Tipos de tornillo: cabeza, rosca, calidad y cuándo usar cada uno

01Qué tornillo entra en madera, chapa, pladur, hormigón y perfil de acero

La primera pregunta no es qué cabeza quieres: es si el material tiene ya una rosca donde entrar. Si la hay —una tuerca detrás, un agujero mecanizado, un inserto—, el tornillo es métrico. Si no, tiene que fabricarse la suya mientras entra, y entonces cambian el perfil del filete, el paso, el agujero previo y la punta.

La rosca métrica está definida en la ISO 261 y por defecto va en paso grueso: un M6 lleva paso de 1 mm, un M8 de 1,25, un M10 de 1,5, un M12 de 1,75 y un M16 de 2. Si detrás de la métrica no pone nada, es el grueso. El fino se escribe siempre —M10×1,25— y los dos no se mezclan aunque el diámetro coincida.

La rosca de chapa tiene norma propia, la ISO 1478, que la designa con letras —ST 3,5, ST 4,2, ST 4,8— porque no se mide por la métrica sino por su agujero. Comparte el ángulo de flanco de 60º, pero lleva el fondo redondeado y la cresta truncada para deformar la chapa, no cortarla. El tirafondo de madera, el DIN 571, aplica el mismo principio con un paso mucho más abierto.

El pladur tiene la suya. La EN 14566 cubre los tornillos, clavos y grapas para placa de yeso laminado, y explica por qué el de toda la vida es negro: ese acabado es un fosfatado que protege lo justo mientras dura la obra y agarra la pasta de juntas. Uno zincado brillante rechaza el emplaste y acaba marcando el punto en la pared pintada.

En hormigón y en ladrillo el tornillo casi nunca trabaja solo. Sobre macizo van taco y tirafondo, o anclaje mecánico si la carga es seria. En hueco el taco de expansión no tiene contra qué expandirse y entra la resina, que rellena la cámara. En perfil de acero manda el acceso: con las dos caras a mano, métrica y tuerca; con una sola, autotaladrante.

La decisión se toma mirando el soporte y no el expositor. Esta es la tabla que se contesta en el mostrador.

El paso de la rosca métrica sale de la ISO 261 y la designación ST, de la ISO 1478. El agujero previo y la carga que aguanta un anclaje los da su fabricante, nunca una tabla general.

02Tipos de cabeza de tornillo y con qué herramienta se aprieta cada una

La cabeza decide dos cosas: cuánto par puedes meterle sin estropearla y si el tornillo queda enrasado o sobresale. Lo demás viene después.

La hexagonal exterior admite más par que ninguna, porque la llave agarra por seis caras enteras y por fuera. A cambio necesita hueco para meter el vaso: en un rincón o entre dos perfiles pegados, no entra. El hexágono interior del DIN 912, el Allen de siempre, se aprieta desde arriba y cabe en un rebaje. Su punto débil es la llave: una redondeada, o un Allen en pulgadas metido en una métrica, pule las seis caras del hueco desde dentro.

El hexalobulado, el que todos llaman Torx, está normalizado en la ISO 10664 y es el que menos se sale: sus seis lóbulos empujan casi perpendiculares a la pared del hueco, así que la punta no tiende a escaparse cuando el par sube.

En cruz hay dos y no son la misma. La ISO 4757 define el tipo H, que es el Phillips, y el tipo Z, que es el Pozidriv. El Phillips lleva las paredes cónicas y tiende a salirse cuando el par sube; el Pozidriv añade cuatro nervios a 45º sobre la cruz y agarra mucho más. Se distinguen por esas cuatro rayas finas de la cabeza.

Las avellanadas del DIN 7991 y del DIN 963 no valen sin su avellanado hecho: si el cono no encuentra asiento, trabaja de cuña y abre la chapa o parte la madera. La de trompeta del tornillo de pladur es una avellanada suavizada, para hundirse en el cartón sin romper el papel; la de botón del DIN 7380 va donde la cabeza se ve.

Y hay un detalle de la cabeza que casi nadie relaciona con la resistencia. La ISO 898-1 obliga a marcar la clase y al fabricante en las cabezas hexagonales y de hexágono interior desde 5 mm de diámetro, y dice literalmente que el marcado «no es habitual» en avellanadas, cilíndricas y alomadas con ranura o con cruz. Traducido: en una avellanada de cruz no vas a leer 8.8 en ninguna parte, así que su resistencia la garantiza el envase y no el tornillo.

03Qué significan las calidades 8.8, 10.9 y 12.9 estampadas en la cabeza

Esas dos cifras no son un código de fabricante: son dos propiedades del acero escritas en taquigrafía, y la ISO 898-1 las define en su capítulo 5. La de la izquierda es la centésima parte de la resistencia a la rotura nominal en megapascales; la de la derecha, diez veces la relación entre el límite elástico nominal y esa rotura.

Un 8.8 es entonces un acero de 800 MPa de rotura cuyo límite elástico está en el 80 % de esa cifra: 640 MPa. Un 10.9 son 1.000 y el 90 %. La norma va un paso más allá, porque los mínimos que exige de verdad quedan por encima de los nominales, y añade una tercera columna que casi nadie enseña.

Valores mínimos de la tabla 3 de la ISO 898-1:2013. En el 4.6 la tercera columna es el límite elástico inferior; del 8.8 hacia arriba es la tensión al 0,2 % de alargamiento no proporcional. El alargamiento se mide sobre probeta mecanizada.

Por qué un 12.9 no siempre es mejor que un 8.8

La tercera columna decide más montajes que las otras dos juntas. Cuanto más sube la clase, menos se estira el tornillo antes de partirse: un 8.8 da un 12 % de alargamiento y un 12.9 se queda en un 8. El blando avisa, porque se deforma y se nota flojo al tacto; el de 12.9 aguanta hasta que deja de aguantar.

De 8.8 a 10.9 se sube cuando la unión tiene que sujetar por rozamiento y no puedes crecer de diámetro. Es una cuenta, no una intuición: un M12 de 8.8 apretado a tope deja unos 41,9 kN de tensión de montaje, y el mismo M12 en 10.9 llega a 61,5. Casi un 47 % más de agarre sin tocar el agujero, ni la brida, ni la llave.

El 12.9 vive en máquina, en molde y en hidráulica, donde el espacio manda y la unión no recibe golpes. En algo que vibra y trabaja a impacto, ese último escalón de dureza deja de ser una ventaja.

En el mostradorAntes de discutir la clase se lee la cabeza. Junto a la marca del fabricante tiene que estar el número, y si la cabeza es de las que la norma obliga a marcar y no lo lleva, ese tornillo no tiene clase declarada.

04Equivalencia DIN e ISO: cómo se pide un tornillo por su norma

Un tornillo bien pedido cabe en una línea: «DIN 933 M10×40 8.8 zincado». La norma lleva dentro la cabeza, el largo de rosca y las tolerancias; la métrica y el número de detrás, la medida; la clase, el acero; y el acabado, lo que le pasará fuera.

DIN es la norma alemana antigua e ISO la internacional que la fue sustituyendo. En la mayoría de los pares son el mismo tornillo con dos nombres, y por eso el mostrador los usa indistintamente. Pero no siempre: entre el DIN 933 y el ISO 4017 hay cuatro medidas que no coinciden, y la diferencia no está en la rosca sino en el entrecaras de la cabeza.

Un M10 en DIN 933 pide llave de 17 y en ISO 4017 pide de 16. El M12 pasa de 19 a 18, el M14 de 22 a 21, y el M22 va al revés: de 32 sube a 34. En el resto de medidas son intercambiables. Si estás reponiendo la tornillería de una máquina y quieres seguir con el mismo juego de llaves, ese detalle es toda la diferencia.

El par DIN 931 / DIN 933 es el que más se confunde: el 933 lleva rosca hasta la cabeza y el 931 deja un tramo de vástago liso. En tuercas, la hexagonal DIN 934 corresponde a la ISO 4032 y la autoblocante de nailon DIN 985, a la ISO 10511.

En el mostradorCon la tabla delante cambia la forma de pedir. En vez de «un tornillo de esos de Allen, largo», sale «DIN 912 M8×50 12.9». El primero se contesta enseñando cajones; el segundo, poniéndolo encima del mostrador.

05Inox A2 o A4: cuál aguanta el ambiente marino y cuál no

A2 y A4 no son dos calidades del mismo acero: son dos aceros. La ISO 3506-1 fija su composición y la diferencia que importa cabe en una palabra, molibdeno. El A2 lleva de 15 a 20 % de cromo y de 8 a 19 % de níquel, y el molibdeno queda a criterio del fabricante. El A4 lleva de 16 a 18,5 % de cromo, de 10 a 15 % de níquel y entre un 2 y un 3 % de molibdeno obligatorio.

Lo que hace ese 2 % lo dice la propia norma en el anexo donde describe cada grado. Del A2 escribe que no es adecuado para medios con contenido en cloruros, «es decir, piscinas y agua de mar». Del A4 dice que es un acero resistente a ácidos, aleado con molibdeno, con una resistencia a la corrosión considerablemente mejor, y que lo emplean la industria alimentaria y la naval.

Con sal en el aire el cloruro no ataca en superficie: ataca en puntos. Un A2 en una barandilla junto al mar no se oxida entero, se pica. Salen manchas marrones que parecen suciedad, se limpian y vuelven, y debajo de cada una hay una picadura que va hacia dentro. En un tornillo eso es sección que desaparece sin verse.

El número que va detrás de la letra es otra cosa. Un A4-70 tiene 700 MPa de rotura mínima y 450 de límite elástico; un A4-80 sube a 800 y 600. Compáralo con el 8.8 de acero al carbono, que va a 800 y 640, y aparece el cambio que se hace sin querer: sustituir un 8.8 por «uno de inox porque está fuera» y perder casi un 30 % de límite elástico en la misma medida.

El inoxidable austenítico tiene otro vicio y sale caro: se agarrota. Con la rosca seca y bajo presión, las crestas del tornillo y de la tuerca se sueldan en frío mientras giran, el par sube de golpe y la unión se queda ni apretada ni desmontable. Se evita apretando despacio, con la rosca limpia y con antigripante, y se agrava con lo que más se usa: el atornillador de impacto.

El marcado va en la cabeza igual que en el acero al carbono: fabricante y símbolo del grado con su clase, A2-70 o A4-80. Una «P» detrás significa pasivado según la ISO 16048; una «L», bajo carbono. Las clases 70 y 80 están definidas hasta M24.

06Par de apriete por métrica y calidad: hasta dónde se aprieta sin pasarse

Lo que sujeta una unión atornillada no es el par: es la tensión de montaje, la fuerza con la que el tornillo, estirado como un muelle, aprieta una pieza contra la otra. El par es lo único que puedes medir con una llave en la mano, y es una medida indirecta y bastante mala.

Mala porque la mayor parte de lo que aplicas no llega a estirar nada: se gasta en vencer el rozamiento de la rosca y el de la cara de la cabeza. En el mismo M10 de 8.8 apretado al 90 % de su límite elástico, el par sale 36 Nm con un rozamiento de 0,08 —rosca bien lubricada— y 54 Nm con 0,14, que es el de una zincada y seca. Y lo llamativo es que la seca, con la mitad más de par, deja menos agarre: 28,8 kN frente a 31,0.

Por eso una tabla de pares no vale nada si no dice para qué rozamiento está calculada. Esta lo dice: coeficiente 0,14, que es el de un tornillo de acero zincado y seco, aprovechando el 90 % del límite elástico.

Valores de Bossard calculados según la VDI 2230, edición 2015, con rozamiento de rosca y de cabeza 0,14 y aprovechamiento del 90 % del límite elástico. Son máximos y no llevan coeficiente de seguridad: es el techo, no la recomendación. Si el fabricante de la máquina o del conjunto da un par, manda el suyo.

Lo que pasa cuando se aprieta de más

Pasarse de par no se nota al montar: se nota al desmontar, cuando el tornillo sale con la rosca estirada. Pasó su límite elástico, se alargó y ya no recuperó, así que la unión llevaba tiempo trabajando con menos agarre del que aparentaba.

El atornillador de impacto no controla nada de esto: da golpes, no par medido, y lo que entrega depende de la batería, de la temperatura y de los segundos que lo tengas apretado. Sirve para aproximar; el apriete final se hace con llave dinamométrica y, si hay varios tornillos en una brida, en cruz y en dos vueltas.

Ojo con el inoxEstas cifras no valen para el inoxidable. Un A4-70 tiene 450 MPa de límite elástico frente a los 640 de un 8.8, así que el par de la misma medida es bastante menor y lo da el fabricante del tornillo.

07Errores de fijación que se repiten cada semana en un mostrador industrial

Los tornillos que vuelven al mostrador rotos, pasados o agarrotados se parecen mucho. Son cinco cosas, y las cinco se deciden antes de coger la llave.

• Cambiar la clase por el material. Poner un A4-70 donde había un 8.8 porque la pieza va a la intemperie cuesta casi un 30 % de límite elástico en la misma medida. Si la unión iba justa, ya no va.
• Rosca hasta la cabeza donde hacía falta vástago liso. Un DIN 933 va roscado entero; un DIN 931 deja un tramo liso, y es ese tramo el que tiene que atravesar el plano de corte cuando la unión trabaja a cortadura. Con el filete en medio, el esfuerzo cae sobre el fondo de la rosca, que es donde arranca la grieta.
• La punta que no es. Una punta Phillips en una cabeza Pozidriv apoya en cuatro aristas y redondea el hueco en tres apretadas. La cabeza no venía mala: la estropeó la herramienta.
• Tuerca zincada en tornillo inoxidable, a la intemperie. Enroscan, aprietan y parecen la misma cosa. Con humedad y sal, el zinc es el metal menos noble del par y se sacrifica: el recubrimiento de la tuerca desaparece antes de tiempo.
• Dar por buena una clase que no está escrita. En avellanadas y alomadas de cruz no hay marca, porque la norma no la exige en esas cabezas. Cuando el montaje pide una resistencia concreta, se pide por norma y clase y se guarda la caja.

Y luego está el bien elegido y mal montado: sin arandela donde el material es blando, con la rosca sucia, o apretado a impacto hasta que deja de sonar. Un tornillo casi nunca falla por sorpresa: falla por algo decidido antes de montarlo.

Los cinco datos con los que un tornillo se pide a la primera

1. 1La norma.DIN 933, DIN 931, DIN 912, DIN 7991… Lleva dentro la cabeza y el largo de rosca: es el dato que más cierra.
2. 2Métrica y longitud.M10×40. Se mide bajo la cabeza, salvo en las avellanadas, que van enteras porque la cabeza queda hundida.
3. 3El paso, solo si es fino.Si no dices nada, es grueso. El fino se escribe: M10×1,25.
4. 4La clase o el material.8.8, 10.9 o 12.9 en acero al carbono; A2-70 o A4-80 en inoxidable. Un sistema o el otro, nunca mezclados.
5. 5El acabado.Zincado, bicromatado, fosfatado negro o inoxidable en bruto. Decide cuánto dura fuera, no cuánto aguanta.