Problemas de construcción: anclajes en concreto y mampostería

Artículo y fotos de Gregory Havel

Cuando necesitamos unir algo a la estructura de madera de un edificio, usamos clavos o tornillos. Estos son simples y fáciles de entender. Un clavo y un tornillo pueden tener una resistencia al corte similar, pero un tornillo se sostendrá de manera más confiable bajo tensión y vibración.

No es tan simple cuando necesitamos unir algo a concreto, mampostería o incluso a una pared o techo enlucido. Se deben taladrar agujeros en estos materiales para los sujetadores, y los materiales son lo suficientemente duros como para que los sujetadores no agarren bien. La solución desarrollada hace cientos de años fue llenar el agujero en la mampostería o el hormigón con un tapón de un material que sujetaría el sujetador y, al mismo tiempo, expandiría y sujetaría el interior del agujero.

Foto 1. Click para agrandar

La madera fue el material más antiguo utilizado como anclaje en la mampostería, para aceptar clavos, clavijas o tornillos. A veces, se perforaba un agujero en la mampostería después de colocar el mortero (o se podía dejar un agujero en una junta de mortero) y se cortaba un taco de madera para que encajara y se golpeaba en el agujero. A veces, se colocaban piezas de tejas de madera entre ladrillos en las juntas de mortero. La foto 1 muestra una pieza de 2 × 4 aserrada en bruto colocada en la pared para reemplazar una hilera completa de ladrillos y utilizada para unir listones para listones de madera y yeso; y una pieza de 1 × 8 colocada en la pared para soportar la jamba de la ventana. Algunos de estos anclajes de madera han estado en su lugar por más de cien años y todavía están en buenas condiciones, si la madera estaba seca cuando se instaló y si no ha estado expuesta al agua o a daños por insectos. Si el ancla de madera está podrida o dañada por insectos, se aflojará y fallará rápidamente. Si se expone al fuego, se quemará. Si se expone al fuego una clavadora que reemplazó una punta de ladrillo, se quemará y creará un plano débil en la pared, como la muesca que cortamos en un árbol para indicar dónde cae. Aunque los anclajes de madera ya no se usan en la construcción, muchos edificios antiguos se ensamblaron con ellos y, por lo general, se desconoce el estado de cualquier taco o clavador de madera individual hasta que falla.

Foto 1. Click para agrandar

Los anclajes de plomo (foto 2, A, B) se desarrollaron para usar con pernos y tornillos. El plomo es resistente a la corrosión y no se pudre. Debido a que es dúctil y maleable, se expande fácilmente para sujetar firmemente el interior del orificio y se adapta firmemente a las roscas del tornillo o perno, pero puede deformarse y aflojarse con el tiempo debido a la tensión o la vibración. Dado que el punto de fusión del plomo es de 621oF (327oC), un ancla de plomo se derretirá en el fuego y liberará todo lo que contenga. Aunque todavía se dispone de anclajes de plomo de varios tipos, hoy en día se utilizan poco, debido a su tendencia a aflojarse; su bajo punto de fusión; y la toxicidad del plomo. Sin embargo, millones de ellos que se instalaron hace años y todavía están haciendo su trabajo. Solían estar disponibles en la mayoría de los estilos y tamaños que se muestran en la foto 2.

Los anclajes ZAMAC (foto 2 CJ) se parecen a los anclajes de plomo tradicionales, pero son más livianos y están fundidos a presión a partir de una aleación de zinc, con pequeñas cantidades de aluminio, magnesio y cobre (de ahí el nombre) agregados para cambiar las propiedades del metal. Estos anclajes están disponibles en docenas de estilos y tamaños, y están disponibles en cualquier ferretería o tienda de suministros industriales.

Los anclajes de plástico (foto 2 K) se desarrollaron en la década de 1950 para usar con tornillos y clavos, para sostener cargas livianas en concreto, mampostería, yeso y paneles de yeso. Estos son resistentes a la corrosión y no se pudren y están disponibles en muchos tamaños. También son económicos y funcionan bien para los fines para los que fueron diseñados. Dado que son fáciles de usar, a menudo se utilizan para soportar pesos mayores de los que permite su diseño. En un incendio, se ablandarán, derretirán o quemarán y soltarán lo que sea que tengan. Millones de estos anclajes soportan cajas eléctricas, correas de conductos, artefactos de iluminación, marcos de cuadros, toalleros y casi cualquier tipo de hardware que se pueda encontrar en edificios residenciales, comerciales o industriales.

Foto 3. Click para agrandar

Los anclajes de acero están disponibles en muchos tamaños y variedades para diferentes propósitos (foto 3). La mayoría de los anclajes de acero están revestidos con cadmio o zinc (antes con plomo) para resistir la corrosión. Estos anclajes de acero brindan la mayor resistencia y es menos probable que se aflojen debido a la tensión o la vibración. Con un punto de fusión de 1,800-2,600oF (982-1427oC), es menos probable que liberen sus cargas en un incendio. Algunos tipos de anclajes de acero están disponibles en acero inoxidable para uso en ambientes corrosivos.

Los compuestos de epoxi y cemento también se utilizan para fijar pernos de anclaje en hormigón y mampostería. Se perfora un agujero del tamaño adecuado y se limpia para eliminar todo el polvo y los escombros. El perno se inserta a la profundidad adecuada. Se mezcla un compuesto epoxi de dos partes y se inyecta en el espacio entre el orificio y el perno de anclaje con una jeringa doble o una pistola de calafateo. En otro método, el cemento para fijar los pernos (cemento hidráulico) se mezcla con agua y se vierte en el orificio alrededor del perno de anclaje. El compuesto epoxi o cemento para pernos se adhiere tanto al acero como al concreto o la mampostería y se expande a medida que fragua.

Cada tipo y estilo de anclaje funciona mejor para aplicaciones específicas. Algunos tipos están destinados solo para cargas muertas; algunos se aflojan por la vibración; otros están destinados solo a cargas de corte, no a cargas de tracción; y algunos no deben usarse para soportar cargas aéreas.

La mayoría de los contratistas y artesanos tienen el conocimiento suficiente para usar el tipo y tamaño de anclaje adecuados para la aplicación prevista. Desafortunadamente, muchas personas que se dedican al bricolaje y los empleados de las tiendas se guían más por la apariencia y el empaque que por la practicidad y la ingeniería, y es poco probable que investiguen mucho antes de hacer una selección.

Para obtener más información sobre los sistemas de anclaje actuales para usar en concreto y mampostería, busque en Internet:

Estos sistemas de anclaje no incluyen los pernos de anclaje que se usan para unir acero estructural o maquinaria pesada a cimientos de concreto. Estos generalmente se incrustan en la base de concreto cuando se vierte, y son un tema para otro momento.