La primera especificación de pernos era una regla para sustituir remaches, uno por uno

Esta página no investiga quién sigue usando remaches ni da consejo alguno de construcción o de diseño. Lo que hace es leer el rastro documental de una sola sustitución, en una especificación que se descarga gratis y cuyo comentario conserva las fechas.

El perno llegó como regla de sustitución

Vuelva a leer esa primera frase fijándose en lo que no contiene. Ningún cálculo de resistencia. Ninguna trayectoria de cargas. Ninguna categoría nueva de unión. Tres condiciones y nada más, según nuestro recuento: un número igual de pernos, del mismo diámetro nominal, en lugar de un acero para remaches con nombre propio. Fuera lo que fuera aquello para lo que se diseñó la unión remachada, la atornillada podía hacerlo porque tenía el mismo aspecto.

Es una forma notablemente modesta de que un elemento de fijación entre en una industria. Pensándolo bien, también era la única posible. Nadie tuvo que convencerse de que la unión funcionaba. Había que convencerse de que lo nuevo podía ocupar el lugar de lo viejo.

Venían además otros dos requisitos, y pesan más de lo que parece. Todos los pernos debían pretensarse y todas las superficies de contacto debían estar libres de pintura; el comentario señala que con ello la regla de 1951 «cumplía los requisitos de una unión crítica al deslizamiento según la definición actual». En su primera edición, cada una de las uniones atornilladas que admitía la especificación era de las que hoy llamaríamos estrictas.

Tres años después cambió el caso por defecto

Con la revisión de 1954, el requisito de superficies sin pintura se aplicaba solo a «uniones sometidas a inversión de esfuerzos, impacto o vibración, o a casos en que la redistribución de esfuerzos debida al deslizamiento de la unión no sea deseable». El comentario da el motivo en una línea: la flexibilización reconocía que en muchas aplicaciones «el movimiento de las piezas unidas que lleva los pernos a apoyarse contra las paredes de sus agujeros no es perjudicial en modo alguno».

Así que la unión se dividió en tipos, y se les dio nombre. Bearing type. Friction type. Direct tension.

Esos nombres duraron hasta 1985, cuando la misma especificación los cambió, respectivamente, por shear/bearing, slip-critical y direct tension y, en el mismo momento, permitió la instalación en condición snug-tight para muchas uniones shear/bearing.

Si se juntan los dos extremos, y la cuenta es nuestra y no del documento: en 1951 toda unión atornillada debía pretensarse sobre acero desnudo. En 1985, treinta y cuatro años después, una clase amplia de ellas podía apretarse a fuerza de brazo y dejarse así. Lo que significan en detalle esas dos condiciones se trata en otras páginas de este sitio, en la definición de snug-tight y en qué es realmente una unión crítica al deslizamiento, y ninguna de las dos se repite aquí.

La tabla de pares duró tres años

La primera edición traía algo más, y su vida está documentada con precisión de año.

Publicada y retirada tres años después, con pruebas. El comentario también enumera lo que hace variar la relación. Siete puntos, y el sexto merece que uno se detenga.

• El acabado y la tolerancia de las roscas del perno y de la tuerca
• La uniformidad, el grado y el estado de la lubricación
• Las condiciones de taller o de obra que aportan polvo, suciedad o corrosión a las roscas o a las superficies de contacto de tuerca y arandela
• La fricción entre el elemento que gira y la superficie de apoyo
• La variabilidad del suministro de aire de las llaves de impacto neumáticas, según la longitud de la manguera o el número de llaves en una misma fuente
• El estado, la lubricación y la alimentación de la llave dinamométrica, «que pueden cambiar a lo largo de un turno de trabajo»
• La repetibilidad de cualquier llave que mida el par aplicado o responda a él

El método en sí tuvo una vida más larga y más extraña. El reconocimiento del método de la llave calibrada se mantuvo hasta 1980, con la condición de determinar el par de instalación para los pernos concretos cada día. Después fue retirado en 1980, y el comentario explica el motivo con una franqueza poco habitual: «por la persistente controversia derivada de que los usuarios no cumplían los requisitos para el uso válido del método», tanto en la instalación como en la inspección. En 1985 se reincorporó, con cinco motivos distintos para recalibrar: a diario, ante cualquier cambio de lote de un componente, ante cualquier nueva lubricación, ante diferencias significativas en el estado superficial de roscas, tuercas o arandelas, y ante cualquier modificación de una parte principal de la llave, incluidos su lubricación, la manguera y el suministro de aire.

Un método retirado no por ser erróneo sino porque la gente no lo seguía, y recuperado cinco años después con las condiciones escritas con más dureza. Es raro encontrar algo así dicho en voz alta en una especificación. Es también la misma desconfianza hacia una lectura de par que aparece en un cuerpo de reglas completamente distinto, donde la norma federal estadounidense de electricidad nunca da un valor de par.

El acero de los remaches tiene fecha

Los remaches de aquella frase de 1951 eran un material con nombre, y una nota al pie de la misma página los sigue hasta el final.

Dieciséis años, según nuestra resta, entre la regla que permitió a un perno ocupar el lugar de ese remache y la anulación de la norma que definía su acero. No conseguimos confirmar la situación actual de la designación sucesora. La página del editor no nos cargó, y en lugar de repetir lo que se dice de ella en otros sitios, la dejamos como un hueco.

La palabra aparece una vez en ciento dieciocho páginas

Buscamos la palabra en toda la especificación vigente. Este recuento es nuestro.

Ciento dieciocho páginas, dieciocho ediciones sucesivas desde 1951, y aquello frente a lo que se definió originalmente toda la empresa sobrevive en una frase histórica y en el título de un libro. Eso no prueba que nadie coloque remaches, y no lo afirmamos. Es una afirmación sobre un documento: la especificación que nació como permiso para sustituir remaches ya no mantiene con ellos una relación de trabajo.

Un detalle en el que el documento no coincide consigo mismo

El prefacio llama al documento de 1951 Specification for Assembly of Structural Joints Using High Tensile Steel Bolts. El comentario de la sección 4, citando la misma primera edición, lo llama Specification for Assembly of Structural Joints Using High-Strength Bolts.

Dos nombres para un documento, a cuarenta y cuatro páginas de distancia, en el mismo archivo. No sabemos cuál era el título histórico y esta página no lo adivina. Vale la pena dejarlo anotado, porque quien rastree la edición de 1951 por su nombre encontrará cosas distintas según qué frase lea primero.

Qué conviene retener

• La primera especificación, de enero de 1951, permitía un número igual de pernos A325 del mismo diámetro nominal en lugar de remaches A141 colocados en caliente. Eso era todo
• También exigía pretensar todos los pernos y mantener libres de pintura todas las superficies de contacto, lo que según el comentario cumplía la definición actual de unión crítica al deslizamiento
• 1954 lo restringió a uniones sometidas a inversión de esfuerzos, impacto o vibración, o en las que la redistribución de esfuerzos por deslizamiento no fuera deseable, y aparecieron los tres nombres de unión
• 1985 los renombró y permitió la instalación snug-tight para muchas uniones shear/bearing, treinta y cuatro años después del caso estricto por defecto
• La tabla de par y pretensión de 1951 se retiró en 1954 después de que la investigación mostrara variaciones de hasta más o menos cuarenta por ciento salvo que la relación se estableciera por lote, diámetro y estado de los componentes
• Siete variables afectan a esa relación, una de ellas la propia llave dinamométrica, que puede cambiar a lo largo de un turno
• El método de la llave calibrada se retiró en 1980 porque los usuarios no cumplían sus condiciones y se reincorporó en 1985 con cinco motivos de recalibración
• La norma del acero para remaches se anuló en 1967 y pasó a ser un grado de una designación sucesora cuya situación actual no pudimos confirmar
• En la edición de 2020 la palabra rivet aparece una vez, en la frase sobre 1951

La pregunta era si todavía se colocan remaches en caliente. El documento no puede responderla, y nosotros tampoco. Lo que sí dice es algo mejor: el perno no ganó una discusión sobre qué elemento de fijación es más resistente. Se le permitió, uno por uno, ocupar el lugar de un remache, y luego dedicó treinta y cuatro años a averiguar qué se le permitía ser en realidad.

La misma especificación se muestra también en otros pasajes inusualmente dispuesta a describir sus propios límites. Su sección sobre cómo resolver una disputa acerca de un perno instalado establece un procedimiento y luego enumera los motivos por los que puede rechazar pernos buenos y aceptar pernos malos.

Este artículo no pertenece a un solo paso de los seis: abarca varios o aparece después del montaje. Las decisiones se explican en el artículo inglés Specifying a screw.

Preguntas frecuentes

¿Qué decía realmente la primera especificación de pernos de alta resistencia?

El comentario de la edición vigente lo describe. Cuando se aprobó por primera vez en enero de 1951, la especificación se limitaba a permitir la sustitución de remaches de acero ASTM A141 colocados en caliente por un número igual de pernos ASTM A325 del mismo diámetro nominal. También exigía pretensar todos los pernos y mantener libres de pintura todas las superficies de contacto.

¿Por qué importa?

Porque no es un método de diseño. Es un permiso para poner el mismo número de pernos, del mismo diámetro, donde habrían ido los remaches. La unión atornillada heredó su justificación de la unión remachada a la que sustituía, en lugar de justificarse por sí misma.

¿Eran críticas al deslizamiento todas las primeras uniones atornilladas?

En la práctica, sí. El comentario dice que los requisitos de 1951 de pretensión y superficies de contacto sin pintura cumplían los requisitos de una unión crítica al deslizamiento según la definición actual. La revisión de 1954 restringió el requisito de superficies sin pintura a uniones sometidas a inversión de esfuerzos, impacto o vibración, o en las que la redistribución de esfuerzos por deslizamiento no fuera deseable.

¿Cuándo cambiaron los nombres de las uniones?

Tras la revisión de 1954 las uniones se denominaban bearing type, friction type y direct tension. Con la edición de 1985 pasaron a ser, respectivamente, shear/bearing, slip-critical y direct tension, y se permitió la instalación snug-tight para muchas uniones shear/bearing.

¿Publicó alguna vez la especificación una tabla de pares?

Sí, en la primera edición de 1951, con relaciones entre par y pretensión para pernos de varios diámetros. Se retiró en la edición de 1954 después de que la investigación mostrara que debe preverse una variación de la relación entre par y pretensión de hasta más o menos cuarenta por ciento, salvo que la relación se establezca individualmente para cada lote de pernos, cada diámetro y cada estado de los componentes.

¿Qué hace variar tanto el par y la pretensión?

El comentario enumera siete factores: el acabado y la tolerancia de las roscas, la uniformidad y el estado de la lubricación, el polvo, la suciedad y la corrosión por condiciones de taller u obra, la fricción entre el elemento que gira y la superficie de apoyo, la variabilidad del suministro de aire de las llaves de impacto neumáticas, el estado, la lubricación y la alimentación de la llave dinamométrica, que pueden cambiar a lo largo de un turno, y la repetibilidad de cualquier llave que mida el par aplicado.

¿Por qué se eliminó el método de la llave calibrada y luego se recuperó?

Se mantuvo hasta 1980 con el requisito de determinar a diario el par de instalación para los pernos concretos. Su reconocimiento se retiró en 1980 por la persistente controversia derivada de que los usuarios no cumplían los requisitos para su uso válido, tanto en la instalación como en la inspección. Se reincorporó en 1985 con más énfasis en los requisitos detallados, entre ellos cinco motivos distintos para recalibrar.

¿Qué pasó con el acero de los remaches?

Una nota al pie de la especificación dice que la ASTM A141 se anuló en 1967 y pasó a identificarse como ASTM A502 Grade 1. No pudimos confirmar la situación actual de esa designación sucesora y esta página no afirma ninguna.

¿Sigue cubriendo remaches la especificación vigente?

No. Revisamos las 118 páginas: la palabra rivet como elemento de fijación aparece una vez, en la frase sobre enero de 1951. Las otras tres apariciones de riveted son todas el título de un manual de 1987. Es un hecho sobre el documento, no una prueba de si alguien sigue colocando remaches.

Referencias

• Research Council on Structural Connections, Specification for Structural Joints Using High-Strength Bolts, 11 de junio de 2020, 118 páginas, gratuita y completa. Prefacio y comentarios de las secciones 4 y 8
• r/Tools, donde unas imágenes de archivo de remachado en caliente plantearon la pregunta de cuándo dejó de hacerse

La especificación de 2020 se descargó completa y se leyeron íntegramente el prefacio, el comentario de la sección 4 sobre tipos de unión y el comentario de la sección 8 sobre el método de la llave calibrada. Es la tercera vez que este sitio usa este documento, después de la definición de snug-tight y de la diferencia entre una unión crítica al deslizamiento y una unión shear/bearing; los pasajes usados aquí son comentarios históricos que ninguna de esas dos páginas tocó, y no se repite nada de ellas. Cada fecha, cita y valor tomado de él se comprobó sobre una imagen renderizada de la página y no sobre texto extraído. Lo siguiente son búsquedas y recuentos nuestros, no afirmaciones de la especificación: que la palabra rivet como elemento de fijación aparece una vez en las 118 páginas, mientras que las tres apariciones de riveted son todas el título de un libro de 1987; el recuento de tres condiciones en la frase de sustitución; los intervalos de tres, cinco, dieciséis y treinta y cuatro años entre los hechos fechados; y la observación de que el prefacio y el comentario de la sección 4 dan dos nombres distintos a la edición de 1951. No sabemos cuál de esos dos nombres era el título histórico y esta página no lo adivina. No pudimos confirmar la situación actual de la designación sucesora del acero para remaches, porque la página del editor no nos cargó en esta sesión; en lugar de repetir una afirmación de segunda mano, la dejamos como un hueco declarado. Esta página no investiga qué industrias siguen colocando remaches, no da consejos de construcción ni de diseño y no nombra a ningún fabricante ni producto. Las normas ASTM mencionadas en los pasajes citados no se han leído, y las disposiciones de diseño de la especificación no se resumen aquí. Leímos la publicación del foro y no sus respuestas, y en esta página no aparece ningún nombre de usuario del foro.