¿Qué es un tornillo con brida? Usos y tipos
Imagínese que está montando una pieza de maquinaria y necesita un elemento de fijación fiable que pueda soportar una presión y unas vibraciones considerables....
Los tornillos de hierro son una parte esencial de innumerables industrias, desde la construcción y la automoción hasta la maquinaria y las necesidades cotidianas de fijación. A pesar de su uso generalizado, muchas personas desconocen las propiedades únicas que hacen que los tornillos de hierro sean tan fiables y rentables. Si usted es contratista, ingeniero, aficionado al bricolaje o simplemente siente curiosidad por los materiales que mantienen unido nuestro mundo, es fundamental que conozca por qué destacan los tornillos de hierro.
En este artículo analizaremos las principales características de los tornillos de hierro, que los hacen resistentes, duraderos y versátiles para una amplia gama de aplicaciones. También nos adentraremos en las diferentes formas en que se utilizan los tornillos de hierro en la construcción, la ingeniería automotriz y más. Además, compararemos los tornillos de hierro con otros materiales, como el acero inoxidable y los metales no férreos, para ayudarle a tomar decisiones con conocimiento de causa a la hora de elegir el elemento de fijación adecuado para sus proyectos. Tanto si busca solidez como resistencia a la corrosión o rentabilidad, los tornillos de hierro ofrecen un equilibrio único de estas cualidades que los hacen indispensables en una gran variedad de entornos.
El hierro es un metal versátil y muy utilizado, famoso por su resistencia, durabilidad y rentabilidad. Sus propiedades únicas lo convierten en un material esencial en aplicaciones de construcción, fabricación e ingeniería, y los pernos de hierro son componentes cruciales que proporcionan integridad estructural y fiabilidad.
Los pernos de hierro son vitales para garantizar la estabilidad y seguridad de las estructuras. Fijan componentes entre sí, proporcionando el soporte necesario en una gran variedad de entornos, como puentes, edificios, maquinaria y vehículos. La resistencia de los pernos de hierro les permite soportar cargas y tensiones considerables, lo que los hace indispensables en entornos exigentes.
Los pernos de hierro tienen aplicaciones en numerosos sectores, entre ellos:
El uso del hierro se remonta a miles de años atrás, y los tornillos de hierro han evolucionado considerablemente con el paso del tiempo. Desde las antiguas civilizaciones, que empleaban cierres sencillos, hasta las variantes actuales de alta resistencia, el desarrollo de los tornillos de hierro refleja los avances de la metalurgia y la ingeniería. Esta rica historia pone de relieve la importancia perdurable del material en las aplicaciones modernas.
En resumen, los tornillos de hierro son componentes esenciales para una amplia gama de funciones en diferentes industrias. Su resistencia, durabilidad y versatilidad los convierten en la opción preferida de ingenieros y fabricantes, ya que garantizan el funcionamiento fiable de estructuras y máquinas en condiciones exigentes.
Los pernos de hierro poseen propiedades ferromagnéticas, lo que significa que son atraídos por los imanes debido a la estructura atómica del hierro, que hace que los dominios magnéticos se alineen y que el material responda magnéticamente. Esto hace que los pernos de hierro sean fáciles de separar de los materiales no ferrosos en aplicaciones en las que se requiere la clasificación de metales. En determinados entornos industriales, esta propiedad también puede ser ventajosa cuando se emplean herramientas o campos magnéticos.
Los tornillos de hierro son conocidos por su resistencia, lo que los hace adecuados para aplicaciones pesadas. Cuando se alean con carbono para formar acero, su resistencia a la tracción aumenta, lo que permite a los pernos soportar cargas importantes sin romperse ni deformarse. Estos pernos duraderos se utilizan habitualmente en los sectores de la construcción, la maquinaria y la automoción, donde es esencial su capacidad para mantener unidos componentes grandes y pesados bajo presión. Los pernos de hierro mantienen su integridad a lo largo del tiempo, ofreciendo un rendimiento duradero en entornos exigentes.
Para mejorar la resistencia a la corrosión, los pernos de hierro pueden recubrirse con materiales como el cincado, el galvanizado en caliente o el óxido negro. El zincado forma una fina capa de zinc en la superficie del tornillo, protegiéndolo de la oxidación y la corrosión. El galvanizado en caliente, en el que los pernos se sumergen en zinc fundido, proporciona una capa más gruesa para una mayor protección. Los recubrimientos de óxido negro mejoran tanto la resistencia a la corrosión como al desgaste, haciendo que los pernos sean aún más fiables en condiciones duras o al aire libre.
Los tornillos de hierro son más económicos que otros materiales de alta resistencia, como el acero inoxidable o el titanio, lo que los convierte en una opción asequible para sectores como la construcción y la automoción.
La maleabilidad del hierro facilita su forja, mecanizado y roscado en formas precisas. Esta flexibilidad es esencial para crear pernos de distintos tamaños y diseños que satisfagan las necesidades específicas de cada proyecto. La maleabilidad también hace que los tornillos de hierro sean ideales para realizar ajustes durante la instalación y las reparaciones.
Los pernos de hierro son esenciales en la construcción y la ingeniería civil, donde ayudan a mantener la integridad estructural y garantizan la seguridad. Estos pernos son cruciales para fijar y reforzar diversos componentes estructurales, como vigas, pilares y viguetas, para garantizar que los edificios, puentes y otros proyectos de infraestructuras puedan soportar grandes cargas y tensiones a lo largo del tiempo.
Los pernos de hierro son cruciales en la construcción de grandes estructuras, como rascacielos y puentes. Fijan vigas y armazones, creando conexiones fuertes que pueden soportar fuerzas inmensas. Su durabilidad los hace perfectos para soportar materiales pesados, sobre todo en zonas de gran tensión.
Los pernos de hierro también anclan maquinaria pesada y soportes de cimentación, ofreciendo una base estable para sistemas clave tanto en entornos residenciales como industriales.
La industria del automóvil depende de los tornillos de hierro para ensamblar componentes de vehículos en los que la resistencia y la fiabilidad son fundamentales. Los tornillos de hierro se utilizan para fijar piezas en los vehículos, garantizando su integridad estructural y su seguridad durante el funcionamiento.
Sistemas de suspensión: Los tornillos de hierro, especialmente los de alta resistencia, son esenciales en los sistemas de suspensión de los automóviles, donde deben soportar fuerzas considerables durante el movimiento del vehículo. Estos pernos garantizan que los componentes de la suspensión permanezcan firmemente en su sitio, incluso en condiciones de conducción duras.
Motor y transmisión: En motores y transmisiones de automoción, los tornillos de hierro fijan piezas vitales como culatas, sistemas de escape y carcasas de transmisión. Su capacidad para resistir altas temperaturas y esfuerzos mecánicos los hace perfectos para estas aplicaciones.
Conjuntos de chasis y bastidor: Los tornillos son esenciales para conectar diversas partes del chasis de un vehículo, incluidos los componentes del bastidor y los travesaños. Contribuyen a la rigidez y resistencia generales del vehículo.
Los tornillos de hierro mantienen unidas las piezas de la maquinaria industrial, desde las cadenas de montaje hasta los equipos pesados. Diseñados para soportar tensiones constantes, son especialmente eficaces cuando se fabrican con acero aleado.
Maquinaria industrial: Los pernos de hierro se utilizan en maquinaria industrial para fijar componentes, desde cadenas de montaje hasta equipos pesados de fabricación. Estas fijaciones soportan una tensión mecánica constante, lo que garantiza un funcionamiento fiable en entornos exigentes.
Maquinaria pesada: En equipos de construcción de gran tamaño, como bulldozers, grúas y excavadoras, los pernos de hierro son esenciales para asegurar los componentes críticos, incluidos los sistemas hidráulicos y las piezas del motor, garantizando un funcionamiento fluido y seguro.
Conjuntos de herramientas: Los pernos de hierro también se utilizan en la fabricación y el montaje de herramientas manuales, herramientas eléctricas y otros dispositivos mecánicos, donde su fiabilidad y resistencia son vitales para un rendimiento a largo plazo.
Los tornillos de hierro son elementos de fijación versátiles y fiables para una amplia gama de aplicaciones generales. Su asequibilidad, resistencia y facilidad de uso los convierten en una elección popular tanto para proyectos profesionales como de bricolaje.
Muebles y mejoras para el hogar: En entornos residenciales, los pernos de hierro se utilizan habitualmente para fijar muebles como estanterías, armarios y roperos. También se utilizan en estructuras exteriores como pérgolas, vallas y puertas, donde su resistencia a la corrosión garantiza su durabilidad en condiciones de exposición.
Fijación de las instalaciones: Los pernos de hierro se utilizan con frecuencia para fijar elementos a paredes o suelos tanto en entornos comerciales como residenciales, garantizando que objetos pesados como maquinaria y estanterías permanezcan seguros en su sitio a lo largo del tiempo.
Instalaciones exteriores: Para instalaciones exteriores expuestas a la intemperie, los pernos de hierro con revestimientos resistentes a la corrosión, como acabados de zinc o galvanizados, ayudan a mantener la integridad estructural y prolongan la vida útil de la instalación.
La resistencia a la corrosión es un factor clave cuando se comparan tornillos de hierro, no ferrosos y de acero inoxidable. Los pernos de hierro, aunque resistentes y duraderos, son propensos a oxidarse cuando se exponen a la humedad y a entornos agresivos. Esta limitación se puede mitigar aplicando revestimientos protectores como cincado, galvanizado en caliente o acabados de óxido negro. Sin embargo, incluso con estos tratamientos, los pernos de hierro suelen ofrecer menos resistencia a la corrosión que sus homólogos no ferrosos y de acero inoxidable.
Los tornillos no ferrosos, como los de aluminio, cobre o titanio, resisten la corrosión porque no contienen hierro. Los tornillos de acero inoxidable, por su parte, son muy resistentes a la corrosión gracias al cromo de su composición, que forma una capa protectora de óxido en la superficie. Estas propiedades hacen que los pernos no ferrosos y de acero inoxidable sean ideales para entornos en los que la exposición a elementos corrosivos es habitual, como en las industrias marina y aeroespacial.
La resistencia de los tornillos es otro factor importante a tener en cuenta. Los tornillos de hierro, sobre todo los de acero con alto contenido en carbono, son conocidos por su impresionante resistencia a la tracción, que los hace adecuados para aplicaciones pesadas. Sin embargo, suelen ser más débiles que los de acero aleado o acero inoxidable.
La resistencia de los tornillos no ferrosos varía según el material. Los tornillos de titanio, por ejemplo, son extremadamente resistentes y ligeros, por lo que son perfectos para aplicaciones aeroespaciales. Por el contrario, los tornillos de aluminio, aunque son más ligeros que los de hierro, no son tan resistentes, pero son idóneos para aplicaciones en las que la reducción de peso es más importante que la máxima resistencia.
Los tornillos de acero inoxidable combinan resistencia y durabilidad. Dependiendo del grado, pueden proporcionar resistencias a la tracción comparables o incluso superiores a las de los pernos de acero con alto contenido en carbono. Los pernos de acero inoxidable son ideales para aplicaciones que requieren tanto un alto rendimiento mecánico como resistencia a la corrosión, como en estructuras arquitectónicas y dispositivos médicos.
El coste es un factor importante a la hora de elegir entre tornillos de hierro, no ferrosos o de acero inoxidable. Los tornillos de hierro suelen ser la opción más rentable, lo que los convierte en una opción popular para proyectos de construcción a gran escala y aplicaciones generales de fijación. Su menor coste se atribuye a unas materias primas relativamente baratas y a unos procesos de fabricación más sencillos.
Los tornillos no ferrosos, sobre todo los fabricados con titanio o aluminio, suelen ser más caros debido al mayor coste de las materias primas y a los procesos de fabricación más complejos. Sin embargo, sus propiedades únicas -como su ligereza y su mayor resistencia a la corrosión- justifican su mayor coste en campos especializados como la ingeniería aeroespacial y naval.
Los tornillos de acero inoxidable son más caros que los de hierro, pero ofrecen una combinación equilibrada de fuerza, durabilidad y resistencia a la corrosión. Esto los convierte en la opción preferida para sectores en los que estas propiedades son críticas, como el procesamiento de alimentos, las plantas químicas y las aplicaciones arquitectónicas.
Los tornillos de hierro se utilizan ampliamente en aplicaciones en las que su resistencia y rentabilidad ofrecen ventajas significativas, como en la construcción y la industria del automóvil. Son ideales para fijaciones de uso general en las que no es esencial una alta resistencia a la corrosión.
Los tornillos no ferrosos se eligen para aplicaciones que requieren ligereza y alta resistencia a la corrosión. Por ejemplo, los tornillos de aluminio se utilizan en aeronaves y equipos marinos, mientras que los tornillos de titanio son los preferidos en la industria aeroespacial y los dispositivos médicos por su relación resistencia-peso y biocompatibilidad.
Los pernos de acero inoxidable se utilizan habitualmente en entornos que exigen tanto una gran resistencia como una excelente resistencia a la corrosión. Entre ellos se encuentran las plantas químicas, el procesamiento de alimentos y los componentes estructurales de edificios y puentes, donde la durabilidad en entornos difíciles es esencial.
Los pernos de acero se clasifican en varios grados en función de su resistencia y las propiedades del material. Esta clasificación ayuda a seleccionar el perno adecuado para aplicaciones específicas, garantizando la seguridad y la fiabilidad.
Pernos de grado 2: Los tornillos de grado 2, fabricados con acero de bajo a medio contenido en carbono, tienen una resistencia a la tracción de 60.000 a 74.000 psi. Se suelen utilizar en la construcción y la fabricación en general debido a su asequibilidad y fácil disponibilidad.
Pernos de grado 5: Estos tornillos se fabrican con acero de carbono medio y se someten a un tratamiento térmico para aumentar su resistencia, lo que les confiere una resistencia a la tracción de 105.000 a 120.000 psi. Los tornillos de grado 5 son ideales para aplicaciones de automoción y otras aplicaciones de resistencia media, por lo que son adecuados para tareas más exigentes en comparación con los tornillos de grado 2.
Pernos de grado 8: Fabricados con acero de aleación de carbono medio, los pernos de grado 8 se someten a un tratamiento térmico a altas temperaturas para aumentar su resistencia. Tienen seis líneas radiales en la cabeza y una resistencia a la tracción de 150.000 psi. Estos pernos se utilizan en entornos de gran tensión, como suspensiones de automóviles y maquinaria industrial, donde la máxima resistencia y durabilidad son cruciales.
Las calidades de los tornillos métricos siguen una progresión de resistencia similar, pero se miden de forma diferente.
Pernos de grado 8.8: Fabricados con acero al carbono medio, estos tornillos tienen una resistencia a la tracción de 800 MPa. Son adecuados para proyectos que requieren más resistencia que los de grados inferiores y se utilizan habitualmente en construcción y maquinaria.
Pernos de grado 10.9: Fabricados con acero aleado de mayor resistencia, los pernos de grado 10.9 tienen una resistencia a la tracción de 1000 MPa. Se utilizan en proyectos de alta resistencia y fiabilidad, como maquinaria pesada y aplicaciones estructurales.
Pernos de grado 12.9: Estos tornillos se utilizan en aplicaciones de alta tensión y tienen una resistencia a la tracción de 1220 MPa. Suelen encontrarse en las industrias manufacturera y de la construcción, donde se requiere la máxima resistencia.
Resistencia a la tracción: La fuerza máxima que puede soportar un tornillo antes de romperse. Los tornillos de mayor calidad tienen mayor resistencia a la tracción, por lo que son adecuados para aplicaciones más exigentes.
Límite elástico: La carga máxima que puede soportar un tornillo antes de empezar a deformarse. Los pernos de mayor calidad suelen tener un límite elástico más alto, lo que garantiza que mantengan su forma e integridad bajo grandes esfuerzos.
Dureza: La dureza de un tornillo contribuye a su resistencia y durabilidad generales. Los tornillos de grado 8, por ejemplo, se someten a un tratamiento térmico para alcanzar una dureza de 33 a 39 en la escala Rockwell C, lo que mejora su capacidad para resistir el desgaste y la tensión mecánica.
Los pernos pueden recubrirse para mejorar su resistencia a la corrosión, lo que es crucial para mantener su integridad en entornos difíciles.
Cincado: El cincado es rentable y ofrece resistencia a la corrosión para aplicaciones interiores y exteriores suaves.
Galvanizado en caliente: Este método proporciona una protección superior contra la oxidación en entornos exteriores y corrosivos mediante el recubrimiento de los pernos con una gruesa capa de zinc.
Óxido negro: Los recubrimientos de óxido negro mejoran tanto la resistencia a la corrosión como al desgaste, por lo que son adecuados para tornillos expuestos a condiciones ambientales moderadas.
Automóvil: Los tornillos de grado 5 y 8 se utilizan habitualmente en aplicaciones de automoción por su gran resistencia y fiabilidad. Estos tornillos fijan componentes vitales como sistemas de suspensión y piezas del motor.
Maquinaria industrial: Los tornillos de grado 8 se utilizan con frecuencia en maquinaria industrial, motores, bombas, válvulas y depósitos, garantizando un funcionamiento fiable en entornos industriales exigentes.
Construcción: Los tornillos de grado 10.9 y grado 12.9 se utilizan en la construcción y la fabricación para unir piezas industriales medianas o pesadas, proporcionando la resistencia necesaria para aplicaciones estructurales.
Aplicaciones generales: Los tornillos de grado inferior, como los de grado 2, se utilizan en uniones no críticas y aplicaciones generales en las que no se requiere una gran resistencia, por lo que son ideales para el uso cotidiano en proyectos residenciales y comerciales.
La elección del grado adecuado de perno depende de las exigencias específicas de su proyecto, garantizando la seguridad, la durabilidad y la eficacia.
A continuación encontrará respuestas a algunas preguntas frecuentes:
Los tornillos de hierro, fabricados principalmente con hierro o aleaciones de hierro, poseen varias propiedades clave que los hacen valiosos en diversas aplicaciones. Estas propiedades incluyen:
Estas propiedades hacen que los tornillos de hierro sean adecuados para su uso en la construcción, la automoción, la maquinaria y las aplicaciones de fijación en general.
Los tornillos de hierro se fabrican con metales ferrosos, que contienen hierro, lo que los hace magnéticos y, por lo general, más resistentes y densos que los tornillos no ferrosos. Aunque los tornillos de hierro son muy duraderos, son más susceptibles a la corrosión, aunque aleaciones como el acero inoxidable pueden mejorar su resistencia. Los tornillos no ferrosos, fabricados con metales como el aluminio, el cobre o el titanio, no son magnéticos, pesan menos y ofrecen una mayor resistencia a la corrosión, lo que los hace ideales para aplicaciones en entornos hostiles, como la industria marina o química. Además, los metales no férreos tienden a ser más maleables, lo que puede facilitar su moldeado para aplicaciones específicas. La elección entre tornillos ferrosos y no ferrosos depende de factores como el peso, la resistencia a la corrosión y si el magnetismo es importante para la aplicación.
Los pernos de hierro se utilizan habitualmente en diversas aplicaciones debido a su resistencia, durabilidad y versatilidad. Se emplean con frecuencia en la construcción y la ingeniería civil para asegurar y reforzar estructuras como vigas, columnas y soportes de hormigón. Estos pernos también se utilizan mucho en la industria del automóvil, sobre todo para ensamblar maquinaria y componentes de vehículos. Además, los pernos de hierro desempeñan un papel clave en la fijación de muebles pesados a las paredes, garantizando su seguridad y estabilidad. También se utilizan en instalaciones exteriores, como vallas, puertas y pérgolas, sobre todo cuando están recubiertos para resistir la corrosión. En general, los tornillos de hierro son esenciales para fijar, reforzar y conectar materiales tanto en entornos residenciales como industriales.
Los tornillos de hierro, normalmente de acero al carbono, suelen ser más resistentes que los de acero inoxidable, ya que pueden someterse a un tratamiento térmico que aumenta su resistencia. Los pernos de acero al carbono pueden alcanzar grados de resistencia más altos, lo que los hace ideales para aplicaciones exigentes que requieren alta resistencia a la tracción y tenacidad. Sin embargo, los pernos de hierro son más propensos a la corrosión que los de acero inoxidable. Los pernos de acero inoxidable, que contienen cromo, forman una capa de óxido protectora autorregenerativa que mejora significativamente su resistencia a la corrosión, lo que los hace adecuados para entornos en los que la prevención de la oxidación es crucial. En cambio, los pernos de hierro pueden tratarse con revestimientos como el galvanizado para mejorar su resistencia a la corrosión, pero estos revestimientos son susceptibles de dañarse, lo que provoca óxido con el tiempo. Por tanto, mientras que los pernos de hierro destacan por su resistencia, los de acero inoxidable son preferibles en entornos donde la resistencia a la corrosión es más crítica.
Los tornillos de hierro suelen denominarse tornillos de acero, ya que la mayoría de los tornillos se fabrican con distintos grados de acero y no con hierro puro. Las calidades de los tornillos, que se fabrican principalmente con acero o aleaciones, determinan su resistencia, durabilidad e idoneidad para distintas aplicaciones. Las calidades más comunes son:
Grado 2: Fabricados en acero al carbono de resistencia baja a media con una resistencia a la tracción de 60.000-74.000 psi. Estos pernos se utilizan en aplicaciones no críticas, como reparaciones domésticas y fijaciones básicas.
5º curso: Estos tornillos están fabricados con acero al carbono o aleado de resistencia media, con una resistencia a la tracción de 105.000-120.000 psi. Se suelen utilizar en aplicaciones de automoción, militares e industriales.
8º curso: Fabricados con acero al carbono o aleado de alta resistencia, estos pernos tienen una resistencia a la tracción de hasta 150.000 psi. Se utilizan en aplicaciones que requieren una resistencia superior, como maquinaria pesada y suspensiones de automóviles.
Grados ASTM: Entre ellos se incluyen el grado A307, que se utiliza para aplicaciones generales, y el grado A325 (ahora sustituido por ASTM F3125/F3125M), que se utilizaba en la construcción pesada para la integridad estructural.
Grados métricos: Van del grado 4.6 (baja resistencia) al grado 12.9 (alta resistencia), con grados intermedios como 8.8 y 10.9 utilizados en aplicaciones industriales y de automoción.
La elección de la calidad del tornillo depende de los requisitos específicos de la aplicación, incluidos factores como la resistencia a la tracción, la capacidad de carga y las condiciones ambientales. Los tornillos de mayor calidad se utilizan en aplicaciones críticas y exigentes en las que la fiabilidad y la resistencia son esenciales.
Spanish 
English 
German 
French 
Portuguese 
Italian 
Korean 
Dutch 
Swedish