Uniones de la madera con o sin conexiones metálicas

Las estructuras de madera están formadas por piezas unidas entre sí. Las uniones constituyen posibles puntos débiles que es necesario estudiar con detalle. El agotamiento de una estructura se puede presentar simplemente por la falta de resistencia de cualquiera de estas uniones, muy a menudo ajeno a la propia madera.

El precio de las uniones es, por lo general, elevado. Esto hace que sea frecuente que el conjunto de los elementos de conexión y sus operaciones anexas constituyan entre el 20 y el 25% del costo total de la estructura.

Las uniones entre piezas de madera pueden clasificarse atendiendo a diversos criterios:

  • Por la forma del encuentro.
    • Empalmes (enlazadas por las testas).
    • Ensambles (las piezas se cortan formando un determinado ángulo).
    • Acoplamiento (las piezas se superponen por sus caras).
  • Por el medio de unión empleado.
    • Uniones tradicionales (carpintería).
    • Uniones mecánicas (herrajes).
    • Uniones encoladas (adhesivos).

La consideración de la protección por diseño ayudará también a la correcta elección de los herrajes y uniones. Se  evitará en particular las zonas de retención permanentes de agua (que deriva frecuentemente en aumento del riesgo de pudrición).

    Detalles constructivos

    En el diseño de las uniones en estructuras de madera con herrajes metálicos se tendrán en cuenta los siguientes factores:

    Aspectos constructivos
    • Entre las caras del herraje metálico y la pieza de madera debe existir una holgura (no debe exceder los 6mm.) con el fin de facilitar el montaje.
    • Se debe asentar la pieza de madera sobre el fondo  previamente a la colocación de los elementos de fijación. Las esquinas del herraje no deberán impedir su apoyo adecuado.
    • Debe evitarse la colocación de herrajes en la zona superior en el apoyo de vigas.
    • La sujeción lateral del extremo de la viga en el apoyo puede realizarse con angulares fijados al muro pero no a la viga (permite el giro en un plano vertical pero no el vuelco).
    Aspectos de resistencia

    En el diseño de la unión se comprobará:

    • Las capacidades de carga de los elementos de fijación.
    • Los espesores de las chapas auxiliares.
    • Las tensiones perpendiculares a la fibra en las zonas de contacto para la transmisión de la carga.
    • La fuerza gravitatoria, el viento y los esfuerzos axiales.

    La resistencia a la compresión perpendicular a la fibra es muy superior a la de la tracción perpendicular. Así será aconsejable que el apoyo de la viga en un muro, un pilar u otra viga se realice apoyando o colgando de la parte superior.

    Hinchazón y merma de la madera

    En el diseño se recuerda que la madera está expuesta a cambios de dimensiones debidos a la variedad del contenido de humedad.

    Este cambio es casi inapreciable en la dirección longitudinal y significativa en la dirección transversal. Los dispositivos de unión no deben restringir este movimiento o reducir su efecto al mínimo posible.

    Protección contra el fuego

    Cuando se produce fuego dento de una estructura de metal y se alcanza una temperatura de 500ºC el acero pierde sus propiedades y se deforma.Por ello se ha de desmontar y cambiar toda la estructura trás el incendio. Mantener una estructura metálica afectada por el fuego supone un riesgo mortal para las personas.

    En cambio, la madera tiene un proceso de consumición por el fuego de 7mm./hora. Es decir, que se consume lentamente y sin peligro de deformación. Trás el incendio no será necesario cambiar la estructura, en algunos casos bastará con recubrir o forrar las vigas.

    La estabilidad al fuego de una estructura de madera puede quedar limitada por la mala elección de los elementos metálicos de unión. Para evitar esto se recurre a la protección del herraje mediante:

    • Productos ignífugos.
    • Su ocultación dentro de la pieza de madera.
    • El aumento de su espesor.
    Durabilidad

    Los detalles constructivos han de realizarse con materiales durables que requieran el menor mantenimiento posible.

    Las piezas metálicas deberán tratarse contra la corrosión en función del ambiente del servicio.

    Deberá evitarse  el contacto de la madera con los materiales de construcción que puedan acumular o aportar agua.