¿Cuál es la diferencia entre un tornillo y un perno?

Tornillos vs Pernos

Pregúntele a cualquier ingeniero la diferencia entre un tornillo y un perno, y probablemente podrá darle una respuesta, pregúntele a otro, y probablemente le dirá algo completamente diferente. La conclusión es que no existe una distinción universal entre lo que constituye un tornillo y un perno. Ninguna distinción es perfecta; Los sujetadores nuevos se han diseñado y fabricado de forma independiente de acuerdo con definiciones contradictorias durante casi 400 años, lo que ha dado lugar a numerosas excepciones a casi todas las reglas existentes.

En general, define un perno como un sujetador que se gira desde el exterior de la cabeza y un tornillo como un sujetador con un accionamiento central. Sin embargo, lo que constituye un tornillo o un perno puede variar según el período de tiempo, la ubicación geográfica e incluso la preferencia del fabricante; la invención de híbridos que desafían los criterios complica aún más el proceso de identificación, creando una sensación confusa de distinción.

¿Por qué necesitamos saber la diferencia?

Ser capaz de distinguir pernos de tornillos es importante por varias razones. El diseño, la fabricación y el mantenimiento de productos requieren la capacidad de identificar componentes específicos sin ambigüedad. Conocer la diferencia entre los dos es particularmente importante en la cooperación entre ingenieros y departamentos de compras, donde el primero confía en que el segundo siga las instrucciones al pie de la letra. En tiempos más recientes, conocer la terminología exacta de un componente también se ha vuelto crucial para encontrar los componentes correctos en línea.

¿Cuántas distinciones entre tornillos y pernos hay?

Las siguientes distinciones están aproximadamente en orden de popularidad e importancia. La definición legal de los EE. UU. es primordial, particularmente para aquellos que viven en los EE. UU., pero no está exenta de inconvenientes.

Los diferentes usuarios distinguen los tornillos y pernos de las siguientes maneras:

Definición jurídica

En los Estados Unidos, la distinción entre tornillos y pernos es particularmente importante, ya que la Oficina de Aduanas y Protección Fronteriza de los Estados Unidos considera que los pernos y los tornillos son productos distintos y están sujetos a diferentes tasas impositivas. A efectos fiscales, la distinción entre un tornillo y un perno en los EE. UU. es la siguiente:

‘Un perno es un sujetador roscado externamente diseñado para insertarse a través de los orificios en piezas ensambladas, y normalmente está diseñado para apretarse o soltarse apretando una tuerca.’

‘Un tornillo es un elemento de sujeción con rosca externa capaz de insertarse en orificios de piezas ensambladas, de acoplarse con una rosca interna preformada o de formar su propia rosca, y de apretarse o soltarse apretando la cabeza.’

Esta definición se relaciona con la aplicación del perno y se toma prestada directamente de The Machinery’s Handbook, una autoridad en procesos de ingeniería mecánica durante más de 100 años. El problema con esta definición es que depende más de la aplicación que de los atributos del componente en sí; en las circunstancias adecuadas, cualquiera de los componentes podría considerarse un perno o un tornillo. En estas situaciones, se da una diferenciación secundaria y se utilizan las tolerancias del sujetador para determinar su tipo.

Según los criterios secundarios, los tornillos se describen con una «tolerancia fina», mientras que los pernos tienen una «tolerancia gruesa». Esta definición está lejos de ser perfecta, ya que en este contexto, los términos ‘fino’ y ‘grueso’ se refieren a la calidad del tornillo, pero las roscas ‘gruesa’ y ‘fina’ ya tienen definiciones específicas en ingeniería mecánica. Si bien es útil desde un punto de vista legal, está claro que esta distinción se creó en beneficio de la regulación aduanera, en lugar de ser utilizada por ingenieros. Esta definición también solo es relevante dentro de los EE. UU. En última instancia, la definición legal de tornillos y pernos de los EE. UU. es una distinción defectuosa, pero necesaria, pero existen varias alternativas más útiles.

Tipo de unidad

Una distinción general entre un tornillo y un perno es que los pernos se accionan desde el exterior de la cabeza, mientras que los tornillos se accionan mediante una transmisión central. Esto se debe principalmente al hecho de que se puede ejercer un par mayor en los bordes exteriores de un diámetro de cabeza más grande, ya que una cabeza más ancha proporciona una mayor distancia desde el eje de rotación.

Un problema con esta definición es que a veces es difícil definir componentes que incorporen características de ambos tipos, como pernos hexagonales ranurados, que tienen tanto un accionamiento como una cabeza accionada externamente; en estas situaciones, la distinción técnica y la identificación del elemento dominante característica se vuelve algo arbitraria.

Uso de tuercas

Otra diferencia clave es que los pernos generalmente se usan junto con orificios sin rosca y se aseguran con tuercas, pero los tornillos se sujetan directamente en un orificio roscado. Esta es una versión algo simplificada de la definición legal de los EE. UU., y tiene las mismas trampas: no hay nada que impida que se use un tornillo junto con una tuerca, o que se use un perno con un orificio roscado para cambiar milagrosamente su definición.

Terminología histórica

Algunos argumentan que un tornillo es cualquier objeto roscado que se instala girando; según esta definición, todos los pernos son tornillos, pero no todos los tornillos son pernos. Esta descripción puede respaldarse con artilugios como las prensas de tornillo para aceite de oliva y vino, o el tornillo de Arquímedes, los cuales existieron mucho antes de que los tornillos se usaran como sujetadores. En este contexto, un ‘tornillo’ no se refiere al tipo de cabeza o la aplicación de un sujetador, sino a la presencia de un eje helicoidal giratorio. Si se usa esta definición, entonces todos los sujetadores roscados caen bajo la definición arquetípica de tornillos, siendo un perno simplemente un subtipo de tornillo.

Dicho esto, esta definición todavía deja cierta vaguedad en cuanto a lo que hace que un perno sea diferente de un tornillo.

Curiosamente, el término ‘perno’ también existe mucho antes de la invención de los sujetadores. Por ejemplo, el cerrojo de una cerradura, un cerrojo de ballesta o, en un ejemplo más moderno, el cerrojo de un rifle, todos los cuales se refieren a objetos que no están roscados en absoluto. Algunos de los primeros tornillos se denominaron «tornillos», lo que puede resultar un poco confuso, pero arroja algo de luz sobre los orígenes del término. Históricamente, un ‘perno roscado’ se habría referido a un eje liso, conocido contemporáneamente como ‘perno’, con la adición de un ‘tornillo’ helicoidal.

Longitud de la rosca

En los ejemplos anteriores, un perno se ha referido históricamente a un eje deslizante liso, por lo que no es irrazonable ver cómo algunos usuarios definen un perno como parcialmente roscado.

La longitud de la rosca es una distinción relativamente rara, pero no desconocida, entre pernos y tornillos: algunos usuarios argumentan que un sujetador que está completamente roscado se clasifica como un tornillo, mientras que cualquier sujetador con un vástago sin rosca es un perno. Ejemplos de esto se encuentran comúnmente con tornillos avellanados, de los cuales algunos usuarios se refieren a las versiones parcialmente roscadas como pernos. Otro ejemplo serían los pernos hexagonales roscados parcial y totalmente, siendo este último ocasionalmente conocido como tornillo de fijación.

Esta distinción entre tornillos y pernos no es particularmente popular y se contradice fácilmente, pero todavía se encuentra en ocasiones.

Punta plana frente a punta cónica

La norma imperial ASME B18.2.1-2010, que define las dimensiones de muchos pernos hexagonales imperiales, afirma específicamente que ‘los pernos no necesitan ser puntiagudos. Los productos designados como tornillos, a excepción de los tirafondos, deben tener una punta achaflanada». A medida que los tornillos imperiales se eliminan lentamente de los proyectos de ingeniería modernos, esta definición es cada vez menos frecuente. Este estándar no define necesariamente qué hace que un tornillo sea un tornillo, pero sí define que cualquier cosa con una punta completamente plana es un perno o está fuera de especificación.

El problema con el uso de esta distinción es que debe identificarse cuánto de un ahusamiento califica como ahusamiento. Casi todos los sujetadores modernos tienen una ligera conicidad provocada por el desbarbado, que también es esencial para garantizar una colocación uniforme. Los productos como los tornillos para metales, que tienen una punta plana por diseño, suelen estar achaflanados en el mismo grado que un perno equivalente.

Tamaño

Aunque es una visión muy simplificada, los pernos a menudo se fabrican en tamaños más grandes que los tornillos, ya que un tamaño más grande se presta bien a su construcción más voluminosa y resistente. Por esta razón, algunos usuarios simplemente reconocerían un sujetador pequeño como un tornillo y un sujetador más grande como un perno. A pesar de este uso, el tamaño generalmente no tiene en cuenta la distinción entre pernos y tornillos, y es más un subproducto de su diseño.

Contradicciones

Como se mencionó anteriormente, no existe una distinción concreta entre tornillos y pernos, y tantas distinciones diferentes provoca numerosas contradicciones. A veces, un tornillo o perno puede abarcar cualidades compartidas entre un tornillo y un perno, lo que puede causar problemas en la definición. Por ejemplo, un perno autorroscante, que se gira desde el exterior de la cabeza, como un perno, pero se introduce directamente en un sustrato como un tornillo, o un tornillo de mariposa ranurado, que tiene una unidad interna y externa.

El problema radica en el hecho de que los usos de estos sujetadores pueden superponerse, ya menudo lo hacen. No hay nada que diga que un tornillo no se puede usar junto con un perno, o que un perno no se puede usar en un agujero ciego. Las razones de la desviación pueden variar desde la inclusión accidental hasta el diseño innovador deliberado.

La mejor manera de evitar confusiones es evitar las conjeturas y consultar las especificaciones del producto. Muchos componentes se fabrican de acuerdo con estrictos estándares de fabricación, que definen claramente las dimensiones específicas de los componentes, como el tipo de cabeza, el tipo de rosca y la longitud de la rosca.