EL TORNILLO

Hablar de viajes a la luna, ciencia, industria, maquinaria, tecnología,   robótica y, hasta arte, implica la existencia de pequeñas piezas, que han sido determinantes para el avance del hombre sobre la Tierra.Prácticamente, no hay lugar del mundo en el cual no haya sido indispensable colocar un tornillo.


Recopilación bibliográfica y redacción realizada por :

LICDA. CLAUDIA NUÑEZ G.

claudianu@ufm.edu

Un poco  de historia

La invención del tornillo se atribuye por todos los sitios a Arquitas de Tarento, un hombre griego que vivió entre los años 430 a 360 antes de  Cristo. Más tarde, se dice que Arquímedes de Siracusa, un genio físico y matemático griego, lo perfeccionó e inventó el tornillo sin fin.  Anteriormente, se requería de una tuerca para poder ajustar con firmeza cada tornillo. Era complicado buscar que ambas piezas encajaran y coincidieran perfectamente.

Durante el siglo 16, surgieron los tornillos de madera, que se fabricaban artesanalmente. No fue sino, hasta la Revolución Industrial, cuando la mecánica hizo su aparición, que fue posible que su producción se realizara en masa, a gran escala, tanto del tornillo como de la rosca, aunque todavía con la dificultad de no poder estandarizar sus tamaños. Hasta que, en 1841, el inglés Joseph Whitworth (1803-1887) sugirió una rosca universal para todos los tornillos y tuercas fabricados en el mundo, independientemente de su lugar de fabricación.

¿Qué es un tornillo?

El tornillo se define como una pieza utilizada para sujetar y fijar dos o más objetos entre sí, mediante fuerza de torsión, ya sea de forma permanente o desmontable. Consta de un cuerpo (caña) alargado, con surcos para el enroscado, y de una cabeza con ranuras de distintas formas que logran la fijación de los objetos mediante la aplicación de la fuerza y la presión. Asimismo, dentro del ámbito del arte, se ha hecho incluso popular el uso de tornillos para la fabricación de vistosas obras de arte, generalmente retratos, hechos de tornillos de distintas clases, que logran un efecto multidimensional en la apariencia de la obra final.

Su principal ventaja es que puede colocarse y retirarse con facilidad, sin causar daño a la superficie a la cual está sujeto, algo que no ocurre con el clavo o con el pegamento. Fueron creados para montarse y desmontarse con facilidad.

Características de los tornillos y clases

Los tornillos poseen diferentes características, según la finalidad para la cual se requieran. Los más comunes son fabricados de metal, por ser resistentes. También varía el estilo de sus cabezas, con distintos tipos de ranuras según el uso al que se destinen.

Un tornillo se compone de tres partes:

Cabeza.

Cuerpo o cuello.

Rosca.

La cabeza es la parte superior y la más ancha de toda la pieza cilíndrica. El diseño de la cabeza se basa en dos necesidades, una superficie de apoyo adecuada para que la herramienta de sujeción no se atrofie y la seguridad en el uso de herramienta especial, como el desatornillador tipo Phillips. Asimismo, el diseño responde a la necesidad de sujeción a la superficie, según el material con que se trabaje en cada industria.

Los distintos tipos de cabezas, según el uso de cada tipo de tornillo. A continuación, un diagrama:

Los tipos básicos, según las características de sus cabezas, son:

  1. Cabeza plana: utilizado mayormente cuando la cabeza del tornillo queda al ras de la superficie en la cual se ha colocado. Un ejemplo de la industria que lo ocupa es la carpintería.
  2. Cabeza oval: el tornillo se hunde en la superficie, pero deja afuera la parte superior redondeada, que hará más fácil su retiro posterior. Se utiliza en la metalurgia, herramientas, chapas para puertas, etc.
  3. Cabeza redondeada: se utilizan para unir piezas delgadas y en superficies con vibración.
  4. Cabeza cuadrada: son anchos y de ajuste muy fuerte, por lo que se usan para sujetar herramienta.
  5. Cabeza hexagonal: tienen 6 lados y son los más comunes en uniones de metal, brindando un ajuste óptimo.
  6. Cabeza cilíndrica: se utilizan cuando la necesidad de sujeción es más liviana. Hay de dos tipos: con ranura y los de tipo Allen.

Según la forma y los tipos más básicos de la ranura en su cabeza, también se les clasifica en seis tipos básicos: (aunque hay otras variedades, mucho más especializadas):

  1. Plana trapezoidal
  2. Phillips
  3. Pozidriv
  4. Allen
  5. Cuadrada
  6. Torx

Es importante utilizar herramienta adecuada para desatornillar cada pieza y evitar que la cabeza del tornillo se fracture o se sobe y pierda su forma, de manera que se haga imposible retirarlo posteriormente. Poder desatornillar piezas con ranuras muy especializadas, sin lastimar la superficie ni el tornillo, puede llegar a ser un verdadero arte.

Según el diámetro del cuerpo o cuello, su tamaño se puede expresar en milímetros o en fracciones de pulgada.

Según la rosca, también se pueden clasificar en:

A. Tipo de la rosca

B. Sentido de la rosca

C. Paso de la rosca

Si el labrado de la rosca es exterior, tenemos un tornillo. Cuando el labrado de la rosca es interior, se trata de una tuerca. La parte más importante de los tornillos y las tuercas es la rosca.

A. Tipos de rosca. Se trata del nivel de sujeción que dará el tornillo, según el material en donde se use (madera, madera dura, chapas o uniones metálicas). En este diagrama, los tipos de roscas que existen:

Las roscas más usuales que pueden mencionarse, son: 1. La rosca métrica. 2. La rosca Withworth. 3. La rosca estándar estadounidense. 4. La rosca NPT y 5. La rosca ACME.

De cada una de estas últimas, se puede indicar:

1. Rosca métrica: es una de las más utilizadas para piezas metálicas que requieren engrase.

2. Rosca Withworth: creada en 1841 por Joseph Withworth, todavía se utiliza para reparar maquinaria antigua. El filete de la rosca es más grueso que el de la rosca métrica.

3. Rosca estándar estadounidense o rosca unificada: es un sistema propio en los Estados Unidos, que ha sido unificado con los hilos de rosca más utilizados en otros países del mundo.

4. La rosca NPT: la más utilizada en tubería por proveer unión mecánica y sello hidráulico. También conocida como rosca americana cónica para tubos.

5. Rosca ACME: es utilizada para tornillos sin fin y cuando es necesario aplicar fuerza, tal como en la maquinaria de prensado.

 

B. Sentido de la rosca: La mayor parte de tornillería comercial es básicamente para enroscarse en el sentido de las agujas del reloj (hacia la derecha), aunque algunos ejes de máquina poseen un sentido contrario. La rosca izquierda es para proporcionar seguridad.

C. Paso de la rosca: El paso es la distancia entre dos puntos homólogos, como entre las crestas contiguas, y se expresa en milímetros. En el sistema de roscas Whitworth y en el estándar estadounidense, el paso se considera como el número de filetes que hay por pulgada.

 

Tipos de tornillos, según el uso   requerido

Es correcto afirmar que cada industria ocupa, con toda esta variedad, los tipos de tornillos que le resultan más convenientes para garantizar que el trabajo de tornillería ha quedado con el mejor ajuste que sea posible. Por consiguiente, las ferreterías venden en Guatemala los diversos tipos de tornillos a cuya industria específica pertenezcan sus clientes, en mayor o menor medida. Por eso, dentro de vasta variedad de tornillos existentes, lo más apropiado y exacto será tratar de clasificar los más usados, de acuerdo a los principales usos que de ellos se requiera.

1. Tornillo autorroscante: es un tornillo con punta, para abrirse camino al ser girado y poder avanzar sobre la pieza, a medida que se atornilla. No requieren que se realice un agujero previo. Generalmente, es de rosca delgada. Permite unir metal con metal, metal con madera y metal con plástico, generalmente. Se fabrican de materiales como acero dulce, inoxidable, latón, cobre, bronce, aluminio y pueden estar galvanizados, niquelados, etc.

2. Tornillo auto perforante: la punta es una broca que permite una instalación sin necesidad de más herramientas que el desatornillador o la llave. Generalmente, se usan para unir metales más pesados que los anteriores.

3. Tornillos con rosca para madera: su rosca ocupa 3/4 de la espiga. Se caracterizan porque se estrechan en la punta para abrir el camino a medida que se insertan dentro de la madera, para facilitar el enrosque. No requieren un agujero previo y se colocan con un desatornillador, manual o eléctrico. En este caso, el tipo de cabeza puede variar:

a) Cabeza plana: cuando se necesita que la cabeza del tornillo quede sumergida o al ras de la superficie.

b) Cabeza redonda: para unir piezas que, por su delgadez, no permiten que el tornillo se hunda. Es un tipo de tornillo fácil de remover.

c)  Cabeza oval: para unir elementos metálicos. Gracias a la forma de su cabeza, permite que se hunda en la superficie y que  sobresalga solo la parte superior, que es redonda. También son fáciles de remover y estéticamente lucen mejor que los de cabeza plana.

4. Tornillos de rosca para uniones de metal: cuentan con una rosca triangular y pueden atornillarse en una tuerca con un aro o argolla de soporte en un agujero pasante o ciego. Son usados para fijar piezas de distintas clases de maquinaria, en cuyo caso son necesarias piezas fuertes como para soportar el esfuerzo y al uso al cual será sometida la máquina. Deben de apretarse con firmeza, para que no se aflojen durante el funcionamiento.

5. Tornillos para paredes y madera: tienen un mayor grosor que los tornillos clásicos para madera. Se usan para atornillar soportes para objetos pesados, especialmente cuando dichos objetos irán colgados en las paredes, tales como cuadros y espejos muy pesados, televisores y aparatos de muy distintas clases.  Para colocar este tipo de tornillos, se debe de perforar la pared previamente con un taladro, dependiendo del diámetro del tornillo que se haya elegido. Posteriormente se inserta un taco de plástico (tarugo) y se atornilla la pieza dentro del mismo.

 

Algunos otros tipos de tornillos adicionales, para usos diversos

Tornillos inviolables

Es un tornillo utilizado con el fin de brindar seguridad, principalmente en sitios públicos en los cuales hay piezas de uso común. No es posible retirarlo, a menos que se rompa la pieza, debido a que cuenta con un diseño de cabeza inclinada en el interior.

Tornillos de precisión

De mayor resistencia, generalmente usados en maquinaria sometida a presión, velocidad o esfuerzo y que requiere de uniones más sólidas para garantizar su permanencia durante el funcionamiento de la máquina.

Tornillos miniatura

Piezas diminutas utilizadas en la electrónica que, dado su crecimiento en los últimos años, se han ido haciendo necesarios. Generalmente, son de autorroscado y pueden estar hechos de materiales livianos, como el plástico.

Tornillos ordinarios

Los tornillos calibrados se diferencian de los ordinarios por sus características geométricas. Se utilizan para uniones de precisión y para la formación de nudos rígidos.

Tornillos de alta resistencia

Son piezas cuyas características del acero utilizado para su fabricación deben estar normalizadas. En consecuencia, los fabricantes de estos tornillos deben, por obligación, entregar un certificado de garantía, que es lo que los diferencia de otros tornillos de acero. En la cabeza de una de estas piezas, deben de poderse leer tanto las letras TR, como la designación del tipo de acero y la marca registrada del fabricante.

 

CURIOSIDADES: Tornillos en el arte

El arte tampoco ha escapado al uso de tornillos. En este caso, se ha utilizado para elaborar retratos cuyo efecto final en tres dimensiones resulta muy original. Un ejemplo, es la imagen del artista alemán Andrew Myers, trabajando en una de sus creaciones (Los derechos de la imagen pertenecen al artista).

La fotografía se obtuvo en internet, desde: Curiosos retratos hechos con tornillos. Old Skull.net. 

 

Referencia de fuentes bibliográficas utilizadas como referencia y lectura para elaborar este artículo:

1. Casanova, Félix. Inventos: El Tornillo. Revista Historias de Nuestra Historia (Revista Digital).  Disponible en: https://hdnh.es/inventos-el-tornillo/

2. Historia del Tornillo. Tornillos Protor, ferretería, herramienta y seguridad industrial. Disponible en: http://www.tornillosprotor.com/historia-del-tornillo/

3. Definición de Tornillo. Definición.De. Disponible en: https://definicion.de/tornillo/

4. Callejas, Gabriel. Información Técnica sobre Tornillos. Disponible en: https://www.monografias.com/trabajos109/informacion-basica-tornillos/informacion-basica-tornillos.shtml#tornillosa

5. Virguez, María de los Ángeles. Los 36 tipos de tornillos principales y sus usos. Revista Lifeder. Disponible en: https://www.lifeder.com/tipos-de-tornillos/  *

*Sub referencias:

· Zavala, G. (1985). Tema: de tornillos. Universidad Autónoma de Nuevo León. México. Web: eprints.uanl.mx.

· Ramírez, W. (2013). Tornillos y pernos. Universidad Alas Peruanas. Perú. Web: documents.mx.

· Valdez, C. (2015). Tipos de tornillos y sus funciones. Web: prezi.com.

6. Curiosos retratos hechos con tornillos. Old Skull.net. https://www.oldskull.net/design/retratos-con-tornillos/