Todo sobre remaches y Uniones remachadas

Las uniones remachadas son un tipo de unión permanente, en el que se emplea al remache como elemento de unión; veamos todo sobre los remaches, tipos, técnicas y procesos de remachado, sus medidas y mucho más.

Mi nombre es Alex y estoy encantado de desarrollar este tema!

Aquí estudiaremos los remaches y uniones remachadas a detalle, empezaremos con una pequeña introducción, luego pasaremos a desarrollar cada parte del tema.

Introducción y breve historia del remache

El remache está formado por un vástago que cuenta con una cabeza formada previamente, se introduce dicho vástago en un agujero para formar la cabeza de cierre en el otro extremo; esto mediante un proceso de deformación permanente, puede ser con un martillo o una herramienta de remachado a alta presión, en cualquier caso, el extremo no formado del vástago es golpeado de tal forma que los elementos perforados, queden permanentemente unidos.

La historia y origen del remache, según muestran muchas fuentes en internet, se remonta al año 1873, cuando el señor Levi Strauss empezó a utilizar pequeños remaches para reforzar la resistencia de los pantalones que en ese entonces producía y distribuía.

Dónde empezó

Todo empezó cuando el señor Levi Strauss se encontraba en un pequeño pueblo de california. Levi se encontró con dos buscadores de oro, que con curiosidad le preguntaron qué llevaba en su carreta. A lo que Levi Strauss respondió que eran lonas destinadas para una tienda de campaña; al escuchar la respuesta, los hombres echaron a reír, afirmando que en el pueblo ya existían demasiadas tiendas de campaña.

Sin embargo, uno de los buscadores se detuvo a observar los pantalones deteriorados de su compañero y en tono de broma, dijo que lo que hacía falta en el pueblo era alguien que fabrique pantalones nuevos.

Fue así que Levi Strauss decidió viajar a san francisco en busca de un sastre, al que pidió que confeccione pantalones con la lona que tenía. De esta manera, el señor Levi empezó la producción de pantalones, que al principio era conocida como: “overol de cintura”

Para el año 1873 Levi ya producía buena cantidad de pantalones, sin embargo empezó a recibir las quejas de sus clientes, los pantalones no satisfacían completamente las expectativas de los consumidores que en su mayoría se dedicaban a actividades en campo, como los buscadores de oro. Entonces Levi trato de mejorar sus pantalones añadiendo a ellos doble costura y para reforzar aún más le puso remaches de cobre en los bolsillos ¡Justo ahí! en la parte más problemática; es así como nació el actual 501 y con ella nuestro protagonista en esta entrada: EL REMACHE.

¿Qué es un remache y para qué sirve?

Un remache es un componente de fijación que sirve para unir y/o dar continuidad a dos piezas o más, uniéndolas permanentemente;  los remaches funcionan como un pasador, para unir dos o más piezas del mismo o diferente tipo de material.

Básicamente, un remache consiste en un cilindro macizo o tubular llamado vástago, en uno de sus extremos posee una cabeza que puede ser de diferentes formas y dimensiones. Naturalmente, esta cabeza es más ancha  que el vástago para asegurar un agarre y fijación sobre los materiales implicados.

Un remache puede presentarse en diferentes formas e incluso tener varias partes dependiendo de las necesidades, además existe una gran variedad de materiales y utilidades en las que son empleadas un tipo de remache específico y en ocasiones con una técnica de remachado seleccionada. Todo ello los veremos en las siguientes secciones.

Conexiones remachadas

Una unión o conexión remachada es aquella en la que interviene un remache o roblón para unir  piezas de cualquier material; básicamente se perforan las piezas a unir, para luego hacer pasar mediante el agujero originado el vástago del remache y finalmente se forja la cabeza de cierre en el otro extremo del remache mediante presión, para conseguir la unión deseada.

Mecánicamente una unión remachada es considerada como una unión de tipo permanente, esto quiere decir que, una vez hecha la unión es difícil separarlas, además en caso sea necesario separarlas es posible que los materiales unidos, sufran daños considerables.

Por lo tanto, las uniones remachadas deben ser usadas generalmente en casos donde requieran uniones que nunca necesiten ser separadas.

Este tipo de uniones se emplean ampliamente en estructuras que estarán sometidas a grandes  cargas o fuerzas de tipo cortantes y/o axiales, también en equipos que estarán sometidos a grandes fuerzas de presión, así como en instalaciones sometidas a considerables movimientos de vibración, pues se comportan mejor que las uniones de otro tipo, como las soldadas o las atornilladas.

Partes de un remache

Un remache consta de tres partes principales que veremos a continuación, cabe señalar que puede existir un tipo de remache especial que comprenda de más partes. Veamos:

1. Cabeza estampada

La cabeza estampada de un remache es aquella que queda estancada en la superficie por donde ingresa el vástago del remache, es decir es la cabeza que viene ya moldeada de fábrica y su función básicamente es la de estancar al remache en su posición.

2. Vástago del remache

El vástago de un remache es la parte generalmente cilíndrica que se introduce en el agujero que traspasa los cuerpos a unir; el vástago puede ser macizo o tubular de acuerdo a las necesidades y esfuerzos que debe soportar.

Las dimensiones necesarias de un vástago serán proporcionales al agujero y el espesor de las piezas a unir.

Por otro lado, es el extremo del vástago quien por medio de forjado permitirá en su extremo, moldear la cabeza de cierre.

3. Cabeza de cierre

Como su nombre indica, esta es la cabeza que resulta de moldear el extremo del vástago, una vez ha atravesado a las piezas a unir; por lo tanto esta no viene moldeada de fábrica.

El proceso de moldeado será especificado tomando en cuenta las dimensiones del remache, el material y las respectivas situaciones que se pueden presentar.

De qué material están hechos los remaches y las uniones remachadas

Los materiales empleados en uniones remachadas deben ser resistentes a cargas cortantes y axiales a las que pueden ser sometidos. Con respecto a los materiales a unir, estos pueden ser por lo general: de acero, aluminio, titanio, polímeros, cuero, madera y entre otros.

Los materiales de los que están hechos los remaches propiamente dichos, son por lo general de: aluminio, latón, cobre y acero.

• El aluminio es un metal ligero, resistente y de bajo costo en comparación con otros materiales, además posee una buena resistencia a la corrosión.
• El latón también es otro metal altamente deformable, posee una buena resistencia, durabilidad, resistencia a cambios de temperatura, además de alguna manera es un metal que posee autolubricación.
• Cobre también es un metal bastante deformable y con alta durabilidad, sin embargo posee una menor resistencia.
• El acero deformable es el material más usado cuando se trata de estructura que estará sometida a grandes esfuerzos, es muy resistente, sin embargo es más difícil de moldear, por lo que requiere un tratamiento más costoso.

Cabe señalar que el latón y el cobre se emplean en instalaciones que no exijan demasiada resistencia o que vayan a soportar cargas relativamente menores.

Proceso de remachado

Básicamente, el proceso de remachado consta de cuatro pasos:

• Realizar el trabajo de taladrado a las piezas que serán unidas.
• Limpiar los restos de viruta o alguna imperfección en la superficie y contorno de los agujeros.
• Colocar el remache o roblón en el agujero.
• Conformar la cabeza de cierre en el otro extremo del remache.

Para ejecutar el proceso de remachado debemos elegir la técnica adecuada; dicha técnica depende de varios factores, como: los materiales, las fuerzas a las que estará sometido, las condiciones ambientales, el aspecto, etc. a continuación conozcamos las técnicas de remachado más conocidos.

Técnicas de remachado

• Remachado en caliente.- esta técnica consiste en calentar la cabeza de cierre a una elevada temperatura, de esta manera permite una mayor facilidad de deformación al momento de forjar la cabeza de cierre.
• Remachado en frio.- esta técnica se emplea en remaches de pequeñas dimensiones y baja resistencia a la deformación, no es necesario calentar la cabeza de cierre para poder deformarla.
• Remachado mecánico.- esta técnica hace uso de una maquina remachadora, puede ser una maquina neumática o hidráulica.
• Remachado manual.- haciendo uso de un martillo, se golpea la cabeza de cierre para formarla.
• Remachado radial.- esta técnica hace el uso de una maquina remachadora, básicamente se deforma la cabeza de cierre mediante presión y acompañado de movimientos radiales de parte de la máquina, para formar la cabeza de cierre, esta técnica permite distribuir uniformemente el material y conseguir un buen acabado.
• Calafateo.- esta técnica de remachado consiste en repartir una masilla o material flexible entre las superficies que serán unidas, esto funciona como un sello y generalmente se emplea en instalaciones que requieren buena hermeticidad.

Tipos de remaches

Existen varios tipos de remaches y pueden ser clasificados según algún criterio. En este caso veamos a clasificación de los remaches según normas como la UNE 17003.

Tipos de remaches según la forma de su cabeza:

• De cabeza esférica.
• Con cabeza esférica para construcciones  estancas.
• De cabeza hexagonal.
• De cabeza avellanada.

Más tipos de remaches según su finalidad:

• Bifurcados
• Semitubular con cuello
• Rolados y/o ranurados
• De cuchillería
• Remaches Macizos
• Escalonado
• Roscado
• Hi-lock
• Jo-bolt
• Remaches ciegos
• Ciego con mandril de estiramiento
• Remache ciego con pasador guiado
• Los remaches expandidos químicamente
• Remaches roscados
• Remaches de compresión

Designación de un remache

A continuación un veamos cómo se designa remache.

Para designar un remache, empezamos indicando el diámetro “d”, seguidamente del signo “x”, su longitud “l” y también la denominación recibida  de la norma UNE.

Por ejemplo: Remache de 20 x 60 de cabeza esférica UNE 17003

Principales tipos de juntas en uniones remachadas

Juntas traslapadas o uniones a solape.- en este tipo de unión remachada, las piezas a unir se unen directamente; se practica el taladrado y en ambos, uno sobre el otro y se realiza el proceso de remachado.

Juntas a tope con cubrejunta.- en este caso, los elementos a unir se unen mediante un cubrejunta, y no directamente, mínimamente se emplearan dos  roblones o remaches.

Juntas a tope con doble cubrejunta.- este tipo de unión, ocurre cuando los elementos se unen mediante dos cubrejuntas, además por ambas caras de la unión.

Tipos de fallas por efectos de las fuerzas actuantes en las uniones remachadas.

• Fallas de corte directo en el remache.- este tipo de falla, es producida por la fuerza de corte que ejercen los materiales unidos sobre el mismo remache, provocando un corte diametral en el vástago.
• Fallas por corte secundario en el remache.- esta falla es producida por una fuerza de corte rotacional sobre el remache, los elementos unidos tratan de cortar al remache debido a la presencia de una fuerza que trata de producir momento en las piezas unidas. Esto provoca que el remache sufra la acción de una fuerza que trata de cortarlo.
• Fallas por tracción (tensión) directo en el remache.- las fuerzas actuantes sobre el remache causan estiramiento longitudinal sobre ella, esto puede provocar una falla por tensión.
• Fallas debido a la tensión secundaria en el remache.- falla producida por el momento flector, una fuerza actúa indirectamente sobre el remache tratando de estirar al remache  en una dirección ligeramente curvada.
• Rotura por tracción en la plancha.- este tipo de falla se produce en las planchas unidas, debido al agujero destinado para el remache; el hecho de separar material de los elementos a unir, hace que estos se debiliten en ese punto, haciéndolos más susceptibles a una falla.
• Rotura marginal en la plancha.- esta falla es producida por la presión que ejerce el remache sobre los elementos unidos, los elementos sufren una rotura y generalmente por la mala ubicación del remache casi cerca de un extremo.
• Rotura por aplastamiento en la plancha.- esta falla también es producida por la presión que ejerce el cilindro del remache sobre la superficie cilíndrica del agujero en la plancha.

Aplicaciones de remaches y uniones remachadas

Antes de empezar a mencionar las aplicaciones de las uniones remachadas, cabe señalar que su empleo en la industria se ha reducido considerablemente, todo ello gracias a la aparición de nuevas formas de unión permanente, como la bastante conocida soldadura eléctrica. Sin embargo los remaches o roblones son bastante empleados en ciertas industrias como: aeronáutica, naviera y construcción; específicamente en el montaje de estructuras como aviones, calderas, estructuras de puentes, edificios, electrónica y muchos más.

• La aplicación de remaches de cabeza esférica se da en estructuras metálicas como las armaduras.
• Los remaches de cabeza semiesférica son empleadas para unir juntas sólidas, en caso no se deseen cabezas salientes en las superficies, se avellanan ligeramente los agujeros para emplear remaches de cabeza entrante. 
• Para juntas herméticas como en la producción de calderas, se emplean roblones de cabeza semiesférica baja, pues poseen mayor diámetro y menor altura en la cabeza.
• Los remaches semientrantes son empleados en la unión de chapas de acero delgadas hasta de 4mm de grosor.
• En ambientes corrosivos se emplean remaches de cabeza plana y pueden ser formados en frio; por ejemplo puede ser útil en depósitos, buques, etc.
• Los remaches de duraluminio son empleados en el contrachapado de aeronaves.
• Los remaches semitubulares pueden ser empleados para unir materiales no metálicos.
• En casos en las que solo se puede acceder por una sola cara de los elementos a unir, se pueden emplear los remaches de alojamiento. 
• Los remaches distanciadores  se utilizan para unir chapas que han de estar ligeramente separados una de la otra.
• Otro tipo de uniones son aquellas en las que interviene un remache  que funciona de eje, sobre la cual rota un elemento en caso lo requiera, a estos se denominan remaches-ejes.

Ventajas y desventajas de las uniones remachadas

Entre las principales ventajas de usar uniones remachadas tenemos:

• Se puede emplear para unir diferentes materiales
• No se aflojan
• Soportan vibraciones considerables

Entre las desventajas podemos mencionar:

• No adecuado para unir elementos de gran espesor.
• Suelen ser más costosas que las uniones atornilladas o soldadas.
• Unión de tipo permanente que dificulta tareas de mantenimiento.

Conclusiones de remaches e uniones remachadas

Para culminar el tema, podemos mencionar muchos aspectos importantes que hemos aprendido.

Las uniones remachadas son uniones de tipo permanente que emplea como elemento de unión al remache o también conocido como roblón.

Existen muchos tipos de remaches  y se emplean de acuerdo a las necesidades y requerimientos técnicos.

Los elementos unidos por remaches y tanto los remaches pueden sufrir fallos debido a los esfuerzos que deben soportar, definir adecuadamente  las especificaciones y tolerancias es muy importante para evitar dichos fallos.

Entre sus principales ventajas están: pueden unir diferente materiales, soportar considerables movimientos de vibración y no se aflojan fácilmente, pueden ser utilizados cuando se tiene acceso por una sola cara de la unión.

Entre sus principales aplicaciones están: estructuras metálicas de acero, la industria aeronáutica, recipiente de alta presión, calderas, además en la industria de los curtiembres es bastante utilizada para sujetar o también de adornos.

Entre sus principales desventajas podemos mencionar que: es una unión permanente que dificulta el mantenimiento en caso lo requieran, suelen ser más costosas que las uniones atornilladas o soldadas.

En fin, como hemos visto, los remaches son elementos muy importantes en ciertas industrias e instalaciones específicas que requieren de las ventajas que esta posee.