¿Qué es el Torque y el Par de Apriete?

El concepto de torque, o par motor, es fundamental en el mundo de la mecánica y la ingeniería. Aunque a menudo se confunde con la potencia, el torque representa una fuerza rotacional que es clave para entender el rendimiento de motores y la solidez de conexiones. Vayamos más allá de la superficie y exploremos qué constituye el torque en diferentes contextos.

La importancia del torque para los conductores se ilustra mejor por su distinción del término potencia o rendimiento del motor. Aquí, también, es mejor proporcionar un breve trasfondo teórico como base para la explicación de un experto: con la potencia del motor, entra en juego el factor tiempo. Simplificando, indica la energía convertida en un período de tiempo determinado. La fórmula física es: potencia = fuerza x velocidad. Se expresa en kilovatios (kW), anteriormente en caballos de fuerza (hp). Un vatio (W) equivale a un newton-metro por segundo, mientras que 1 caballo de fuerza es la potencia requerida para levantar 33,000 libras exactamente un pie en un minuto. Un motor logra alta potencia ya sea a través de un alto torque o altas velocidades (de rotación) del motor. La potencia máxima del motor que los fabricantes anuncian y que también se especifica en el documento de registro del vehículo generalmente está disponible a altas velocidades del motor.

La medición de la aceleración estándar encaja bien aquí: las marchas se extienden completamente, el motor opera en rangos de alta velocidad (de rotación), se puede solicitar la potencia nominal máxima. Para entender el par motor y la potencia del motor, y por extensión el uso diario del automóvil, es importante saber que un motor de combustión interna alcanza su torque máximo a velocidades del motor más bajas que la salida de potencia máxima. Entonces, cuando hablamos de buena potencia desde el rango de baja velocidad del motor, nos referimos a que hay alto torque incluso a bajas velocidades del motor. Este es un conocimiento útil para limitar los cambios de marcha al conducir vehículos con transmisión manual. O para remolcar con tu coche y para conducir cuesta arriba.

¿Qué es el Par de Apriete (Make-Up Torque)?

El término "Make-Up Torque", o par de apriete, se refiere a un concepto distinto del par motor de un vehículo. Según el Léxico de la IADC, el par de apriete está relacionado con la conexión de tuberías o revestimientos (casing) en operaciones, típicamente en la industria del petróleo y el gas. Este par es la fuerza de torsión aplicada para asegurar correctamente una conexión roscada.

Par de Apriete del Revestimiento (Casing Make-Up Torque)

Debido a los posibles cambios frecuentes en las especificaciones del revestimiento, el par de apriete del revestimiento y las dimensiones de calibración (drift dimensions) deben ser según las recomendaciones del fabricante.

Conexiones de Revestimiento con Rosca Buttress

Para revestimientos de 9.5/8" a 13.3/8" de diámetro exterior (DE) con Rosca Buttress (BTC), los valores de par de apriete se determinarán observando cuidadosamente el torque requerido para apretar varias conexiones hasta la base del triángulo de la rosca. Siempre que la posición caiga dentro de un rango de -0.2 pulgadas y +0.375 pulgadas de la base, el apriete con máquina (power tight make-up) es aceptable. El valor de torque promedio establecido se utilizará para apretar el resto de la tubería de ese peso y grado particular en la sarta.

Conexiones de Rosca Redonda BTC de 16", 18.5/8" y 20"

El apriete de los revestimientos de 16", 18.5/8" y 20" DE se realizará hasta una posición en cada conexión representada por el punto de desvanecimiento de la rosca en las roscas de 8 vueltas y la base del triángulo en la Rosca Buttress, utilizando el torque mínimo mostrado en la tabla a continuación como guía. Siempre que la posición caiga dentro de -0.2 pulgadas y +0.375 pulgadas de la base, el apriete con máquina es aceptable. Se debe tener cuidado para evitar el roscado cruzado al iniciar estas conexiones más grandes. Las llaves de apriete seleccionadas deben ser capaces de alcanzar alto torque durante toda la operación. Se puede anticipar que los valores máximos de par de apriete y de desenrosque (break out torque) pueden ser entre un 50% y un 80% más altos que el mínimo experimentado en el apriete hasta la posición recomendada.

Los valores de par de apriete se basan en lubricante de rosca modificado API con factor de corrección de fricción = 1. Todas las conexiones son de tipo acoplamiento/engrosamiento regular a menos que se especifique lo contrario.

Tabla de Valores de Par de Apriete (Make-Up Torque)

Nota: Los valores de torque mostrados arriba son valores experimentados en la práctica. Sin embargo, el valor de torque real a utilizar para la Rosca Buttress deberá determinarse como se describió anteriormente.

Además de los procedimientos y valores específicos, las pautas generales para el apriete de tuberías y conexiones incluyen la identificación de la tubería y la conexión, el manejo y cuidado adecuados de la tubería y la conexión, pautas específicas para tuberías cromadas, la aplicación de compuestos para el apriete y bloqueo de roscas, y criterios de aceptación para el apriete final.

Preguntas Frecuentes sobre Torque y Par de Apriete

Aquí respondemos algunas preguntas comunes basadas en la información proporcionada:

¿Cuál es la diferencia entre el par motor y la potencia del motor?

La potencia del motor incluye el factor tiempo (potencia = fuerza x velocidad) e indica la energía convertida por unidad de tiempo. El par motor es una fuerza de torsión. La potencia máxima se alcanza a altas velocidades del motor, mientras que el par motor máximo se alcanza a velocidades del motor más bajas.

¿Por qué es importante tener alto par motor a bajas velocidades en un vehículo?

Un alto par motor a bajas velocidades permite una buena respuesta desde el rango bajo de revoluciones, lo que es útil para limitar los cambios de marcha en transmisiones manuales, para remolcar y para conducir cuesta arriba.

¿Qué es el par de apriete (make-up torque)?

Es la fuerza de torsión aplicada para asegurar correctamente una conexión roscada, típicamente en tuberías o revestimientos en la industria. Es distinto del par motor de un vehículo.

¿Cómo se determina el par de apriete correcto para el revestimiento?

Generalmente, se basa en las recomendaciones del fabricante. Para conexiones con Rosca Buttress, implica observar el torque necesario para apretar hasta una posición específica (base del triángulo) dentro de un rango de tolerancia.

¿Cuál es el rango de posición aceptable para el apriete de conexiones con Rosca Buttress?

La posición del apriete debe caer entre -0.2 pulgadas y +0.375 pulgadas de la base del triángulo de la rosca.

¿Cómo se relacionan los valores mínimos, óptimos y máximos de la tabla con el apriete real?

Los valores de la tabla son guías basadas en la práctica. Sin embargo, el valor real a utilizar, especialmente para la Rosca Buttress, debe determinarse mediante el procedimiento descrito, observando el torque necesario para alcanzar la posición correcta dentro de la tolerancia.

¿Puede el par de desenrosque ser mayor que el par de apriete?

Sí, se anticipa que los valores máximos de par de apriete y de desenrosque pueden ser entre un 50% y un 80% más altos que el mínimo experimentado en el apriete hasta la posición recomendada.

Entender el torque, tanto en el contexto de la propulsión de vehículos como en el crucial apriete de conexiones de tuberías, nos revela la importancia de esta fuerza rotacional en diversas aplicaciones de ingeniería y mecánica. La precisión en su medición y aplicación es clave para el rendimiento y la seguridad.

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