Alambre de Espino: Historia, Construcción y Usos Modernos

Introducción

El alambre de espino es material de cercado que consiste en cable metálico con proyecciones afiladas regularmente espaciadas. El cable suele constar de dos hilos retorcidos entre sí para añadir resistencia y permitir expansión y contracción con cambios de temperatura sin romperse. Los puntos agudos, llamados púas, suelen consistir en trozos cortos de alambre retorcidos alrededor de uno o ambos hilos del cable.

Cercas de varios tipos se usan desde los albores de la agricultura hace 10.000 años. Se construyeron de madera, tierra, piedra y plantas vivas (setos en Europa, cactus en Latinoamérica). El metal no se usó para cercado hasta que el alambre de acero estuvo disponible en el siglo XIX.

Tramos cortos de alambre se fabricaron al menos hace 5.000 años martillando metales dúctiles como oro. Hacia el año 1000, longitudes mayores se hacían estirando varillas de metal blando, como aleaciones de plomo y estaño, a través de filera de metal más duro, como hierro. En tiempos modernos, hasta mediados del XIX, la mayor parte del alambre era de hierro forjado. Hacia 1870, mejoras en siderurgia permitieron producir grandes cantidades de alambre de acero por primera vez.

El alambre de acero se usó primero para cercado durante la colonización del Oeste americano en zonas donde la madera escaseaba. Las primeras cercas de alambre consistían en hilos simples que se rompían fácilmente en frío o por ganado vagabundo. En 1860, el francés Leonce Eugene Grassin-Baledans patentó uso de hilos retorcidos de chapa con puntas salientes como "protector de cerca". Método similar patentado en EE. UU. en 1867 por Alphonso Dabb. Ese mismo año Lucien Smith y William Hunt recibieron patentes para hilo simple con púas. En 1868 Michael Kelly inventó primer alambre de espino de doble hilo, pero el primer alambre de espino comercialmente exitoso fue patentado por Joseph Farwell Glidden de DeKalb, Illinois, en 1874. Patentes similares se presentaron ese año por Jacob Haish y Leonard Ellwood, también de DeKalb. Tras veinte años de batallas legales, el Tribunal Supremo de EE. UU. falló a favor de Glidden, considerado a menudo "inventor" del alambre de espino.

El uso de alambre de espino aumentó enormemente en 1870 y 1880, con efectos secundarios desafortunados. En inviernos severos de 1885-1886 y 1886-1887 miles de cabezas de ganado murieron congeladas al no poder romper cercas de "deriva" destinadas a evitar que se alejaran demasiado al sur. Conflictos entre ganaderos que querían pastos abiertos y agricultores que querían tierras cultivables cercadas escalaron a corte de cercas, acaparamiento de tierras y violentas guerras de pastoreo. Finalmente el conflicto amainó al quedar claro que el alambre de espino se volvía necesario al aumentar humanos y ganado.

El alambre de espino se adaptó para uso militar durante la Guerra de los Bóeres y se usó en cantidades enormes en la Primera Guerra Mundial. Aunque a menudo se usa para seguridad, la agricultura aún representa 90 % de su uso. Muchos coleccionan alambre de espino antiguo, con ejemplares raros vendiéndose por cientos de dólares. Cientos de coleccionistas asisten al Festival Anual de Alambre de Espino en La Crosse, Kansas, sede del Museo del Alambre de Espino.

Materias Primas

El alambre de espino suele ser de acero, aleación de hierro y pequeña cantidad de carbono. Materias primas para fabricar acero: mineral de hierro, coque (sustancia rica en carbono producida calentando carbón a alta temperatura sin aire) y piedra caliza. Para prevenir oxidación, el alambre de acero suele recubrirse con zinc. A veces el acero se recubre con aluminio, y ocasionalmente el propio alambre de espino es de aluminio.

Proceso de Fabricación

Fabricación de Lingotes de Acero

• 1 Mineral de hierro, coque y piedra caliza se calientan en alto horno con aire caliente a presión. El coque produce calor (para fundir mineral) y monóxido de carbono (que reacciona con óxidos de hierro en mineral liberando hierro). La caliza reacciona con impurezas como azufre formando escoria, que se retira. Producto final del alto horno es arrabio, con al menos 90 % hierro, 3-5 % carbono e impurezas varias.
• 2 Para convertir arrabio en acero, deben eliminarse impurezas y la mayor parte del carbono. (Hierro sin carbono es más débil que acero, pero con demasiado carbono es quebradizo). Existen varios métodos para purificar arrabio, el más común proceso de oxígeno básico (BOS). En este método, oxígeno se inyecta en arrabio fundido a alta presión. El carbono sale como monóxido de carbono, impurezas como escoria. El acero fundido restante se vierte en moldes y enfría en lingotes de miles de libras cada uno.

Fabricación de Palanquillas (Billets)

• 3 Una palanquilla es barra de acero con sección cuadrada, dimensiones usualmente <6 pulg (15 cm) x 6 pulg. (Si dimensiones son mayores, se llama bloom; si sección rectangular, slab). Un lingote se calienta hasta ~1200 °C (2192 °F), luego se laminado entre rodillos acanalados hasta tamaño adecuado. Tijeras gigantes cortan palanquilla a longitud deseada; luego se enfría. También posible formar palanquillas directamente de acero fundido vertiéndolo en molde de cobre refrigerado por agua, dándole forma, y rociando agua para solidificar.

Fabricación de Alambre

• 4 La palanquilla se recalienta y lamina hasta formar barra redonda de 0,2 pulg (5,6 mm) diámetro, llamada varilla de alambre. Esta se enrolla en bobina de hasta 3.969 lb (1.800 kg), enviada a fabricante de alambre.
• 5 La calamina, capa de óxido de hierro que se forma en acero al calentar, debe eliminarse de la varilla. Puede hacerse sumergiéndola en ácido diluido caliente (ácido sulfúrico a 82 °C [180 °F] o clorhídrico a 60 °C [140 °F]) y enjuagando, proceso llamado decapado. También puede eliminarse doblando varilla entre serie de ruedas para romperla, o granallando con partículas rápidas de arena, óxido de aluminio o granalla de hierro fundido.
• 6 La varilla limpia se recubre con cal, bórax o fosfato. Este recubrimiento previene oxidación, neutraliza restos de ácido y ayuda a lubricantes a adherir cuando se hace alambre.
• 7 Un extremo de la varilla recubierta se afila. Este extremo se inserta como hilo en ojo de aguja en filera con nib central de carburo de tungsteno rodeado por soporte de acero. La varilla se lubrica con aceite o jabón y se estira a través de la filera reduciendo diámetro. Este proceso es el estirado. Serie de fileras reducen varilla de su tamaño original al deseado. Para alambre de espino, diámetro típico 0,097 pulg (2,5 mm). Suelen necesitarse seis o siete fileras.
• 8 El estirado endurece y rigidiza el alambre. Para hacerlo dúctil, se recalienta, proceso llamado recocido. Puede recocerse en baño de sal fundida, plomo fundido, o horno con nitrógeno. Todos evitan calamina protegiendo acero del oxígeno.

Fabricación del Alambre de Espino

• 9 El alambre para espino suele galvanizarse (recubrir con zinc) para proteger de corrosión. Debe estar perfectamente limpio y seco. Primero se limpia en baño de ácido clorhídrico diluido caliente, luego enjuaga con agua caliente. Pasa por solución de cloruro de zinc o amonio caliente para prevenir óxido al secar. Tras secado, pasa por baño de zinc fundido. Exceso de zinc se limpia y alambre recubierto enfría. (A veces se recubre con aluminio similarmente). También puede recubrirse con zinc por electrolisis: alambre carga negativo y pasa por solución de sulfato de zinc; iones zinc positivos atraídos al alambre forman recubrimiento.
• 10 Una sola máquina automatizada realiza todos los pasos para transformar alambre galvanizado en alambre de espino. Dos hilos se alimentan y retuercen formando cable. Otro hilo se alimenta lateralmente y retuerce alrededor de uno o ambos hilos del cable. Este hilo se corta en ángulo en ambos lados formando púa de dos puntas. Dos hilos se retuercen y cortan juntos si se necesitan púas de cuatro puntas. El alambre de espino se tira distancia fija (usualmente 4 o 5 pulg [10 o 13 cm]) y proceso se repite para espaciar púas uniformemente. El alambre se enrolla en bobinas y corta en longitudes de 1.319 pies (402 m). Estas bobinas se cargan en camiones y envían al cliente.

Control de Calidad

Estándares para alambre de espino establecidos por American Society for Testing and Materials. Fabricantes usan pruebas descritas en estos estándares para asegurar a clientes que compran producto de calidad.

Una bobina de cada 50 se selecciona para prueba e inspección. Primero se miden dimensiones. Diámetro de hilos de cable y púas no debe variar >0,5 pulg (0,13 mm). Púas deben extender al menos 0,37 pulg (9,5 mm) desde centro del cable. Al menos 93,5 % de espacios entre púas deben estar dentro de 0,74 pulg (19 mm) de longitud deseada. (100 % precisión en espaciado imposible por pequeños movimientos durante manipulación). Muestra de 25 pies (7,6 m) debe contener al menos 69 púas si espaciadas 4 pulg (10 cm) y al menos 55 si 5 pulg (13 cm). Alambre en bobina debe medir al menos 1.319 pies (402 m).

Prueba de resistencia en muestra de 4 pies (1,2 m). Se tracciona con fuerza medida hasta rotura. Debe soportar al menos 4.230 newtons.

Para alambre galvanizado, otra muestra de 4 pies se prueba para recubrimiento de zinc. Se pesa, luego zinc se elimina con ácido clorhídrico. Pesando de nuevo y notando diferencia, se determina cantidad de zinc. Procedimiento similar para púas. Peso mínimo varía con diámetro de hilos. Para diámetro común (0,097 pulg / 2,5 mm), cada hilo y púa debe tener al menos 3,2 oz (90 g) zinc por metro cuadrado (11 pies²) para Clase 1 o 8,6 oz (245 g) para Clase 3. Grado Estándar tiene Clase 1 o 3 en hilos y Clase 1 en púas. Grado Cerco de Eslabones requiere Clase 3 en hilos y púas.

Futuro

Aunque cerca clásico de alambre de espino sigue usándose en granjas, lentamente es reemplazado por productos más avanzados como cercas de alambre tejido (similar a malla gallinera, con hilos horizontales y verticales cruzados) y cercas eléctricas. Para uso militar y seguridad, el alambre de espino puede volverse obsoleto con desarrollo reciente de cinta de espino, tira plana y fina de metal cortada para producir grupos de puntas afiladas. Quizás algún día el alambre de espino exista solo en museos y colecciones privadas.