Bulones: Tipos, propiedades y características fundamentales

Tipos de bulones y sus principales características

Los bulones consisten básicamente en la introducción de barras de diferentes materiales en un macizo rocoso para que por medio de su resistencia a tracción colabore en la estabilización de la excavación.

Son un tipo de sostenimiento aplicado a la estabilización de taludes y túneles y al hecho de estabilización mediante este sistema se le conoce como la técnica del bulonaje.

Esta técnica comenzó en minería y pronto se extendió a la ingeniería civil debido a su facilidad de ejecución y mejoras en la capacidad de sostenimiento junto a un coste menor en comparación con otros sistemas de sostenimiento.

Un bulón puede ser de anclaje puntual o de anclaje repartido. Los primeros prácticamente no se utilizan en ingeniería civil mientras que, en los segundos, su uso está muy extendido.

Los bulones o también son llamados pernos de anclaje están fabricado en diferentes materiales siendo los más comunes los de barra de acero o los de fibra de vidrio.

No obstante, los bulones se clasifican frecuentemente atendiendo al sistema de transmisión de esfuerzos entre el bulón y la roca. Por ello podemos distinguir los siguientes tipos de bulones:

• Bulones de adherencia

Los bulones de anclaje por adherencia son independientes de la tensión normal y su adherencia es un término constante.

Pueden distinguirse los de barra, autoperforantes, los de fibra de vidrio, etc. Se caracterizan porque el espacio anular entre el hueco de la perforación del bulón y el propio bulón es rellenado por algún elemente adherente como lechada de cemento o resinas. Las resinas constan de dos componentes la resina en sí y el agente catalizador que hace que la resina se endurezca.

En el caso de túneles, son infrecuentes las lechadas de cemento debido al tiempo que tarda en fraguar la lechada, salvo en bulones largos o en bulones autoperforantes.

Bulones de barra

Los bulones de barra están formados por barras de acero corrugado cuyos diámetros más frecuentes son los 25 y 32 mm y con acero tipo B 500 que soportan cargas de 14 a 25 t aunque también se presentan otros diámetros y tipos de acero.

Las longitudes suelen estar comprendidas entre 4, 5 o 6 m aunque pueden disponerse mayores longitudes mediante bulones tipo Gewi que poseen uniones de empalme u otros tipos.

Bulones autoperforantes

En este caso, como indica su propio nombre, la perforación es realizada por el mismo bulón puesto que el bulón consta de una punta de broca de un solo uso que permite perforar el terreno. Constan también de uniones roscadas para aumentar su longitud y suelen ser huecos para facilitar la inyección de la lechada o resina por su interior.

Se utilizan en terrenos de mala calidad donde las paredes de perforación no se mantienen estables y por tanto no permiten introducir una barra corrugada en el hueco posteriormente a la perforación.

Al igual que los bulones de barra, los diámetros más frecuentes son los 25 y 32 mm pero sus características técnicas dependen de la casa comercializadora como por ejemplo Atlas Copco, DSI, Titan, etc. Se recomienda consultar sus catálogos comerciales para mayor información.

Bulones de fibra de vidrio

Los bulones de fibra están constituidos por resinas de poliéster, vinilo y fibra de vidrio y presentan como características principales una resistencia a tracción similar al resto de bulones, módulo de elasticidad menor, peso muy inferior y sobre todo una menor resistencia al corte por lo que lo hace especialmente ventajosos en áreas que serán excavadas con posterioridad puesto que pueden ser retirados con mayor facilidad que los bulones convencionales de acero. Al igual que los anteriores, sus características técnicas dependen de la casa comercializadora.

• Bulones de fricción

En este caso, la adherencia la consiguen mediante la presión de contacto bulón-roca lo que le confiere una componente friccional dependiente de la presión.

Mayoritariamente están disponibles los bulones tipo Swellex y los del tipo Split Set.

Bulones Swellex

Se trata de una denominación comercial de Atlas Copco y consiste en un bulón compuesto de un tubo hueco doblado longitudinalmente que puede ser expandido en el interior de la cavidad de la perforación mediante agua a alta presión por lo que el tubo se acomoda a las irregularidades de la perforación y adquiere una elevada resistencia a la fricción.

La principal ventaja de este tipo de bulón es la rapidez de ejecución puesto que una vez realizado el taladro se tarda menos de 1 minuto en colocarlo.

Imagen tomada de http://cimentacionesyaplicaciones.blogspot.com.es

Bulones Split-Set

Al igual que el anterior, se trata de una denominación comercial de Ingersoll Rand. Se trata de un bulón que es introducido a percusión en un hueco de perforación de diámetro inferior al bulón por lo que el bulón debe adaptarse a la cavidad.

Es un bulón poco utilizado en la obra civil puesto que presenta una reducida capacidad y es necesario unas propiedades específicas de la roca.

Ventajas e inconvenientes bulones

Por último, se presenta en la siguiente tabla las principales ventajas en el uso de un tipo de perno frente a los otros tipos de pernos comentados con anterioridad.

Imagen principal tomada de http://www.rockbolt.org