Grifo

Antecedentes

Un grifo es un dispositivo para suministrar agua desde un sistema de plomería. Puede constar de los siguientes componentes:pico, manija (s), varilla de elevación, cartucho, aireador, cámara de mezcla y entradas de agua. Cuando se enciende la manija, la válvula se abre y controla el ajuste del flujo de agua bajo cualquier condición de agua o temperatura. El cuerpo del grifo suele estar hecho de latón aunque también se utilizan zinc fundido a presión y plástico cromado.

La mayoría de los grifos residenciales son grifos de cartucho de control simple o doble. Algunos tipos de control único utilizan un núcleo de metal o plástico, que funciona verticalmente. Otros usan una bola de metal, con sellos de goma con resorte empotrados en el cuerpo del grifo. Los grifos de control dual más económicos contienen cartuchos de nailon con sellos de goma. Algunos grifos tienen un cartucho de disco de cerámica que es mucho más duradero.

Los grifos deben cumplir con las leyes de conservación de agua. En los Estados Unidos, los grifos de los lavabos ahora están limitados a 2 galones (7,6 L) de agua por minuto, mientras que los grifos de la bañera y la ducha están limitados a 2,5 galones (9,5 L).

Los grifos funcionan un promedio de ocho minutos per cápita por día (pcd), según un estudio de la Fundación de Investigación de la Asociación Estadounidense de Obras Hidráulicas completado en 1999 que se basó en datos de uso del agua recopilados de 1,188 residencias. En el uso diario de pcd, el uso de agua en interiores fue de 69 gal (261 L), y el uso del grifo fue el tercero más alto con 11 gal (41,6 L) pcd. En residencias con accesorios de conservación de agua, los grifos subieron al segundo a 11 gal (41,6 L) pcd. El uso del grifo estaba fuertemente relacionado con el tamaño del hogar. La incorporación de adolescentes y adultos aumenta el uso de agua. El uso de la grifería también se relaciona negativamente con el número de personas que trabajan fuera de casa y es menor para quienes tienen lavavajillas automático.

Historial

Los sistemas de plomería existen desde la antigüedad. Alrededor de 1700 A.C. , el Palacio minoico de Knossos en la isla de Creta presentaba tuberías de terracota que proporcionaban agua para fuentes y grifos de mármol, oro y plata. Los sistemas de tuberías de plomo y los cuartos de baño personales también existieron durante el período romano, aproximadamente desde el año 1000 a. C. - d. C. 476. Los baños públicos de Roma también tenían grifos plateados, con otros accesorios de mármol y oro. En el siglo IV d.C., Roma tenía 11 baños públicos, 1352 fuentes y cisternas públicas y 856 baños privados.

Los sistemas de plomería han cambiado drásticamente desde entonces, incluidos los grifos. Durante muchos años, los grifos venían con dos manijas, una para agua fría y otra para agua caliente. No fue hasta 1937 que este diseño cambió. Ese año, un estudiante universitario llamado Al Moen que vivía en Seattle, Washington, abrió el grifo para lavarse las manos y se las quemó porque el agua estaba demasiado caliente. Eso puso en marcha una idea en la mente de Al Moen para el grifo monomando.

El primer diseño de Moen fue un grifo de doble válvula con una leva para controlar las dos válvulas. Fue rechazado por un importante fabricante de accesorios porque el grifo no funcionaba, y Moen luego pasó a un diseño cilíndrico. A partir de esa experiencia, resolvió crear un grifo que le diera al usuario agua a la temperatura deseada con una acción de pistón. Entre 1940 y 1945 diseñó varios grifos, vendiendo finalmente la primera monomando Con material de 6rass, la máquina de husillos múltiples forma automáticamente las partes del grifo. El enchapado aumenta la durabilidad al agregar una capa adicional de revestimiento protector. mezclando el grifo en San Francisco a fines de 1947 a un proveedor de plomería local. Para 1959, el grifo monomando de Moen estaba en cientos de miles de hogares en los Estados Unidos y se vendía en aproximadamente 55 países alrededor del mundo. Hoy en día, los grifos monomando son tan populares que se pueden encontrar en más del 40% de los hogares estadounidenses.

A Moen se le ocurrieron algunos otros inventos durante su vida, incluido el cartucho reemplazable (que elimina las arandelas de los grifos), el aireador de pantalla, el desviador de la válvula de ducha con botón, el rociador giratorio, la válvula de ducha de equilibrio de presión y el aireador de control de flujo. Pero Moen no fue el único preocupado por las mejoras de los grifos. En 1945, Landis H. Perry diseñó la primera válvula de bola para grifos. Su objetivo era proporcionar un control combinado de volumen y mezcla con un medio simple y eficaz para sellar el elemento de la válvula. El diseño también podría repararse fácilmente.

Se emitió una patente para la válvula de bola de Perry en 1952. Poco después, Alex Manoogian compró los derechos de la patente e introdujo el primer grifo Delta en 1954. El grifo monomando Delta fue el primero en utilizar un diseño de válvula de bola y resultó muy exitoso. En 1958, solo cuatro años después de que se presentara el producto, las ventas de Delta superaron el millón de dólares.

Aproximadamente 20 años después, Wolvering Brass patentó un disco de cerámica para el control del agua. A diferencia de los cartuchos que usan caucho en la vía fluvial, los discos de cerámica se lapean y pulen hasta un grado de planitud que solo se puede medir en bandas de luz. Dichos discos duran mucho más debido a su alta resistencia al desgaste y proporcionan un control más preciso. Estos discos o válvulas ahora se utilizan ampliamente.

Otras innovaciones recientes incluyen cartuchos de filtro integrados para reducir el cloro, el plomo y los quistes; aerosoles extraíbles incorporados; grifos diseñados para personas con discapacidad; y grifos electrónicos. Estos últimos se introdujeron a principios de la década de 1980 con fines de conservación e higiene. Estos grifos están equipados con un rayo infrarrojo. Cuando una persona pone sus manos debajo del grifo, el rayo se interrumpe, lo que hace que el agua se abra. Los grifos electrónicos que funcionan con baterías también están disponibles en los últimos años.

Materias primas

El latón, una aleación de cobre y zinc, es el material más utilizado para los grifos debido a su resistencia a la corrosión del agua blanda y la calcificación del agua dura. Por lo general, contiene algunos elementos de aleación, como bismuto, para facilitar su procesamiento. El latón se recibe como material en barra de 0,13 a 2 pulgadas (0,33 a 5 cm) de diámetro, según el tamaño del grifo. La mayoría de los otros componentes que componen un grifo están hechos de otros metales o cerámica y se reciben como piezas terminadas de otros fabricantes.

Diseño

Para satisfacer una variedad de necesidades de los consumidores, los grifos vienen en una amplia gama de estilos, colores y acabados. Los diseños ergonómicos pueden implicar un pico de mayor longitud y mangos más fáciles de operar. La forma del grifo y su acabado afectarán el proceso de fabricación. Algunos diseños serán más difíciles de mecanizar o forjar que otros. Se puede utilizar un proceso de acabado diferente para lograr un aspecto diferente.

Para el propietario, hay acabados especiales disponibles, que incluyen níquel cepillado, níquel pulido, negro satinado, oro, platino y una variedad de colores. Los consumidores ahora también personalizan el aspecto del grifo, combinando más de un tipo de acabado. Las garantías son más largas y hay más funciones disponibles. Los precios para el consumidor oscilaron en la primavera de 2000 desde $ 40 hasta $ 500.

El proceso de fabricación

El proceso de fabricación de grifos se ha vuelto altamente automatizado, y las computadoras controlan la mayoría de las máquinas. Por tanto, la productividad y la eficiencia han mejorado a lo largo de los años. El proceso básico consiste en formar el cuerpo principal del grifo (algunas veces incluye el pico si no se necesita un pivote), aplicar un acabado y luego ensamblar los diversos componentes, seguido de la inspección y el empaque. La industria de la grifería también se ha visto afectada por las regulaciones ambientales, que han requerido el desarrollo de procesos especiales.

Formando

• 1 Hay dos métodos que se utilizan para fabricar los cuerpos de los grifos. La mayoría de los fabricantes utilizan un proceso de mecanizado para dar forma al cuerpo en el tamaño y dimensiones requeridos. Esto implica primero cortar las barras en trozos cortos y alimentarlos automáticamente en un centro de mecanizado controlado numéricamente computarizado de diseño de múltiples husillos y múltiples ejes. Esta máquina realiza operaciones de volteo, fresado y taladrado. Por lo general, se tarda aproximadamente un minuto en hacer una pieza.

  Los grifos más grandes pueden requerir numerosas operaciones de mecanizado. Por ejemplo, se requieren más de 32 operaciones de mecanizado para algunos cuerpos de grifos de cocina que utilizan un centro de mecanizado rotativo. Con la máquina adecuada, puede tomar tan solo 14 segundos hacer una pieza. Algunas piezas, como las boquillas fundidas para los grifos de cocina, también se mecanizan en una operación separada antes del ensamblaje.

• 2 Algunos fabricantes de grifos utilizan forjado en caliente en lugar de mecanizado, ya que este método puede producir una forma casi neta en unos tres segundos con poco desperdicio. La forja es el proceso de dar forma a los metales al deformarlos de alguna manera. En la forja en caliente, el metal calentado se fuerza a formar un troquel que tiene casi la misma forma que el cuerpo del grifo. La presión aumenta lentamente en el transcurso de varios segundos para asegurarse de que la matriz esté completamente llena de metal. Solo se requiere un mecanizado menor para producir las dimensiones exactas.

Finalizando

• 3 Después del mecanizado, las piezas están listas para el proceso de acabado. Es posible que los componentes que entran en contacto con el agua primero requieran un tratamiento especial de la superficie para eliminar cualquier resto de plomo. Se trata de un proceso de lixiviación que elimina las moléculas de plomo de la superficie del latón. El acabado convencional es el cromo, ya que este material es el más resistente a la corrosión. Primero se aplica una capa base de níquel galvanizado, seguido de una capa delgada de cromo galvanizado. La capa de cromo se deposita a partir de un baño de enchapado que contiene ciertos aditivos que mejoran la resistencia a la corrosión.
• 4 Si se usa un revestimiento de latón, se aplica una capa de polímero transparente para mejorar la durabilidad. Para acabados blancos y de otros colores, se rocía un polímero similar o un plástico epoxi con color agregado en el grifo en un ambiente con carga eléctrica. A continuación, ambos revestimientos se curan con calor.
• 5 Para lograr un aspecto de latón pulido, se utiliza deposición física de vapor, que se aplica Una vez que las piezas están ensambladas, se prueban a presión. el revestimiento de metal en una cámara de vacío. Esta cámara tiene cuatro componentes:una bomba de vacío para proporcionar un ambiente controlado libre de contaminantes; un tanque que emite varios tipos de gases; una varilla objetivo actúa como fuente de metal; y rejillas para sujetar las piezas del grifo. El objetivo está hecho de un material resistente a la corrosión como el circonio.
• 6 Un arco eléctrico calienta el objetivo para vaporizar el material, luego golpea la superficie del grifo a alta velocidad y reacciona con la mezcla de gases. Un gas proporciona el color y otro proporciona la resistencia a la corrosión. A medida que el material objetivo se combina con estos gases, se adhiere a la parte del grifo, creando una unión que es virtualmente indestructible. Algunos fabricantes utilizan una bobina en espiral alrededor del objetivo para proporcionar una distribución uniforme del recubrimiento.

Ensamblaje

• 7 Después del enchapado, las piezas se almacenan en contenedores hasta el momento del montaje. El montaje puede implicar tanto procesos manuales como automatizados. Para algunos grifos, los sellos de goma prelubricados o las juntas tóricas se instalan a mano.
• 8 Finalmente, los grifos y demás componentes se envían para su montaje final. Este proceso se lleva a cabo en máquinas de montaje rotativas, controladas con precisión, o mediante robots. El brote, si está separado, se instala primero, seguido del cartucho de cerámica. Este cartucho se atornilla en su lugar con un latón usando una pistola neumática, y luego se sujeta el mango a mano. A veces, los tubos de cobre se instalan antes del montaje. Después del montaje, los grifos se empaquetan en cajas junto con cualquier otro componente que se necesite para la instalación final.

Control de calidad

Después de mecanizar la primera pieza, se compara con los planos para asegurarse de que coincida con todas las dimensiones. Se utiliza un calibre pasa-no-pasa para asegurarse de que las roscas interior y exterior encajen. Dado que el mecanizado está automatizado, se verifican muestras aleatorias para las dimensiones más críticas. Antes del enchapado, las piezas se revisan visualmente para detectar imperfecciones en la superficie, que se eliminan mediante el lijado. Después del montaje final, se prueba la presión de cada grifo con aire para detectar fugas y se prueba su durabilidad.

Los grifos también deben pasar varias regulaciones ambientales. La regulación 61 de la National Sanitation Foundation, que limita los contaminantes en el agua potable (el plomo es lIppb [partes por mil millones] en el agua de los dispositivos terminales), se aplica a los grifos de la cocina, los lavabos y los dispensadores de agua potable. Otras leyes son más estrictas:la Proposición 65 de California limita el plomo permitido a 5 ppb para un grifo de consumo. También hay códigos de plomería con los que lidiar, que pueden variar de una ciudad a otra. Muchos requieren ahora grifos de ducha y bañera anti-quemaduras.

Para recibir la certificación NSF de un grifo, los fabricantes primero envían una lista de todos los materiales, incluida la formulación utilizada en el producto. Luego, los toxicólogos de NSF revisan las formulaciones de los materiales para determinar los posibles contaminantes que pueden extraerse del grifo y llegar al agua potable. Luego, NSF realiza una inspección de las instalaciones de fabricación para verificar las formulaciones de los materiales, los proveedores de materiales, los procedimientos de control de calidad y las operaciones. Las muestras de productos se seleccionan al azar para su análisis en los laboratorios de NSF.

Los grifos se someten a una rigurosa secuencia de pruebas de tres semanas, donde se llenan con un extractor de agua especificado en la Norma. Las muestras de agua seleccionadas se analizan en busca de contaminantes. Los toxicólogos de NSF comparan los niveles de contaminantes con los niveles máximos permitidos establecidos en la Norma 61 de ANSI / NSF. Si todos los niveles de contaminantes del producto cumplen con los requisitos de la Norma, el producto puede ser certificado. Solo entonces se le permite al fabricante mostrar la marca NSF en el producto que significa la certificación NSF. Para obtener la certificación, algunos fabricantes han tenido que modificar completamente su proceso de fabricación, como cambiar a un material de latón más puro o agregar un proceso de enjuague de acabado.

Subproductos / Residuos

La chatarra del proceso de mecanizado o forjado se recicla. Los procesos de acabado pueden producir material de desecho que debe eliminarse o minimizarse mediante el reciclaje. Dado que la mayoría de los procesos están automatizados, el desperdicio se minimiza.

El futuro

Los fabricantes de grifos continuarán agregando valor y calidad para satisfacer las crecientes demandas de los consumidores. La cantidad de estilos y la gama de precios se expandirán, y los productos de mayor calidad se volverán más populares a medida que se intensifique la remodelación. Europa seguirá estando por delante de Estados Unidos en el departamento de diseño, ofreciendo estilos y colores más modernos. Aunque el proceso de fabricación general seguirá siendo el mismo, se utilizará más automatización.

Los acabados novedosos producidos con tecnología PVD estarán más disponibles a medida que los consumidores reconozcan que estos acabados pueden ofrecer tanto estilo como durabilidad. Esto puede requerir que los fabricantes mejoren la economía del proceso, ya que es más caro que el cromado. La popularidad de la filtración se extenderá a los grifos, a medida que los consumidores se den cuenta de los beneficios de los filtros integrados. Eventualmente, este tipo de grifos se convertirá en la norma.

Se espera que continúe la tendencia hacia los grifos electrónicos que funcionan con baterías, y con una caída general de los precios, los mercados comerciales deberían expandirse. La tecnología seguirá mejorando, haciendo que estos grifos sean más fáciles de reparar y con un mejor funcionamiento gracias a la fibra óptica. Con tales mejoras en tecnología y precio, el grifo electrónico pronto entrará incluso en el mercado residencial.

En general, la industria de la plomería seguirá consolidándose y, por lo tanto, los fabricantes deberán seguir siendo flexibles. Internet seguirá desempeñando un papel en el mercado y algún día los fabricantes de grifos pueden incluso vender sus productos en línea directamente al consumidor.