Dada la gran variedad de sistemas de anclaje disponibles en el mercado hoy en día, los diseñadores o profesionales de la instalación pueden tener dificultades para seleccionar el anclaje adecuado para una aplicación específica. Por lo general, para las aplicaciones de anclajes post-instaladas, la elección es entre anclajes mecánicos o anclajes químicos donde el sistema de anclaje se selecciona teniendo en cuenta las necesidades de diseño, la aplicación en el lugar de trabajo y las condiciones de construcción.
En la Fig. 1 pueden verse identificados beneficios y desafíos comunes entre los anclajes mecánicos y químicos.

Figura. 1: Características de los sistemas de anclaje mecánico vs. químico

En general, el beneficio de los anclajes mecánicos es el proceso de instalación simplificado en comparación con los anclajes químicos. Además, los anclajes mecánicos pueden ser más económicos que los anclajes químicos, pero se consideran menos flexibles en diseño e instalación debido a los diámetros limitados y las profundidades de empotramiento limitadas.
El beneficio de los anclajes químicos es que producen cargas más altas y el sistema de anclaje a menudo puede adaptarse a distancias de borde y espaciado más pequeñas (especialmente en comparación con los anclajes de expansión). Sin embargo, el uso de anclajes químicos se considera más complejo debido a la influencia de la temperatura y el agua, y los accesorios necesarios para su correcta instalación como: necesidad de dosificador, esfuerzos de una correcta limpieza, etc.
En consecuencia, se puede decir que existe una demanda de una tecnología de anclaje que combine los beneficios, en la medida de lo posible, de ambas tecnologías de anclaje: anclajes mecánicos y anclajes químicos.
El anclaje de doble acción Hilti Kwik-X hace exactamente eso con la combinación del anclaje de tornillo mecánico KWIK HUS-EZ (KH-EZ) con la cápsula adhesiva bi-componente Kwik HUS (KHC).
Este sistema de anclaje de doble acción emplea un tornillo para concreto con cabeza hexagonal junto con una cápsula plástica rellena con los materiales de unión constituyentes de un sistema de inyección, vea la Fig. 2.

Figura 2: Kwik-X Anclaje de doble acción  

La cápsula KHC del sistema de doble acción Kwik-X contiene resina de polímero, endurecedor y agregados en una proporción de mezcla definida. La cápsula KHC se coloca en el orificio perforado producido por un taladro percutor o un taladro de diamante. El tornillo KH-EZ se introduce atravesando la cápsula con una llave de impacto especificada en las instrucciones de instalación impresas del fabricante (MPII). Al introducir el tornillo en el orificio, la cápsula KHC se tritura y también es comprimida. El endurecedor, la resina y el agregado se mezclan y llenan el espacio anular alrededor del tornillo a medida que la roscas cortan las paredes del concreto. Al mismo tiempo, las grietas alrededor del anclaje se rellenan con resina, vea la Fig. 3.
El mecanismo de transferencia de carga del anclaje de doble acción Kwik-X se basa en el enclavamiento mecánico y la fricción. El adhesivo de la cápsula KHC aumenta el área de enclavamiento mecánico de las roscas a medida que cortan el orificio circundante y llenan el espacio anular alrededor del tornillo. Después del curado total del adhesivo, se produce un enclavamiento por fricción entre el tornillo y el adhesivo curado.

Figura 3: Evidencias de las improntas causadas por las roscas del tornillo Hilti KH-EZ y anclaje de doble acción Hilti Kwik-X (tornillo Hilti KH-EZ con cápsula Hilti KHC)

Entendiendo el Kwik-X: Anclaje de Doble Acción 

Para comprender el anclaje de doble acción y por qué esta tecnología de anclaje combina los beneficios de los anclajes mecánicos y los anclajes químicos, los siguientes puntos son relevantes:
Si el adhesivo se eliminara por completo, el sistema de anclaje residual sería un tornillo para concreto puro que transfiere la carga por enclavamiento mecánico a través de las roscas que cortan la pared, ver Fig. 4.

Figura 4: Separación del mecanismo de transferencia de carga simultánea.

En general, los anclajes de tornillo por sí solos no pueden maximizar la capacidad de tracción del concreto, ya que las primeras roscas del tornillo que se insertan en el concreto se desgastan durante la instalación del tornillo, especialmente en concretos dee alta resistencia. Esto lleva a que el empotramiento efectivo, hef, sea menor que el empotramiento nominal, hnom. La capacidad del concreto en tensión para propósitos de diseño para ACI 318 Ch. 17, se basa en hef. Como se ve en la Fig. 4, ahora que el adhesivo del KHC está llenando el espacio anular entre el concreto y el tornillo KH-EZ, se mejora el enclavamiento mecánico del tornillo y permite que el sistema Kwik-X alcance la capacidad total de concreto y el diseñador ahora puede usar hef = hnom, lo que puede aumentar drásticamente la capacidad de tensión del Kwik-X. La Fig. 5 muestra cómo el aumento de hef mejora la capacidad de diseño.

Figura 5: Mayor profundidad de empotramiento efectiva, hef, gracias a la cápsula Kwik-X

Adicionalmente, las condiciones que influyen en el comportamiento de adherencia son absorbidas por los mecanismos de trabajo del tornillo para concreto. En el caso de los anclajes de adherencia, estas son las condiciones de la perforación, como orificios limpios o sin limpiar, el proceso de perforación (perforación con rotomartillo o perforación con diamante), la temperatura del material base y el comportamiento a largo plazo del tipo de anclaje químico. Las pruebas de calificación para el anclaje de doble acción Hilti KWIK-X muestran que el sistema de doble acción está menos influenciado por los parámetros que afectan a los sistemas de anclaje químicos tradicionales. Lo cual es comprobable si la combinación de la geometría de la rosca del tornillo y las características del adhesivo se encuentran correctamente equilibradas como se proporciona con el anclaje de doble acción Hilti KWIK-X.

Conformidad del Kwik-X para uso en concreto

Una fijación segura requiere no solo una planificación y un diseño detallado, sino también la consideración de que el sistema de anclaje funcione de manera confiable en condiciones ordinarias y adversas del lugar de trabajo. En los EE. UU., el rendimiento y las características de un producto para la construcción pueden evaluarse en función de los requisitos de prueba incluidos en un criterio de evaluación (AC) emitido por el International Code Council Evaluation Services (ICC-ES).
El International Code Council Evaluation Services (ICC-ES) proporciona requisitos de prueba y criterios de evaluación destinados a verificar la idoneidad de un sistema, especificar las condiciones de uso admisibles (por ejemplo, tipo de carga, exposición ambiental, entre otras) y, en última instancia, determinar las características de rendimiento (es decir, la resistencia del anclaje) que se necesitan para el diseño de un punto de fijación. Los resultados de la evaluación con todos los parámetros relevantes para el producto de construcción se publican luego en un informe del servicio de evaluación, como suele estar previsto en los Reportes del Servicio de Evaluación del International Code Council (ICC-ESR) o el Informe de Evaluación (ER) de IAPMO.
Los criterios de aceptación de ICC-ES para anclajes adhesivos post-instalados en elementos de concreto (AC308) son los criterios actuales que se utilizan para evaluar los anclajes químicos post-instalados antes de recibir un ICC-ES ESR o IAPMO ER. En febrero de 2022, se revisó AC308 para permitir el uso de anclajes de tornillo con anclajes químicos, siempre que el anclaje de tornillo tenga un informe de evaluación existente basado en los Criterios de aceptación de ICC-ES para anclajes mecánicos en elementos de concreto (AC193). El anclaje de doble acción Hilti KWIK-X fue probado según los criterios de evaluación AC308 y, posteriormente, ICC-ES emitió el reporte ESR-5065. El programa de prueba determina las características del producto para todos los posibles modos de falla. Los valores se proporcionan luego en el informe de evaluación. El programa de pruebas incluye una resistencia a la tensión de referencia del anclaje, así como varias pruebas de sensibilidad y robustez para verificar la respuesta mecánica de todo el sistema. La prueba incluye la evaluación de la resistencia combinada a la extracción y al concreto y una evaluación de la sensibilidad y durabilidad del material de unión. Estas pruebas se llevan a cabo con la condición del diámetro del anclaje y la profundidad de empotramiento, que se identifica como la mayor contribución al rendimiento del material de unión.

Beneficios del tornillo de Anclaje de Doble Acción Hilti Kwik-X según sus aplicaciones 

El anclaje de doble acción Hilti KWIK-X proporciona ventajas clave de diseño e instalación debido a las siguientes razones:
(a)      Flexibilidad adicional para fijaciones en condiciones de clima frío. El anclaje de doble acción Hilti KWIK-X ofrece un rango de temperatura extendido para la instalación en comparación con los adhesivos inyectables tradicionales al permitir instalaciones en condiciones de temperatura que van desde -27 °C hasta 40 °C.
(b)      KWIK-X ofrece a los diseñadores flexibilidad para cambios de diseño o incluso anticipación de futuros requisitos de diseño con la capacidad de quitar completamente el anclaje y volver a instalarlo en el mismo orificio sin reducción de su resistencia, según las instrucciones de instalación impresas del fabricante MPII (solo es permitida una extracción y una reinstalación).
(c)      Para los instaladores, el uso del anclaje de doble acción KWIK-X significa tiempos de curado de 30 segundos a temperaturas de 5 °C y superiores, sin necesidad de limpieza del orificio para una instalación adecuada, sin necesidad de torquímetro calibrado, ni restricciones de técnicas de perforación.  

KWIK-X brinda beneficios clave para las siguientes aplicaciones: 
Hilti Kwik-X resulta conveniente para conexiones de placa base estructural y fijaciones de equipos y maquinaria en concreto fisurado o no fisurado de peso normal o liviano bajo carga estática, cuasiestática y sísmica. El beneficio de Kwik-X es la función de doble acción (conexión mecánica y adhesión) adaptándose su rendimiento a los requisitos de la aplicación. 

Figura 6: Hilti Kwik-X para estructuras metálicas, maquinarias y equipamientos

El anclaje de doble acción Hilti KWIK-X también se puede utilizar en aplicaciones no-estructurales relacionadas con la seguridad. Por ejemplo, la fijación de pasamanos, barandas, techos y estructuras de acero livianas a estructuras nuevas o existentes. Para tales aplicaciones, el sistema de fijación Hilti Kwik-X le brinda la posibilidad de diseñar con distancias de espaciado y a borde pequeñas, al mismo tiempo que brinda a los instaladores un anclaje que es más fácil y rápido de instalar y que aún es completamente removible, vea la Fig. 7.

Figura 7: Hilti Kwik-X se puede quitar y volver a instalar en el mismo orificio hasta una vez según el MPII.

La remoción y la reinstalación no están cubiertas en el Reporte de evaluación del anclaje de doble acción Kwik-X (ICC-ESR 5065) 

El desempeño deficiente de las fijaciones para equipos y sistemas de anclaje puede contribuir a eventuales daños y pérdidas de productividad en la puesta en marcha de una planta. La tecnología de doble acción y la removibilidad de KWIK-X al cambiar la posición de los equipamientos le brinda la ventaja de ser más flexible frente a los cambios funcionales que suelen ocurrir en plantas industriales.

Resumen

El nuevo anclaje de doble acción Hilti KWIK-X es el primer anclaje post-instalado de su tipo que combina las ventajas de los anclajes químicos con las ventajas de los anclajes mecánicos.
Hilti KWIK-X ofrece una solución productiva con su sencillo método de instalación junto con un rendimiento de alta capacidad que ayuda a satisfacer las necesidades tanto de diseñadores como de contratistas. Supera los límites en comparación con la tecnología tradicional de adhesivos inyectables al ofrecer un rango de temperatura extendido para la instalación de hasta -27 °C para instalaciones en climas fríos y ofrece flexibilidad para adaptarse a los cambios de diseño al ofrecer una solución removible y reutilizable.
Hilti Kwik-X también apoya a los contratistas con una solución de anclaje productiva que ya no requiere que se enfrenten a tiempos de curado prolongados en instalaciones a 5 °C o más, no tiene requisitos de limpieza o torque controlado (más allá del uso de una llave de impacto para instalar), y no tiene accesorios obligatorios o restricciones de método de perforación.

Lo mejor de ambos mundos para diseñadores e instaladores… traído a usted por Hilti.