Introducción a las Sierra de Copa

Conocida también por varios nombres alternativos, como sierra de corona, sierra perforadora, mecha copa o sierra/broca de campana, la sierra de copa es una herramienta muy útil, especialmente entre herreros y carpinteros. No obstante, también se emplea frecuentemente en materiales como plástico, yeso, amianto, MDF, cerámicas, azulejos, fibra de vidrio, granito, mármol, vidrio, baquelita, así como metales ferrosos y no ferrosos, incluidos hierro fundido, latón, bronce, cobre y aluminio.

Sierra Copa Bimetalica – corte metal

Una sierra de copa es, básicamente, una sierra de forma anular o de anillo, cuyo corte genera un orificio en la pieza de trabajo, sin que para ello sea necesario cortar el material base. A menudo, esta particularidad prioriza el uso de las sierras de copa frente a las brocas helicoidales o las brocas tipo pala, en especial, cuando se deben realizar orificios relativamente grandes, por ejemplo, los de diámetro mayor a 25 milímetros (1″), ya que el corte se efectúa más rápido, con menor energía y es mucho más económico.

En cuanto a su confección, se trata de una sierra de cinta que se corta, se dobla y se suelda en su lateral. En cierta forma es un sub-producto, por eso, la mayoría de las marcas fabricantes de sierras de cintas, suelen serlo de sierras copa.

La profundidad a la que puede cortar una sierra de copa está limitada por la profundidad de su forma. La mayoría de estas sierras tiene una relación de aspecto diámetro a profundidad bastante baja y se usan para realizar orificios en piezas relativamente delgadas (hasta 3-5 mm). Sin embargo, también se comercializan sierras de copa con relaciones de aspecto más elevadas o con dientes especiales, como las llamadas copa fresa, que gracias a sus dientes de metal duro, pueden alcanzar mayores rangos de profundidad de corte, con mayor eficiencia. Eso sí, solo pueden usarse en taladros de banco.

Sierra Copa Bimetalica standar

Diseño y componentes de las sierras copa

Las sierras de copa se emplean siempre en un taladro. Constan esencialmente de un cilindro metálico, por lo general un fleje de acero al carbono, que en un extremo tiene un borde dentado y en el otro extremo cuenta con algún tipo de montaje por donde pasa una broca (comúnmente conocida como broca piloto o mecha guía) debidamente ajustada con una tuerca o a rosca, que se conecta al mandril del taladro y sirve para el centrado y guía del orificio. Este montaje puede variar desde un simple orificio, en cuyo caso la sierra requiere además de un husillo, soporte o árbol que se comercializa por separado en distintas formas y tamaños de mandril y broca, dependiendo de la aplicación, hasta los modelos de sierra que vienen con el husillo ya incorporado. Éstas últimas tienen como desventaja que, una vez desgastada la broca, el resto debe descartarse aún estando en condiciones de ser re-utilizado.

Hay quienes se preguntan «¿cómo instalar una sierra copa en un taladro manual?» es muy simple, tal como se ve en la imagen a continuación, una vez elegido el diámetro de la sierra copa, se selecciona el modelo de soporte (varían en general de acuerdo a la medida de la copa) y simplmente se únen mediante una rosca. El extremo que tiene la broca va del lado de la sierra copa y el otro en el mandril del taladro. Es tan simple como eso! Así queda instalada la sierra copa en el taladro manual o de banco!

Sierra Copa Bimetalica con soporte

A su vez, en los modelos más avanzados, la pared del cilindro tiene ranuras inclinadas que ayudan a extraer la virura y el polvo. La ranura de corte está diseñada para ser ligeramente más grande que el diámetro del resto de la sierra, de modo que no quede atascada en el orificio.

El mercado dispone de una gran variedad de sierras de copa, desde las más económicas de acero al carbono hasta las altamente especializadas para cada aplicación. Sin embargo, la de mayor uso en nuestros días es la sierra de copa bimetálica.

En las sierras de copa bimetálicas se combinan dos tipos diferentes de acero para formar el borde del extremo de corte: un acero de alta vdureza, como acero rápido, M42, etc. y un acero elástico blando. Ambos forman un borde duradero que corta una gran variedad de materiales y ayuda a brindar una larga vida útil. El acero del denatdo se usa en el borde externo debido a sus propiedades de resistencia al desgaste y forma el borde de corte (geometría) de los dientes. El acero elástico blando crea un material de refuerzo flexible que permite que la sierra absorba los impactos del trabajo de taladrar orificios en materiales difíciles de cortar.

También existen modelos en los que el filo de corte está compuesto por material diamantado. Este tipo de sierras de copa es ideal para perforaciones en ladrillo, hormigón, vidrio y piedra. Otro tipo de material para los dientes de las sierras de copa es también el carburo de tungsteno, que ofrece cortes más suaves, alta resistencia al calor y larga vida con cortes abrasivos.

Las sierras de copa para uso con taladros portátiles están comúnmente disponibles en diámetros de 6 a 210 mm, aunque las más populares suelen ser las medidas de 19, 20, 22, 25 y 27 mm. El único límite sobre la longitud del cilindro y, por lo tanto, la profundidad del orificio, es la necesidad de retirar la broca del orificio para extraer el desperdicio. Actualmente existen una especie de resortes que se adaptan fácilmente y permiten remover automáticamente el bocado que queda dentro de la copa.

Sierra Copa Bimetalica – Juegos

Muchos fabricantes ofrecen juegos de sierras de copa, cuya composición varía según la aplicación, de modo que, por ejemplo, se dispone de juegos para plomeros, para electricistas, para cerrajeros, para mecánicos, etc. Esto es muy recomendable ya que permite mantener las sierras cuidadas y ordenadas. Como se dijo, el material de los dientes es un acero de alta dureza, por eso, un impacto accidental, por ejemplo, al golpear con otras herramientas, puede ocasionar que un diente se parta y alterar el correcto funcionamiento.

Respecto de si corresponde perforar con o sin aceite? o a Cuántas RPM? hemos atacado estos y otros temas en este otro artículo técnico: ¿Qué son las Sierras de Copa y cómo funcionan?

Por qué las sierras copa se queman al cortar madera?

Varios lectores nos han hecho llegar esta consulta y es algo complejo de responder de manera general. De modo particular, podemos decir que, las sierras copa que tienen geometrías de diente para metal, o que no tienen un buen diseño de auto-refrigeración en el giro, tienden a levantar rápidamente temperatura, esto puede ocasionar que los metales que la componen «pierdan el temple» y en concecuencia, alterar significativamente el rendimiento.

Sierra Copa Bimetalica para madera

Recientemente han aparecido en el mercado algunos modelos recomendados para madera, tanto para uso eventual como para uso intensivo. Por nuestra parte, creemos que lo mejor es intentar tener un producto tan específico como sea posible, de acuerdo a la tarea a realizar. Ahora bien, en caso de tener una copa convencional y la necesidad de usarla en madera, lo más importante es seguir las recomendaciones de RPM del fabricante. En caso de no haberlas, para madera, mantener altas revoluciones (para evitar atascos) pero por períodos muy cortos de tiempo, dando la posibilidad a que la copa baje de temperatura antes de volver a avanzar sobre el agujero.

Ventajas y desventajas de las sierras copa en comparación con las brocas

La principal ventaja de las sierras de copa frente a las brocas convencionales es su eficiencia, ya que se corta muy poco del material que se va a extraer, lo que reduce, en última instancia, el requisito de potencia total y el costo por corte. Otra ventaja de las sierras copa es la capacidad de ofrecer mayor diámetro de corte. Por ejemplo, un orificio de 100 milímetros de diámetro requeriría una enorme broca helicoidal o de pala, imposible de manejar adecuadamente con un taladro manual o un taladro de banco o sobremesa; sin embargo, este tipo de orificio se puede cortar con una sierra de copa con relativa facilidad.

Algunas consideraciones sobre las sierras de copa:

• El taladro portátil empleado debe ser capaz de producir un torque considerable a baja velocidad (RPM) y en la medida de lo posible contar con velocidad variable.
• El contragolpe de un taladro de gran potencia puede ser serio en algunos casos y por lo tanto se deben usar asas laterales largas, preferentemente, con dos operarios en caso de taladrar grandes orificios.
• El tapón de material puede quedar adherido al interior de la sierra de copa y para extraerlo debe efectuarse un movimiento de palanca después de cortar cada orificio. A veces, ese movimiento de palanca es bastante difícil.
• En ocasiones, el tapón de material se retuerce cuando está a medio cortar, creando una situación en la que el material dentro de la sierra de copa gira sobre la porción aún sin cortar del material que aún está en la pieza. Esto tiende a detener la acción de corte de la sierra, y si la pieza es de madera o de plástico, la fricción comenzará a chamuscarla, creando un olor a quemado y calentando la sierra. El material retorcido debe entonces extraerse mediante un movimiento de palanca antes de continuar con el corte.
• Si bien no es recomendable el uso de aceite de corte, en ocasiones, puede ser necesario el uso de algún tipo de refrigerante, por ejemplo, aceite soluble.

Sierras copa diamantadas: Perforación en húmedo o en seco

Las sierras de copa diamantadas también se llaman brocas perforadoras de diamante. Las soldadas por láser pueden usarse para la perforación en húmedo y en seco, pero no todos los materiales a perforar son adecuados para la perforación en seco. Los materiales muy duros como el hormigón armado normalmente se deben perforar con agua; de lo contrario, el exceso de calor generado durante el proceso de perforación puede hacer perder el filo del material diamantado de la sierra y dar lugar, por lo tanto, a un bajo rendimiento.

Los materiales de combinación y los diamantes usados en las brocas de diamante soldadas con láser por lo general están específicamente adaptados para ajustarse a las perforaciones en húmedo y en seco, respectivamente. Esto puede mejorar el desempeño de las brocas, tanto en velocidad como en vida útil.

En la actualidad, el campo de aplicación de las sierras de copa comprende su uso en máquinas portátiles y estacionarias con alimentación eléctrica y a baterías, para generar agujeros en tuberías, instalaciones eléctricas, cerraduras de puertas, conductos, antenas, placas metálicas y aplicaciones automotrices, entre muchas otras.