Fijaciones y Tornillos de Acero para Madera: ¿Cuál utilizo?

A la hora de trabajar con madera es habitual la utilización de toda clase de anclajes. Los más habituales son los tornillos, pero también clavos, pernos, grapas, etc. Todos estos pueden verse afectados por el ambiente, especialmente a la intemperie y/o zonas costeras o marítimas.

Por ello es necesario elegir el anclaje, material y protección adecuada, si queremos que nuestros elementos o estructuras de maderas se mantengan en buen estado.

En algunas ocasiones, la utilización de determinadas especies de madera puede incluso acelerar el deterioro o corrosión de tornillos y otros anclajes de metal. Algunas de estas especies son el cedro, la teca o el nogal.

Problemas Originados por La Corrosión

La corrosión de los elementos de fijación para madera puede producir a grandes rasgos los siguientes tipos de problemas:

Problemas estéticos que se manifiestan en un breve periodo de tiempo: manchas negras superficiales en los tornillos u oxidación de los sistemas de conexión vista, coloración de la madera…

Problemas de tipo estructural: las conexiones oxidadas (en este caso tornillos, clavos…) continúan oxidándose hasta que no pueden garantizar la resistencia estática con la cual se habían puestos en obra.

En la búsqueda de soluciones al problema de la corrosión se pueden utilizar fijaciones de baja resistencia mecánica; esto puede a su vez provocar:

• Rotura de los tornillos durante la inserción.
• Rotura del tornillo por movimientos de la madera (a menudo no es un problema del tornillo si no de la puesta en obra de la madera).

Clases de Servicio

No todas las situaciones requieren la misma solución, de ahí que haya que clasificar las condiciones a las que se someterá el tornillo, clavo, fijación, etc…

Clase de servicio 1. Interior. Se caracteriza por un contenido de humedad en la madera correspondiente a una temperatura de 20 ± 2°C y una humedad relativa del aire que sólo exceda el 65% unas pocas semanas al año. En la mayoría de las coníferas Humedad < 12%.

Clase de servicio 2. Exterior bajo techo. Se caracteriza por un contenido de humedad en la madera correspondiente a una temperatura de 20 ± 2°C y una humedad relativa del aire que sólo exceda el 85% unas pocas semanas al año. En la mayoría de las coníferas Humedad < 20%.

Clase de servicio 3. Exterior no cubierto sin contacto con el suelo. Condiciones ambientales que conduzcan a contenido de humedad superior al de la clase de servicio 2. En la mayoría de las coníferas Humedad > 20%.

Soluciones al Problema de la Corrosión

Básicamente existen dos opciones para solucionar el problema de corrosión en fijaciones y/o tornillos de acero:

• Protegiendo el acero con revestimientos adecuados.
• Galvanización.
• Pinturas.
• Utilizar acero inoxidable.

Galvanización

La galvanización es el proceso electroquímico por el cual se recubre un metal con otro. En el caso que nos ocupa se utiliza principalmente el Zinc, y algunas ocasiones en combinación con Cromo.

¿Por qué el Zinc? Porqué es menos noble que el hierro y en condiciones ambientales normales tiene una velocidad de corrosión inferior. Además sus productos de corrosión son menos vistosos que el óxido rojo del hierro.

La resistencia del revestimiento depende de las características ambientales y la duración de la protección depende del espesor.

Ventajas:

• Corrosión uniforme lenta en atmosfera.
• Posibilidad de pasivación.
• Protección de barrera y activa.
• Bajo costo.
• Posibilidad de utilizar materiales con propiedades mecánicas mejores en comparación con el acero inox.

Desventajas

• Acabado superficial.
• Duración limitada.
• Necesidad de reemplazar el Cromo 6+ (componente tóxico).

Acero Inoxidable

Un acero se define inoxidable si contiene por lo menos el 12% de Cromo, elemento que permite la formación de un film de óxido pasivo. Otro supuesto para la formación del film de óxido es la presencia de un ambiente oxidante que permita su formación.

El acero inoxidable tiene una capa de óxido de recubrimiento continuo, sin porosidad, compacto y tiene la capacidad de auto cicatrización (comportamiento pasivo).

Ventajas e Inconvenientes de Utilizar Acero Inoxidable

Ventajas

• Seguridad: optima resistencia a la corrosión (austenítico > ferrítico > martensítico).
• Estética: superficie brillante.
• Buena resistencia a la temperatura (la cromatización garantiza la protección hasta los 80ºC).
• No tiene que ser revestido (no hay problemas de espesores admisibles para acoplamiento).
• Mantenimiento sencillo (sin oxidación o depósitos no hay problemas de destornillamiento sin fricción
  debida a oxidación).

Desventajas:

• Propiedades mecánicas inferiores (martensítico > austenítico > ferrítico).
• Coste elevado.
• Corrosión para pitting (perforante; es un problema del inox que produce micro agujeros en el material).
• Es incompatible con otros metales como el latón o el cobre, o incluso con el zinc o el aluminio en ambientes marinos debido a la presencia de sal. Esto puede tener implicaciones a la hora de trabajar con madera si por ejemplo combinamos tornillos de metal incompatible con grapas de acero para fijar una tarima a los rastreles. Casos como este, o equivalentes, son por desgracia habituales.

Recomendación en Función de la Madera

Inox A4 es el mas noble para aguantar la corrosión de cualquier tipología pero tiene el inconveniente de su baja resistencia mecánica (se aconseja un pretaladro en la puesta en obra) y un coste muy elevado.

Inox A2 es el acero inoxidable estándar con una buena resistencia a la corrosión (no ideal para el ambiente marino por el fenómeno de pitting) pero tiene el inconveniente de una baja resistencia mecánica (se aconseja un pretaladro en la puesta en obra).

AISI 410 es un acero inoxidable con baja resistencia a la corrosión (ideal para ambientes pocos agresivos) pero tiene una muy buena resistencia mecánica (se puede poner sin pretaladro en maderas bastante densas; con madera muy densa siempre se aconseja un preataladro por un problema de rotura de la madera). El coste es más bajo que en los otros dos.

Acero al carbono con revestimiento de protección específico puede ser homologado hasta la clase de uso 3 pero no se aconseja para fachadas porque se pueden generar problemas estéticos con manchas negras.

Acero al carbono con galvanización electrolítica en general está homologado para una clase de uso 2.