penetración en el hormigón, la resistencia a la compresión y el estado del hormigón, la dureza del elemento de fijación, la separación y la distancia entre los bordes de los elementos de fijación, y el diámetro del vástago del elemento de fijación.

Normalmente, a medida que aumenta la resistencia a la compresión del hormigón, también lo hace la capacidad de carga del elemento de fijación. Sin embargo, existe un rango de rendimiento óptimo de los elementos de fijación instalados en hormigón de 12 MPa a 40 MPa. Los fabricantes pueden testar los elementos de fijación en materiales de base con una resistencia a la compresión de hasta 60 MPa, pero es importante tener en cuenta que puede que sea necesario perforar previamente el material base para su correcta instalación.

Estos factores determinantes se evalúan y confirman durante los ensayos de acuerdo con la norma EAD 330083-02-60 para aplicaciones generales con pólvora en hormigón o la norma CUAP 06.02/05 para fijaciones en acero. Estas normativas de ensayo proporcionan coherencia en la evaluación de los elementos de fijación. La documentación técnica del fabricante y las homologaciones basadas en los códigos proporcionan orientación para el diseño teniendo en cuenta estos factores determinantes.