El perno estructural tiene una versión patinable y, si no la pide, puede llegar cualquiera de los dos

Esta página no le dice a nadie qué tipo especificar, ni da ningún consejo sobre corrosión. Informa de lo que exige una especificación y, en particular, de a quién hace responsable de decirlo. La otra mitad de la pregunta original, sobre la mezcla de metales y la corrosión acelerada, tampoco se responde aquí; ese terreno lo cubre una página aparte sobre la tabla de compatibilidad que todo el mundo cita. La pregunta procede de un sitio público de preguntas de ingeniería, consultado a través de su interfaz abierta, porque las herramientas de navegador que este sitio usa normalmente volvían a no estar disponibles. Leímos la pregunta y no sus respuestas, y aquí no aparece ningún nombre de usuario.

Dos tipos, según la metalurgia

El documento es la especificación de empernado estructural publicada el 11 de junio de 2020, y la parte pertinente es su segunda sección, sobre componentes y conjuntos de empernado. Es la quinta vez que este sitio lee esa especificación, y la segunda sección no se había tocado en las cuatro anteriores. Nada de ellas se repite aquí.

Su comentario explica que las normas de elementos de fijación prevén dos tipos de perno de alta resistencia, según su clasificación metalúrgica. El tipo 1 puede fabricarse con acero de medio carbono, acero al carbono-boro, acero aleado o acero aleado con adición de boro. El tipo 3 es el que tiene una resistencia mejorada a la corrosión atmosférica y características de patinado.

Después viene la frase citada arriba. Leída como una cláusula de compras y no como una nota de metalurgia, dice algo tajante: el tipo no es un valor por defecto, es una omisión. Un plano que nombra un grado y un recubrimiento y no dice nada del tipo ha dejado abierto un atributo del elemento de fijación, y la especificación entrega ese hueco al proveedor en lugar de resolverlo.

La palabra que nombra el problema aparece dos veces

Antes de seguir, conviene contar algo. Según nuestro recuento, la palabra «weathering» (patinable) aparece dos veces en las 119 páginas de la especificación. Una en la frase que define el tipo 3, y otra en el título de un artículo de 1981 sobre uniones empernadas por fricción en acero patinable, incluido en la bibliografía. No leímos ese artículo.

Más llamativo, y también según nuestro propio recuento: la especificación nunca nombra un acero patinable. Las designaciones habituales del material de chapa no aparecen en ninguna parte, ni tampoco el nombre comercial que usó quien preguntaba. Un documento al que se recurrirá precisamente cuando alguien emperne acero patinable menciona toda la familia de materiales una sola vez, como adjetivo, dentro de un comentario.

No es una crítica. Una especificación de empernado tiene derecho a regular el empernado y dejar la chapa a las especificaciones de acero. Sí explica por qué se hace la pregunta: la conexión entre ambas está en el hueco entre dos documentos, y ninguno de ellos está obligado a tender el puente.

El tipo no se detiene en el perno

Esto importa más que una simple partida porque el tipo se transmite, y la especificación lo dice en el texto normativo, no en el comentario.

• Arandelas. Las arandelas planas circulares y las biseladas deben cumplir los requisitos de la norma de arandelas, y «el tipo (tipo 1 o tipo 3) de dichas arandelas será el mismo que el del perno» (traducción). No compatible con. El mismo
• Indicadores directos de tensión. Los indicadores de tipo arandela compresible deben cumplir los requisitos de su propia norma, y el tipo lo fija una tabla que empareja un tipo de perno con un tipo de indicador: en el grupo de 120 ksi, un perno de tipo 1 lleva un indicador 325-1 y un perno de tipo 3 un 325-3; en los grupos de 144 y 150 ksi, los pares son 490-1 y 490-3
• Conjuntos de pernos emparejados. Para los conjuntos con extremo estriado, la especificación establece que el ingeniero responsable del proyecto especificará la designación, el grado, el tipo y el recubrimiento que se usarán, y para el grupo de extremo estriado fijo, el grado, el tipo y el recubrimiento

Así que el atributo que no tiene valor por defecto en el perno queda escrito en los requisitos de la arandela y del indicador de tensión, y la obligación de indicarlo recae en una función concreta. Según nuestro recuento, son tres lugares distintos en una sola sección en los que el tipo debe trasladarse, frente a cero lugares en los que se resuelve solo.

Lo del indicador de tensión es lo que con más probabilidad se pasa por alto en un plano, porque un indicador directo de tensión parece más una herramienta que una pieza. No lo es; queda en la unión, y aquí tiene un tipo metalúrgico que debe coincidir con el del perno contra el que se comprime. Los métodos de instalación y lo que cada uno necesita bajo la tuerca se tratan aparte aquí.

Lo que la sección sí le da

Para completar, la misma sección establece la estructura de grupos, y tiene una asimetría que merece señalarse. Los pernos se organizan por resistencia a la tracción en tres grupos: 120 ksi, 144 ksi y 150 ksi. Cada grupo nombra un conjunto de pernos emparejado. Dos de ellos nombran además un perno suelto.

El grupo de 144 ksi no. Su columna de pernos lleva un guion, y solo figura un conjunto de pernos emparejado. Signifique lo que signifique además, significa que la resistencia intermedia no está disponible como perno suelto dentro de esta especificación.

El comentario también acota la gama: los pernos estructurales tratados se suministran en diámetros de media pulgada a pulgada y media, y «no todos los estilos están disponibles en todos los diámetros» (traducción). Y señala que pernos, tuercas y arandelas deben llevar, según las normas de elementos de fijación, un marcado distintivo, con las marcas obligatorias ilustradas en una figura. No verificamos esa figura contra una imagen de la página y por eso no reproducimos su contenido.

Qué queda resuelto y qué no

• Existe una versión patinable del perno estructural. Se llama tipo 3 y su comentario la describe con una resistencia mejorada a la corrosión atmosférica y características de patinado
• Si no se especifica el tipo, puede suministrarse cualquiera de los dos a elección del fabricante. No hay un valor por defecto que favorezca a uno
• El tipo de arandela será el mismo que el del perno, según el texto normativo de la especificación
• El indicador directo de tensión también tiene un tipo, emparejado con el tipo de perno mediante una tabla
• La especificación asigna al ingeniero responsable del proyecto la obligación de indicar grado, tipo y recubrimiento en los conjuntos de pernos emparejados
• Según nuestro recuento, la palabra «weathering» aparece dos veces en 119 páginas, y en ninguna parte del documento se nombra un acero patinable
• El grupo de 144 ksi no incluye ningún perno suelto, solo un conjunto emparejado
• No leímos las normas de elementos de fijación a las que remite esta especificación, así que nada de lo aquí escrito describe qué es metalúrgicamente el tipo 3 ni cómo se ensaya
• Nada de lo aquí escrito le dice a nadie qué especificar, y la mitad de la pregunta original sobre metales distintos no se responde en esta página

Lo que queda es un hábito más que una respuesta. Cuando un componente tiene una variante que existe precisamente para su situación, compruebe si la especificación la convierte en el valor por defecto o solo la pone a disposición. Aquí está disponible, no es el valor por defecto, y el documento dice en una frase quién acaba eligiendo cuando nadie lo escribe.

La misma forma aparece en una norma de soldadura, donde la conformidad es información de pedido que se aporta si el comprador la exige.

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

¿Existe una versión patinable del perno estructural?

Sí. La especificación de empernado estructural describe dos tipos de perno de alta resistencia según su clasificación metalúrgica, y dice que los pernos de tipo 3 tienen una resistencia mejorada a la corrosión atmosférica y características de patinado.

¿Qué ocurre si el plano no indica el tipo?

El comentario responde directamente: cuando no se especifica el tipo de perno, puede suministrarse el tipo 1 o el tipo 3 a elección del fabricante. No hay valor por defecto a favor de ninguno.

¿Tiene que coincidir la arandela?

Sí, y esto figura en el texto normativo de la especificación, no en el comentario. Las arandelas planas circulares y las biseladas deben cumplir los requisitos de la norma de arandelas, y el tipo de dichas arandelas, tipo 1 o tipo 3, será el mismo que el del perno.

¿Hay algo más que lleve el tipo?

El indicador directo de tensión. Los indicadores de tipo arandela compresible deben cumplir su propia norma, y una tabla empareja el tipo de perno con el tipo de indicador: 325-1 con un perno de tipo 1 y 325-3 con un perno de tipo 3 en el grupo de 120 ksi, y 490-1 y 490-3 en los grupos de 144 y 150 ksi.

¿Quién es responsable de indicar el tipo?

Para los conjuntos de pernos emparejados, la especificación dice que el ingeniero responsable del proyecto especificará la designación, el grado, el tipo y el recubrimiento que se usarán, y para un grupo, el grado, el tipo y el recubrimiento.

¿Nombra la especificación los propios aceros patinables?

No. Según nuestro recuento, las designaciones habituales de chapa no aparecen en ninguna parte, y la palabra «weathering» aparece dos veces en 119 páginas, una al definir el tipo 3 y otra en una entrada de la bibliografía.

¿Qué resistencias abarca?

Tres grupos por resistencia a la tracción: 120 ksi, 144 ksi y 150 ksi. Cada uno nombra un conjunto de pernos emparejado; el grupo de 144 ksi no incluye ningún perno suelto, solo el conjunto.

¿Qué tamaños?

El comentario indica que los pernos estructurales tratados se suministran en diámetros de media pulgada a pulgada y media, y que no todos los estilos están disponibles en todos los diámetros.

Entonces, ¿debo usar el tipo 3 con acero patinable?

Esta página no responde a eso. Informa de que el tipo existe, de que no tiene valor por defecto, de que se transmite a la arandela y al indicador de tensión, y de que la especificación asigna la obligación de indicarlo. No asesoramos sobre la selección.

Referencias

• Research Council on Structural Connections, Specification for Structural Joints Using High-Strength Bolts, 11 de junio de 2020, 119 páginas, gratuita y completa. Sección 2, componentes y conjuntos de empernado, y su comentario
• La pregunta, en un sitio público de preguntas de ingeniería. Ocho votos, cuatro respuestas

La sección 2 y su comentario se leyeron completos, y la tabla de grupos, el pasaje que describe los dos tipos, las cláusulas de arandelas e indicadores y la tabla de indicadores se verificaron cada uno contra imágenes renderizadas de las páginas. Eso fue importante: la extracción de texto dio el rango de diámetros como 2 in. a 12 in., y la imagen de la página muestra de media pulgada a pulgada y media. Es la quinta vez que este sitio usa este documento, después de páginas sobre la definición de «snug-tight», sobre tipos de unión, sobre sus comentarios históricos y sobre su sección de arbitraje. La sección 2 no se había tocado en ninguna de las cuatro, y nada de ellas se repite. El pasaje sobre los dos tipos está en el comentario y no en el texto normativo de la especificación, mientras que los requisitos de arandelas e indicadores están en el texto normativo; esa distinción se mantiene en el texto anterior. Lo siguiente son recuentos propios, no afirmaciones de la especificación: que la palabra «weathering» aparece dos veces en 119 páginas; que en ella no aparece ninguna designación ni nombre comercial de acero patinable; y que el tipo se traslada en tres lugares distintos de esta sección. La figura que ilustra las marcas obligatorias no se verificó contra una imagen de la página, así que no se reproduce nada de su contenido. No se leyeron las normas de elementos de fijación a las que remite esta especificación, por lo que esta página no dice nada sobre qué es metalúrgicamente el tipo 3, cómo se fabrica o cómo se ensaya, y no resume el artículo de 1981 que cita la bibliografía. Esta página no da consejos de selección, corrosión ni especificación, no responde a la mitad de la pregunta sobre metales distintos y no nombra ninguna marca. La pregunta procede de un sitio público de preguntas de ingeniería y no de las herramientas de foros que este sitio usa normalmente, que siguen sin estar disponibles. Leímos la pregunta y no sus respuestas, y aquí no aparece ningún nombre de usuario.