GUÍA PARA EL USO DE

EMPALMES MECÁNICOS

JUSTIFICACIÓN Es necesario contar dentro del proceso constructivo de un proyecto de edificación con lineamientos del procedimiento adecuado e utilización de los empalmes mecánicos roscados, que permitan tanto a quien lo realiza como a quien lo supervisa tener parámetros básicos a tener en cuenta para su uso correcto.

ANÁLISIS DE VERIFICACIÓN DEL PRODUCTO

Requisitos para los conectores, el roscado y el empalme

El parámetro inicial de aceptación del sistema, es contar con un estándar de dimensiones y calidad de los insumos. Los siguientes parámetros son tomados en base a una referencia comercializada en Colombia, las dimensiones pueden variar según el proveedor.

CONECTORES ESTANDAR

DIAMETRO

NOMINAL A B C D E

No. Pulg. Pulg. mm Pulg. mm Pulg. mm Pulg. mm Pulg. mm

5 5/8 0,89 22,50 1,77 45,00 0,96 24,50 0,55 13,90 0,21 5,30

6 3/4 1,22 31,00 2,44 62,00 1,16 29,40 0,70 17,90 0,23 5,75

7 7/8 1,32 33,50 2,64 67,00 1,24 31,50 0,79 20,10 0,22 5,70

8 1 1,45 36,75 2,89 73,50 1,50 38,20 0,89 22,70 0,31 7,75

10 1,25 1,57 40,00 3,15 80,00 1,90 48,20 1,18 30,00 0,36 9,10

• Dimensiones de conectores Las siguientes son las dimensiones comerciales que se encuentran en Colombia de un conector roscado estándar:

• Roscado Se deben fijas parámetros de aceptación para el roscado de las barras, con las siguientes características: Diámetro nominal o exterior (D): Es el diámetro mayor de la rosca. Es el diámetro en las barras

medido entre las puntas de las crestas, mientras que en el conector es el diámetro medido entre los fondos de los valles. Este diámetro en la barra tiene unas décimas menos que el diámetro exterior teórico de la rosca del conector aproximadamente 0,2 mm.

Diámetro del núcleo (d): También llamado diámetro interior, es el diámetro menor de la rosca. En

la barra corresponde al diámetro medido entre los fondos de los valles de la rosca, mientras que en el conector es el diámetro medido entre las crestas.

Paso (p): El paso de una rosca es la distancia en milímetros entre dos crestas consecutivas. Es la

longitud que avanza la barra en un giro de 360°. Ángulo de rosca o de flancos (°): Es el ángulo formado por los flancos. Va medido en grados

sexagesimales (°). Profundidad de rosca (h): Es la altura de la rosca y es igual a la distancia (medida

perpendicularmente) que existe entre la cresta y el valle. Sentido: El sentido de las roscas se suele comprobar utilizando una barra del mismo sistema y

roscándolo sobre su conector.

No.

Barra

Diámetro

nominal o

exterior

(D)

mm

Diámetro del

núcleo

(d)

mm

Paso

(p)

mm

Angulo de rosca o

de flancos

(°)

Profundidad de

rosca

(h)

mm

Sentido de la rosca

#5 15,85 13,95 2,0 55 1,9 Derecha

#6 19,00 17,1 2,0 55 1,9 Derecha

#7 22,20 20,3 2,5 55 1,9 Derecha

#8 25,2 23,3 2,5 55 1,9 Derecha

#10 31,7 29,8 3,0 55 1,9 Derecha

• Ensayos Los ensayos es recomendable realizarlos con una frecuencia dada por tres variables que son: Cantidad de acero: Según la cantidad de acero en toneladas que será utilizado en

el proyecto para ser empalmado por medio de conectores roscados, debe estipularse en el plan de calidad de la construcción, cada cuantas toneladas se enviara un par de probetas para ser ensayadas en un laboratorio certificado.

Lotes de acero: según los certificados que se deben exigir al proveedor del acero,

donde se indica procedencia, loteo y características generales, cada vez que se suministre acero de un lote diferente, se recomienda realizar ensayos a un par de probetas de cada diámetro a utilizar.

Cambio de proveedor: Cada vez que se realice un cambio de proveedor o acería

que suministra el material, se recomienda realizar ensayos para verificar el cumplimiento del conjunto del empalme barra - conector

La condición general de los ensayos esta dada por el Reglamento Colombiano de construcción sismo resistente NSR-10 , usando conectores que garanticen el empalme mecánico tipo 2, así: “Los empalmes mecánicos tipo 2 deben cumplir un desarrollo al menos de 1,25fy de la barra y desarrollar la resistencia a tracción especificada de las barras empalmadas.” Se sugiere realizar el ensayo a tracción a cada diámetro de empalme a utilizar, con un mínimo de dos probetas por diámetro del mismo lote para realizar un comparativo de los resultados obtenidos de resistencia a la fluencia y se garantice el cumplimiento de las normas NTC-2, NTC-2289 y NTC-3353

Todas las barras que serán utilizadas en la construcción con empalmes mecánicos según el despiece indicado por el diseñador estructural deben tener un procedimiento básico: Verificación de diámetros y calidad de los extremos de las barras para que las roscas

a realizar en la maquina no tengan perdida de longitud efectiva por extremos no continuos.

Procedimiento de instalación

En caso de presentarse barras de acero con puntas sin uniformidad, deben perfilarse para que al momento del roscado su longitud sea la efectiva.

El roscado de las barras de acero e instalación del conector se puede realizar directamente en una planta de figurado de acero que cuente con el equipo requerido, o en la obra roscando según la necesidad del proyecto con maquinaria de menor tamaño.

Roscado en planta de figuración

Roscado en obra

Se debe contar con la herramienta básica adecuada para el roscado del conector a las barras de acero (Flexómetro, grata de acero y llave de tubo)

Normalmente el roscado en obra se realiza en serie y en el periodo de almacenamiento las roscas suelen presentar corrosión, por tal motivo se debe limpiar con grata de acero los hilos de la rosca de la varilla.

Cuando la rosca de la barra este libre de corrosión e impurezas se acopla el conector manualmente hasta llegar al tope, y posteriormente se ajusta con una llave de tubo

Debe garantizarse en el roscado inicial del conector que la primera barra entre hasta la mitad del acople, para no quitarle longitud efectiva de roscado a la siguiente barra que conforma el empalme mecánico

El proceso de roscado de la siguiente barra normalmente se realiza cuando la primera ya se encuentra embebida en el concreto vaciado en la primera etapa de un proceso constructivo, por lo que es conveniente proteger la rosca del conector por medio de tapones para que no se llenen de concreto y tengan que ser reemplazados.

En la conexión de la siguiente barra debe repetirse el proceso de eliminación de la corrosión e impurezas de los hilos de la rosca

El acoplamiento de la siguiente barra para conformar el empalme mecánico debe realizarse también con llave de tubo hasta que se lleve a tope.

Procedimiento de manejo

Las barras deben estar protegidas en el acopio de almacenamiento y se debe evitar golpes en el trasiego dentro de la obra para no producir daños en los hilos de la rosca, que puedan generar reprocesos por cambios en barras que producen perdida de tiempo y dinero

Puntas dobladas por golpes, “El conector no rosca correctamente”

Puntas redondeadas e hilos gastados, “El conector no rosca correctamente”

Los empalmes deben ser reemplazados cuando presenten residuos de concreto o cuando por algún motivo se golpean al momento de retirar los testeros de primera etapa de construcción.

Empalmes con residuos de concreto

Empalmes golpeados en el proceso de retiro de testeros

Falla en laboratorio producida por hilos de rosca de la barra gastados

Falla en laboratorio producida por mala instalación del conector y la barra

Se debe controlar las longitudes de roscado de las barras, verificando que cada rosca corresponda a la mitad de la longitud total del empalme según el diámetro, de esta manera se evita que el operario encargado de la conexión enrosque mas una barra que la otra

Barras con mayor longitud de roscado que la mitad de la longitud de conector

Corte de un empalme mecánico donde una de sus barras tiene mayor longitud de roscado

En el proceso de construcción por etapas, se debe verificar que los empalmes queden debidamente protegidos, para que en el momento de ejecutar el segundo proceso de construcción, estos no presenten daños

Empalmes protegidos en el vaciado de concreto de primera etapa

Ejecución

Los empalmes mecánicos están diseñados para trabajar en cualquier proceso dentro de la construcción de una edificación, deben estar sugeridos o aprobados por el diseñador estructural del proyecto o en su defecto el supervisor técnico.

Pilotaje - Cimentación

Subestructura – Superestructura

Los empalmes mecánicos pueden ser utilizados en vigas , viguetas o columnas, para facilitar los procesos constructivos, evitando longitudes de aceros expuestos que puedan ser fatigados por doblamiento

En general los empalmes mecánicos por medio de conectores roscados estándar es un procedimiento valido en cualquier elemento de la estructura de una edificación, y su uso depende del análisis costo-beneficio teniendo en cuenta todos los factores que intervienen en el uso de cualquiera de los procedimientos de empalme. La eficiencia del empalme mecánico depende de los correctos procedimientos tanto en planta de producción como en la instalación en obra, y es responsabilidad del residente de obra o el supervisor, velar por el cumplimiento de los procedimientos básicos que garanticen su correcto uso. Por lo tanto, esta guía busca generar una base de fácil entendimiento que permita a todas las personas directamente relacionadas con el proceso constructivo de estructuras de concreto reforzado con acero ceñirse a parámetros básicos de calidad en su aplicación