¿Cuánto debe medir un perno?

Elegir la longitud de un perno a ojo es la forma más rápida de arruinar un montaje. Un perno demasiado largo interfiere con las piezas vecinas y bloquea el paso de la herramienta en espacios reducidos; uno demasiado corto deja pocas roscas en juego y provoca fallo de la rosca, aflojamiento, ruidos y, al final, fractura por fatiga. Este artículo define qué significa la longitud según el tipo de cabeza, qué profundidad de enganche necesita cada material base y cómo convertir esas reglas en un solo dato de pedido con L = S + H + P, incluido el espesor extra que añaden las arandelas y las juntas de brida en un montaje apilado.

Cómo se mide la longitud según la cabeza

La longitud del perno no es una medida única: el punto de referencia cambia con el tipo de cabeza. Por ahí empieza la lectura correcta de una lista de fijadores.

• Pernos hexagonales y tornillos cilíndricos con alojamiento interior: la longitud nominal L se mide desde la superficie de apoyo bajo la cabeza hasta el extremo del vástago. Un perno M10×50 tiene por tanto 50 mm bajo la cabeza, no 50 mm en total.
• Pernos avellanados: L se mide incluyendo la cabeza, porque tras la instalación queda al ras con la superficie de la pieza. Es el origen más frecuente de pedidos erróneos.
• Espárragos: L es la longitud total, y las longitudes de rosca de ambos extremos se indican por separado; por ejemplo, «Espárrago M12×1.75×80, bm=18, b=30»: 80 mm en total, 18 mm de extremo roscado y 30 mm para la tuerca.
• Pernos en T y pernos de anclaje: la longitud sigue la norma del producto y suele ser la distancia recta desde el extremo fijo o empotrado hasta el final del vástago.

Enganche de la rosca: lo que soporta la carga

Una unión bien diseñada falla por tracción del vástago, no por la rosca: la rotura del vástago es dúctil y previsible, mientras que el cizallamiento o el desgaste de la rosca es repentino e inutiliza el conjunto. De ahí el criterio: el enganche efectivo debe alcanzar como mínimo la resistencia a tracción del vástago. En una unión atornillada a bridas, el mismo principio se aplica a los espárragos, que atraviesan ambas bridas de tubería y deben enroscarse en la tuerca por toda su altura.

• Perno con tuerca: la altura de una tuerca estándar de rosca gruesa es de unos 0,8D (D = diámetro nominal de la rosca), lo que equivale a la carga de prueba de un perno de la misma clase. Apriete hasta que el extremo del perno quede al menos al ras de la cara de la tuerca.
• Saliente: se acepta un mínimo de un paso (1P) por encima de la tuerca; es buena práctica dejar 2 o 3 roscas completas, lo que además permite comprobar visualmente el apriete.
• Perno en orificio roscado: el material base suele ser más débil que el perno, así que el enganche mínimo lo fija él: acero ≥ 1,0D, hierro fundido ≥ 1,25D–1,5D, aluminio y aleaciones ligeras ≥ 2,0D–2,5D.
• Uniones críticas: conviene verificarlas con un cálculo sistemático de uniones atornilladas, considerando la relación de resistencias perno–material base, el paso, el diámetro nominal y el tipo de carga.

Una fórmula: L = S + H + P

La longitud total es el espesor que atraviesa el perno más lo que exige el extremo opuesto de la unión. Se escribe como L = S + H + P y cada término se mide en el banco de trabajo.

Nota: los valores son criterios de ingeniería para montaje general; confirme siempre con la norma del fijador que solicite.

En un orificio roscado el perno nunca debe superar la profundidad efectiva de la rosca: llegar al fondo del orificio ciego impide el apriete y daña las roscas. Deje una holgura de seguridad entre el extremo del perno y el fondo.

Ejemplo de cálculo y comprobaciones

Dos placas de acero con un espesor total de 50 mm se unen con un perno M16 de paso grueso (paso 2 mm), una arandela plana de 3 mm y una tuerca estándar.

• S = 50 + 3 = 53 mm.
• H = 0,8 × 16 = 12,8 mm para la tuerca estándar.
• P = 2–3 pasos ≈ 4–6 mm.
• L = 53 + 12,8 + 4…6 ≈ 69,8–71,8 mm, de modo que la longitud estándar más próxima es L = 70 mm en la serie GB/T 5782.

En campo, compruebe tres cosas: que el extremo del perno asome por la tuerca (o que la profundidad de enroscado del espárrago esté marcada), que ningún perno llegue al fondo de un orificio ciego y que el apriete se haga en cruz hasta el par especificado para repartir la carga de sujeción.

Preguntas frecuentes

¿Cuánto debe sobresalir el perno por la tuerca?

Dos o tres roscas completas, unos uno o dos pasos, más allá de la cara de la tuerca. Aporta reserva de resistencia y permite verificar el apriete de un vistazo.

¿Qué profundidad de enganche necesita un orificio roscado en acero?

Al menos 1,0D de profundidad efectiva de rosca. El hierro fundido exige 1,25D–1,5D y el aluminio o las aleaciones ligeras 2,0D–2,5D, porque son más débiles que el perno.

¿La longitud del perno incluye la cabeza?

Solo en los pernos avellanados, donde la cabeza al ras forma parte de la longitud nominal. Los pernos hexagonales y los tornillos cilíndricos se miden desde bajo la cabeza hasta el final de la rosca.

¿Qué ocurre si el perno es demasiado corto?

El enganche de la rosca es insuficiente: la rosca se corta o se desgasta, la unión se afloja con la vibración y el perno acaba fallando por fatiga, a menudo dañando las piezas.

¿Debe el perno llegar al fondo de un orificio ciego?

No. El extremo del perno debe quedar por debajo de la profundidad efectiva de la rosca, con holgura hasta el fondo; de lo contrario no se puede apretar y se dañan las roscas.