El calibre de chapa es un peso, y la ley dice que el espesor es aproximado

El documento es 15 U.S.C. § 206, calibre normalizado para chapas y planchas de hierro y acero, que procede de la ley del 3 de marzo de 1893 y sigue en el United States Code. Empieza diciendo para qué sirve: con el fin de asegurar la uniformidad, se establece lo siguiente como el único calibre normalizado para chapas y planchas de hierro y acero en los Estados Unidos de América. Después dice para qué se quería esa uniformidad. Ese y ningún otro se usará para determinar los derechos e impuestos que los Estados Unidos aplican a las chapas y planchas de hierro y acero.

Se escribió para la aduana. Nada en él se dirige a un fabricante, y una frase posterior acota el alcance como lo haría una ley tributaria: este subcapítulo no se interpretará en el sentido de aumentar los derechos sobre los artículos que se importen.

Qué columna es la ley y cuál es una cortesía

La tabla tiene columnas de espesor en fracciones de pulgada, en pulgadas decimales y en milímetros, y columnas de peso por pie cuadrado en onzas y en libras, y de peso por metro cuadrado. Las tres columnas de espesor llevan cada una la palabra aproximado en el encabezado. Las de peso, no.

Si se lee la columna de onzas por separado, el sistema deja de parecer arbitrario. Es una escalera de onzas enteras, y los números de calibre son solo los peldaños. Los espesores que la gente memoriza son lo que esos pesos se vuelven tras una conversión, y la ley lo dice en el encabezado.

Un mismo número recorre todas las filas

Esta es nuestra propia cuenta sobre la tabla anterior, y se repite en un minuto. Si se divide cada peso en onzas entre el espesor decimal que tiene al lado, sale cada vez la misma cifra. Dicho al revés, una onza por pie cuadrado es un seiscientoscuarentavo de pulgada:

Seis filas, seis coincidencias exactas. Así que una chapa de una pulgada de espesor pesaría 640 onzas por pie cuadrado, que son 40 libras, y un pie cúbico son doce de ellas, lo que da 480 libras por pie cúbico, o unos 7 690 kg/m³. Esa es la densidad sobre la que se construyó la tabla. La ley no la imprime; se desprende de los números.

Y esa densidad no es la del metal que tiene delante

El valor convencional para el acero estructural es de unos 7 850 kg/m³, aproximadamente un dos por ciento más que el valor implícito en la tabla. Con el mismo peso por pie cuadrado, un dos por ciento más de densidad es un dos por ciento menos de espesor, así que una chapa de calibre 24 queda más cerca de 0,0245 pulgadas que de las 0,025 que imprime la ley. Es poco, pero es exactamente el tamaño de las discrepancias entre las tablas de calibres publicadas, y es una diferencia en lo que se supuso, no en lo que se midió.

El aluminio lo demuestra a voz en grito. Su densidad convencional ronda los 2 700 kg/m³, aproximadamente un tercio del valor implícito, así que el mismo peso por pie cuadrado equivale casi al triple de espesor. Un calibre basado en el peso no sobrevive a eso, y por eso la chapa de aluminio no se vende en esta escalera y tiene su propia numeración con su propia definición.

La chapa recubierta plantea una segunda pregunta que el número no puede responder. Si un calibre se define por el peso, todo lo que se añade a la superficie está dentro del peso, y el metal base de debajo es más delgado que con el mismo número en acero desnudo. Cuánto más delgado depende de la designación del recubrimiento, que se especifica aparte en documentos que no tenemos, así que la respuesta honrada no es una cifra. Es que el número de calibre no contiene la respuesta, y que la especificación del recubrimiento es un segundo dato que hay que pedir.

Por qué esto acaba en una página de fijaciones

Porque las dos preguntas que un tornillo le hace a una chapa se plantean en milímetros de metal base. Lo que un tornillo autoperforante puede atravesar y lo que después puede sujetar son dos números distintos en la caja, y el punto en que la chapa deja de poder sujetar una rosca es un espesor, no un calibre. Una consulta que dice calibre veinte ha nombrado un peso por unidad de superficie de hierro forjado del siglo diecinueve y ha dejado abierta la elección del tornillo.

La solución no es dejar de usar la palabra. Los números de calibre son la forma en que la chapa se pide, se almacena y se comenta, y abandonarlos no ayuda a nadie. La solución es poner el milímetro en el plano y dejar que el número de calibre lo acompañe como nota, igual que una rosca se especifica por su designación y el equivalente en pulgadas va entre paréntesis. Si la chapa está recubierta, diga qué recubrimiento, porque esa es la parte que el número nunca llevó.

Tres números en una pregunta, tres clases de número

El hilo puso en una misma frase un número de tornillo, un calibre de alambre y un schedule de tubo, y no son el mismo tipo de cosa. El número de tornillo de máquina es el más amable de los tres: es una recta, un diámetro inicial fijo más un incremento fijo por número, y eso explica por qué las casi coincidencias con los tamaños métricos caen donde caen. El calibre de chapa es la escalera de pesos de arriba. El calibre de alambre y el schedule de tubo son a su vez convenciones distintas, con sus propias definiciones en sus propios documentos, y la respuesta del hilo de que una designación representa toda una especificación es el instinto correcto para los tres.

El instinto que falla es el paso siguiente: tratar el número como si fuera una medida que alguien redondeó. En el calibre de chapa es al revés. El número es la magnitud exacta y la medida es la aproximación, y la ley imprime esa palabra en el encabezado de la columna para que nadie tenga que adivinar cuál es cuál.

Alguien sí propuso eliminar los números. En 1857, Whitworth pidió a los ingenieros suprimir las designaciones de calibre y llamar simplemente a los tamaños por sus milésimas de pulgada. Los números le sobrevivieron.

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

¿Un número de calibre de chapa es un espesor?

No en el documento que lo define. El US Standard Gauge figura en el 15 U.S.C. sección 206, y en su tabla las columnas de espesor en fracciones de pulgada, pulgadas decimales y milímetros llevan cada una el encabezado aproximado, mientras que las de peso en onzas y libras por pie cuadrado no. La magnitud que fija la ley es el peso por unidad de superficie. Un espesor solo aparece cuando se supone una densidad.

¿Por qué las tablas de calibres publicadas discrepan ligeramente?

Porque son conversiones de un peso, y una conversión necesita una densidad. Nuestra cuenta sobre la tabla legal da una onza por pie cuadrado igual a un seiscientoscuarentavo de pulgada en todas las filas legibles, lo que implica unos 7 690 kilogramos por metro cúbico. El valor convencional del acero estructural se acerca más a 7 850, alrededor de un dos por ciento más, y un dos por ciento es aproximadamente el tamaño de las discrepancias entre tablas.

¿Por qué la chapa de aluminio usa otro sistema de calibres?

Porque un calibre definido por el peso no puede trasladarse entre metales de distinta densidad. El aluminio ronda convencionalmente los 2 700 kilogramos por metro cúbico frente a los unos 7 690 implícitos en la tabla del acero, así que el mismo peso por pie cuadrado equivale casi al triple de espesor. Por eso la chapa de aluminio tiene su propia numeración con su propia definición en lugar de tomar prestada esta.

¿Un número de calibre me dice el espesor de una chapa galvanizada?

No lo resuelve. Un calibre definido por peso por unidad de superficie cuenta todo lo que hay en la superficie, de modo que el metal base bajo un recubrimiento es más delgado que con el mismo número en chapa desnuda. Cuánto más delgado depende de la designación del recubrimiento, que se especifica en documentos aparte. En la práctica, pida el espesor del metal base en milímetros y la especificación del recubrimiento como dos datos separados.

¿Qué debería decir en su lugar un plano o una consulta?

El espesor en milímetros, con el número de calibre como nota que lo acompaña. Los números de calibre son la forma en que la chapa se pide y se almacena, así que no hay motivo para eliminarlos, pero las preguntas sobre el tornillo se plantean en milímetros de metal base: qué puede atravesar una punta autoperforante y cuánta rosca puede enganchar la chapa una vez atravesada. Añada la especificación del recubrimiento si la chapa está recubierta.

¿El calibre normalizado se escribió para la fabricación?

Se escribió para la aduana. La ley dice que se establece con el fin de asegurar la uniformidad, y que ese y ningún otro se usará para determinar los derechos e impuestos que los Estados Unidos aplican a las chapas y planchas de hierro y acero. Otra frase limita el efecto sobre los derechos. Nada en él se dirige a un fabricante, y conviene saberlo antes de tratarlo como una tolerancia de fabricación.

Referencias

• 15 U.S.C. § 206 — Standard gauge for sheet and plate iron and steel. Las frases sobre la finalidad, la frase sobre derechos e impuestos y la tabla con sus encabezados
• La misma sección en el United States Code impreso, usada aquí para leer el texto legal y la nota de origen, Act of March 3, 1893, ch. 221, sec. 1, 27 Stat. 746
• r/AskEngineers — el hilo donde empezó todo, sobre por qué el oficio funciona con números en lugar de medidas

La ley se leyó en dos lugares, la sección vigente en el sitio de Cornell y el texto impreso del United States Code en govinfo, y la redacción citada y los encabezados de columna proceden de esas lecturas y se traducen aquí. La relación entre una onza por pie cuadrado y un seiscientoscuarentavo de pulgada es nuestra propia cuenta sobre las seis filas legibles de la tabla, no una frase de la ley, y la densidad implícita de unos 7 690 kilogramos por metro cúbico se deriva de ella en lugar de estar impresa en ninguna parte. Los valores de comparación de 7 850 para el acero estructural y 2 700 para el aluminio son valores convencionales, no legales, y solo se usan para mostrar el sentido y el tamaño aproximado del efecto. Aquí no se reproduce ninguna tabla de espesores para chapa galvanizada, inoxidable o de aluminio, porque proceden de normas de materiales que no tenemos, y por la misma razón no se da ninguna cifra de cuánto cambia un recubrimiento el espesor del metal base. El calibre de alambre y el schedule de tubo se mencionan como sistemas distintos y no se cita ningún valor de ninguno de ellos. La fórmula del número de tornillo de máquina está en nuestra página anterior y no se repite aquí.