Qué es un calibre pie de rey, cuántos tipos hay y para qué sirven

Las herramientas de medición existen entre nosotros desde tiempos muy antiguos. A medida que iban aumentando los requisitos de precisión en las mediciones aparecieron nuevos instrumentos manuales para satisfacer estas demandas y uno de los que más ha perdurado es el calibre.

Un calibre es básicamente un patrón para comparar medidas y puede ser tan preciso como para apreciar décimas e incluso centésimas de milímetro. De hecho, existe una gran diversidad de calibres que en general podemos clasificarlos en tres grandes grupos, como detalla la siguiente infografía.

Tipos de calibre pie de rey

A su vez, los calibres de trabajo se subdividen en otros dos grupos, dependiendo de su mecanismo básico de funcionamiento. Este otro gráfico indica ambos grupos, así como algunos ejemplos de calibre en cada grupo.

Calibres – tipos de trabajo

De esta lista de calibres, el más común en la actualidad es el pie de rey, que pertenece al grupo de calibres ajustables.

Generalidades del calibre pie de rey

No queda clara la razón por la cual este instrumento lleva un nombre tan curioso, aunque se supone que la tradición viene desde muchos siglos atrás, cuando las mediciones se basaban en unidades antropométricas, tales como vara, palmo, codo, pie, pulgada, dedo, etc. Ante la diversidad de dimensiones entre distintos pueblos e individuos (por ejemplo, no era lo mismo un codo de Castilla que uno de Babilonia) se optó por considerar modelos, y de ahí que las medidas de un rey fueran las prevalentes. Es posible, por lo tanto, que ese sea el origen del nombre “pie de rey” que recibe aún hoy, y en virtud de su notable precisión, el calibre más popular.

Sin embargo, en muchos países, así como en otros idiomas, el calibre pie de rey se conoce como calibre Vernier o nonio. Una vez más, esto está relacionado con la historia del instrumento, el cual fue concebido originalmente por el astrónomo portugués Petrus Nonius en el siglo XVI y perfeccionado hasta más o menos el aspecto actual durante el siglo siguiente por el matemático francés Pierre Vernier, que le introdujo la escala que lleva su nombre en forma de corredera móvil desplazándose sobre una regla graduada fija. Vernier comprendía que el ojo humano es incapaz de discernir la distancia exacta entre dos divisiones dadas en una escala, pero descubrió que sí puede visualizar el punto en que dichas divisiones coinciden o se superponen para formar una única línea recta. Es así como su gran aporte fue crear la escala Vernier, que se aplica a los tradicionales micrómetros, calibres, goniómetros o inclinómetros e instrumentos similares.

Hay animaciones que realizan distintos fabricantes, donde podemos ver claramente un ejemplo del funcionamiento de la escala Vernier, además de conocer las partes que componen un calibre pie de rey de tipo universal, y hasta practicar nosotros mismos con mediciones online, tanto en milímetros como en pulgadas.

Tipos de calibre pie de rey

Los fabricantes ofrecen una amplia variedad de calibres pie de rey que se adaptan a los diversos objetos a medir y también a los requerimientos del usuario, desde el momento en que hay incluso calibres para zurdos.

De hecho, la tecnología actual ha avanzado como para sustituir la clásica escala Vernier por sofisticados mecanismos que incorporan relojes y microprocesadores, por lo que en el comercio encontraremos tres clases diferentes de calibres pie de rey basadas precisamente en su mecanismo de funcionamiento, con algunas variantes en cada una. Estas clases son las siguientes:

• Calibres pie de rey universales
• Calibres pie de rey con reloj o carátula
• Calibres pie de rey digitales o electrónicos

Examinemos en detalle cada grupo.

a) Calibres pie de rey universales (con escala Vernier)

Son los calibres tradicionales que constan de dos escalas, una fija de doble entrada graduada tanto en milímetros como en pulgadas, y una escala Vernier móvil.

Calibre pie de rey – universal

Características principales

Para saber cómo elegir un calibre, es fundamental conocer algunas de las características que los definen. Veamos cuáles son las principales para un calibre pie de rey universal.

Rango de medición: a veces denominado capacidad máxima, el rango de medición de cualquier calibre es la diferencia entre el valor máximo y el valor mínimo que puede medir, y es igual a la longitud de la escala fija. La mayoría de los calibres universales tienen un rango de 8 pulgadas o 200 mm, aunque también hay disponibles con rangos más pequeños (6 pulgadas, 150 mm) y más grandes (12 pulgadas, 300 mm).

Resolución (lectura de la escala vernier): es la distancia mínima que puede medir el calibre y en un calibre universal se indica en el extremo de la escala Vernier. La resolución de la escala imperial es generalmente de 0.001 pulgada, mientras que la de la escala métrica es de 0.05 mm o 0.02 mm.

Error o tolerancia del instrumento: el error se refiere a la exactitud de un calibre. Los calibres universales, como los micrómetros, son herramientas usadas para mediciones de baja tolerancia. Las herramientas de medición de baja tolerancia proporcionan mediciones muy exactas con un pequeño margen de error. Por su parte, el error de la mayoría de los calibres universales es +/- 0.03mm (+/- 0.0015 pulgadas) por lo que la herramienta es muy útil si se busca un alto nivel de precisión en las medidas.

El siguiente gráfico resume algunas de las ventajas y desventajas que tienen los calibres pie de rey universales.

Calibre pie de rey – universal

La mayoría de los calibres universales pueden medir dimensiones exteriores, dimensiones interiores y profundidad. Algunos calibres incorporan la característica cuadrimensional, por lo que también se pueden usar para tomar mediciones de paso.

Variantes

Aunque el modelo para medir dimensiones exteriores, interiores y profundidad es el más común de los calibres pie de rey universales, también podremos encontrar otras variantes para uso específico. Por ejemplo:

Calibre de tornero: conocido además como pie de rey para servicio pesado, se usa habitualmente para tomar grandes medidas exteriores, aunque también puede aplicarse para medidas interiores usando las extremidades en punta de las mordazas y teniendo en cuenta el espesor de estas, que debe sumarse a la lectura obtenida. El rango de estos calibres varía entre 14 y 40 pulgadas (300 y 1000 mm) y la resolución es de 0,001 pulgada/0,02 mm.

b) Calibres pie de rey con reloj o carátula

Las mediciones con un calibre pie de rey con reloj o carátula se realizan de manera similar a las de un calibre universal, sólo que en lugar de la escala Vernier, estos calibres más exactos cuentan con un reloj que muestra las centésimas de unidades por medio de una aguja indicadora. Algunos modelos permiten incluso leer fracciones, como vemos en este video.

Este tipo de instrumentos, que representan la segunda generación de calibres, usan un mecanismo de cremallera y piñón, que transfiere el movimiento lineal de las mordazas del calibre al movimiento rotatorio del indicador de reloj. Dentro del reloj hay una serie de engranajes que accionan mecánicamente la aguja indicadora del reloj cuando se ajusta la distancia entre las mordazas del calibre. El reloj está engranado con una cremallera dentada que se desliza a lo largo del cuerpo del calibre. A medida que las mordazas se abren o cierran, los piñones dentro del reloj se desplazan por esta cremallera. Los pequeños movimientos de las mordazas se amplifican y se transforman en movimientos de mayor magnitud que se indican en el reloj.

Características principales

Rango de medición: en la mayoría de los calibres pie de rey con reloj el rango varía de 6 a 12 pulgadas para instrumentos con medidas imperiales y de 150 a 300 mm para los de medidas métricas.

Graduación o resolución: es la distancia mínima que puede medir, la cual corresponde al valor del menor incremento en la escala del reloj. Normalmente se indica en la cara del reloj y es de 0,001 pulgada para las versiones imperiales y de 0,01 o 0,02 mm para las versiones métricas.

Función cuadrimensional: la mayoría de los calibres con reloj puede realizar cuatro tipos diferentes de mediciones: exteriores, interiores, de profundidad y de paso.

Ventajas – Calibre Pie de Rey con reloj o carátula

c) Calibres pie de rey digitales o electrónicos

El funcionamiento de la tercera generación de calibres pie de rey, la línea más moderna y versátil hasta el momento, se basa en un microprocesador interno, alimentado por una batería de litio, que calcula la posición de las mordazas y muestra la medición directamente en una pantalla de cristal líquido (LCD).

El lugar de un mecanismo de cremallera y piñón, los calibres digitales efectúan las mediciones gracias a una serie de sensores de capacitancia que se extienden a lo largo del cuerpo principal del instrumento. Estos sensores detectan cambios de carga eléctrica que se producen cuando cambia la distancia entre las mordazas. Debajo de la escala principal del calibre hay una serie de placas rectangulares impresas sobre una tira de cobre o vidrio. En el lado inferior de la mordaza móvil hay una placa de circuito, lo cual forma una red de condensadores con las placas rectangulares. A medida que la mordaza móvil se desplaza a lo largo de la escala principal, las placas rectangulares se alinean y desalinean, por lo que cambia la capacitancia (cantidad de carga eléctrica) entre las placas. Esto envía una señal a un chip dentro del calibre, lo que genera las lecturas mostradas en la pantalla LCD.

Aquí podemos ver los componentes de un calibre pie de rey digital.

Características principales

Además de su notable exactitud y precisión que supera la de sus pares universal y con reloj, los calibres digitales cuentan con la serie de funciones adicionales de todo instrumento del siglo XXI. Resumimos las más relevantes, con sus correspondientes ventajas, en el siguiente gráfico.

Ventajas – Calibre Pie de Rey Digital

Presentamos un ejemplo de calibre digital en este video.

Variantes

Aunque los diversos modelos que mencionaremos brevemente a continuación también están disponibles, o en algún momento lo estuvieron, para calibres universales, actualmente la mayoría ya se ha incorporado a la línea de calibres digitales. Veamos las variantes más comunes de calibres pie de rey digitales.

a) Calibre con mordazas largas: están diseñados especialmente para facilitar la toma de medidas en áreas de difícil acceso, por lo que prestan gran utilidad en talleres mecánicos. Las mordazas terminan en puntas, de manera que se adaptan para mediciones tanto externas como internas. Tienen un rango de 24 pulgadas o 600 mm, una resolución de 0.0005 pulgada y 0.01 mm, y son resistentes a líquidos refrigerantes.

b) Calibre de profundidad: similar a un micrómetro de profundidad, este calibre está diseñado específicamente para medir la profundidad de orificios, huecos, cavidades y distancias de una superficie plana a una proyección. El rango de estos calibres varía entre 6 y 24 pulgadas (150 a 600 mm) y tienen una resolución de 0,0005 pulgada y 0,01 mm.

Calibre de profundidad

c) Calibre para ranuras: son variantes de los calibres de interiores y presentan puntas esféricas que se adaptan a ranuras tanto internas como externas en piezas grandes. Presentan un rango de 14 pulgadas (350 mm) y una resolución de 0.0005 pulgada y 0.01 mm, están construidos en acero inoxidable, son resistentes a líquidos refrigerantes y cuentan con conectividad a una computadora.

Calibre para ranuras

d) Calibres de fibra de carbono con mordazas de varias formas: aparte de ser muy liviana, la fibra de carbono otorga resistencia extra que permite soportar la exposición al polvo, líquidos refrigerantes y aceites, así como funcionar perfectamente sobre superficies rugosas. Pueden presentar varios tipos de puntas: externas de acero inoxidable revestidas de titanio, o bien puntas con forma de disco, cono o para medir el paso, que se adaptan a diversos objetos y necesidades. Son instrumentos especiales para piezas de gran tamaño, ya que los rangos externos van de 16 a 60 pulgadas (400 a 1500 mm) y la resolución es de 0.0005 pulgada y 0.01 mm. En la figura de abajo se muestran estos tipos de calibre pie de rey con sus diversas puntas.

Calibre con fibra de carbono

Cabe aclarar que los que acabamos de presentar son los modelos más solicitados de calibre pie de rey, especialmente los digitales. Existen muchos más con diversas formas y configuraciones de las mordazas y/o puntas, que se adaptan a muchas necesidades puntuales. Lo importante es, sin embargo, conocer los distintos mecanismos de funcionamiento de los calibres pie de rey (con escala Vernier, con reloj y digital) y elegir el más adecuado en función de nuestros requisitos y el presupuesto del que disponemos.