Explicación de las arandelas de tornillo: tipos comunes, materiales y cómo elegir el correcto

A arandela de tornillo es un componente delgado y plano que se coloca debajo de la cabeza de un tornillo o entre dos superficies unidas para distribuir la carga de sujeción, evitar que se afloje, proteger el material que se está sujetando o crear un sello resistente a la intemperie. Si bien las arandelas parecen un detalle menor en comparación con el tornillo en sí, la elección incorrecta de las arandelas puede provocar que las juntas se aflojen, dañen el material o se filtre agua, lo que hace que la selección de las arandelas sea una parte importante de cualquier especificación de fijación y no una ocurrencia tardía.

Por qué son importantes las arandelas en una junta fijada

La función principal de una arandela es distribuir la fuerza de sujeción de la cabeza de un tornillo sobre una superficie más amplia que la que cubriría la cabeza por sí sola, reduciendo la presión (fuerza por unidad de área) aplicada al material que se encuentra debajo. Esto es más importante con materiales blandos como la madera o el plástico, donde la cabeza de un tornillo impulsada directamente contra la superficie puede aplastar las fibras, agrietar el material o salir gradualmente bajo carga o vibración.

Las arandelas también cumplen funciones secundarias según su diseño: evitar que un tornillo se salga debido a la vibración, crear un sello comprimible contra la infiltración de agua o aire o proporcionar aislamiento eléctrico entre metales diferentes para reducir la corrosión galvánica.

Tipos comunes de arandelas de tornillo

Los diferentes diseños de arandelas resuelven diferentes problemas, y elegir el tipo incorrecto es uno de los errores de fijación más comunes y fácilmente evitables.

Arandelas de seguridad partidas siguen siendo la arandela antiaflojamiento más comúnmente utilizada en hardware general, aunque los estudios de ingeniería han cuestionado cada vez más su efectividad en comparación con las arandelas planas o los compuestos de bloqueo de roscas correctamente apretados, lo que significa que no deben tratarse como un sustituto del torque de instalación correcto en juntas críticas.

Materiales utilizados en arandelas de tornillo

El material de la arandela debe coincidir con el tornillo y el material de la base para evitar la corrosión galvánica y debe adaptarse al entorno al que estará expuesta la junta.

• Acero cincado: La opción más común y económica para uso general en interiores.
• Acero inoxidable: Fuerte resistencia a la corrosión, opción estándar para ambientes exteriores, marinos o de lavado
• Nailon/plástico: Aislante eléctrico y que no daña, se utiliza cuando se debe evitar el contacto de metal con metal.
• Cobre o latón: No produce chispas y es resistente a la corrosión, se utiliza en hardware eléctrico y en algunos equipos marinos.
• Caucho aglomerado con EPDM (en arandelas de sellado): Proporciona un sello resistente a la intemperie que permanece flexible en un amplio rango de temperaturas.

Al sujetar metales diferentes, como un tornillo de acero inoxidable en un panel de aluminio, utilizando un nailon u otra arandela no conductora como barrera puede ayudar a reducir la corrosión galvánica en el punto de contacto, que es una causa común de falla prematura de los sujetadores en aplicaciones de revestimientos y techos metálicos para exteriores.

Tamaño y ajuste de la lavadora

Una arandela debe tener el tamaño correcto en relación con el tornillo para que funcione correctamente: un diámetro interior demasiado pequeño no encajará sobre el vástago, demasiado grande y no se asentará de forma segura debajo de la cabeza del tornillo.

Estas son dimensiones de referencia generales y varían ligeramente según el estándar (ANSI, DIN o ISO) y la serie de arandelas (patrón estándar, estrecho o ancho), por lo que siempre confirme las dimensiones exactas con el estándar específico al que se hace referencia en la especificación de un proyecto, particularmente para aplicaciones estructurales o de ingeniería.

Arandelas de sellado para aplicaciones en exteriores y techos

Techos, revestimientos y otras aplicaciones de fijación en exteriores requieren arandelas diseñadas específicamente para evitar la infiltración de agua alrededor del punto de penetración del tornillo, no solo arandelas planas de metal estándar.

• Las arandelas de sellado adheridas combinan una arandela de respaldo de metal con una junta de caucho (generalmente EPDM) fusionada permanentemente a un lado
• Las arandelas de sellado de EPDM de calidad generalmente permanecen flexibles desde aproximadamente -40°F a 300°F (-40°C a 150°C) , manteniendo un sello a través de los cambios estacionales de temperatura
• El torque de instalación correcto es fundamental: apretar demasiado puede comprimir y dañar el sello de goma, mientras que apretar mal deja un espacio que permite la penetración del agua.
• La mayoría de los fabricantes de tornillos para techos recomiendan reemplazar las arandelas selladoras si la goma muestra grietas, y generalmente esperan una vida útil de 15 a 20 años bajo exposición a condiciones climáticas normales

Cómo elegir la arandela de tornillo adecuada

La selección de la arandela adecuada depende del material que se vaya a fijar, del entorno y de si se requiere resistencia a las vibraciones o impermeabilidad.

Lista de verificación de selección

1. Identifique el material base: los materiales blandos como la madera o el plástico se benefician de una arandela de guardabarros más grande para distribuir la carga y evitar que se deslice.
2. Determine si la articulación experimentará vibración; Si es así, considere una arandela de seguridad, una arandela Belleville o un compuesto bloqueador de roscas además de una arandela estándar.
3. Verifique si la aplicación es al aire libre o requiere un sello resistente a la intemperie y seleccione una arandela de sellado adherida si le preocupa la filtración de agua.
4. Haga coincidir el material de la arandela con el tornillo y el material de la base para evitar la corrosión galvánica, utilizando una arandela de nailon o aislante entre metales diferentes si es necesario.
5. Confirme que el diámetro interior se ajuste al vástago del tornillo con un exceso de juego mínimo y que el diámetro exterior se ajuste al espacio libre disponible alrededor de la junta.
6. Para aplicaciones de conexión a tierra eléctrica, elija una arandela dentada de seguridad diseñada para atravesar revestimientos de superficies y establecer un contacto confiable.

Por ejemplo, montar un panel metálico para techos al aire libre requeriría un Tornillo de acero inoxidable con arandela de sellado de EPDM adherida. para evitar fugas en cada punto de fijación, mientras que el montaje de un soporte de estantería de madera para interiores sujeto a una vibración mínima normalmente solo necesitaría un arandela plana estándar galvanizada para proteger la superficie de la madera y distribuir la presión de sujeción de manera uniforme.