Clavo

Antecedentes

Un clavo consiste en una varilla o vástago de metal, puntiagudo en un extremo y generalmente con una cabeza formada en el otro, que se puede martillar en pedazos de madera u otros materiales para unirlos. Un clavo generalmente está hecho de acero, aunque puede estar hecho de aluminio, latón o muchos otros metales. La superficie puede revestirse o enchaparse para mejorar su resistencia a la corrosión, fuerza de agarre o apariencia decorativa. La cabeza, el vástago y la punta pueden tener varias formas según la función prevista de la uña. De los casi 300 tipos de clavos que se fabrican actualmente en los Estados Unidos, la mayoría se utiliza en la construcción de viviendas residenciales. La casa de madera promedio utiliza entre 20.000 y 30.000 clavos de varios tipos y tamaños.

Las uñas se dividen en tres categorías amplias según su longitud. En general, las uñas de menos de 1 pulgada (2,5 cm) de largo se denominan tachuelas o clavos. Las uñas de 1 a 4 pulgadas (2,5 a 10,2 cm) de largo se denominan clavos, mientras que las de más de 4 pulgadas (10,2 cm) a veces se denominan púas. Estas categorías están definidas de forma aproximada y existe un cruce considerable entre ellas.

La longitud de una uña se mide en una unidad llamada centavo. Este término proviene del uso de clavos en Inglaterra a finales de 1700 cuando se refería al precio de cien clavos de ese tamaño. Por ejemplo, un "clavo de diez centavos" habría costado diez centavos por cien. El símbolo de centavo es "d", como en 10d. Se cree que esta designación se remonta a la época del Imperio Romano, cuando una forma similar de medida para los clavos forjados a mano involucraba una moneda romana común conocida como denario. Hoy en día, el término centavo solo define la longitud de un clavo y no tiene nada que ver con el precio. La uña más corta es 2d, que mide 2,5 cm (1 pulgada) de largo. Un clavo 10d mide 7,6 cm (3 pulgadas) de largo y un clavo 16d mide 8,9 cm (3,5 pulgadas) de largo. Entre 2d y 10d, la longitud de la uña aumenta 0,25 pulgadas (0,64 cm) por cada designación de centavo. Más allá de 10d, no hay una progresión lógica en las longitudes y designaciones.

Es posible que las uñas se hayan utilizado en Mesopotamia ya en el 3500 a. C. y probablemente estaban hechos de cobre o bronce. Más tarde, planchar se utilizó para hacer clavos. Los primeros clavos se formaron o forjaron con martillos. Por lo general, se fabricaban uno a la vez y, en consecuencia, eran escasos y costosos. En el siglo XVI se desarrolló una máquina que producía tiras de hierro largas y aplanadas, llamadas varillas de clavos. Estas tiras podrían luego cortarse en largos, puntiagudas y encabezadas. Los clavos eran tan valiosos en los primeros asentamientos estadounidenses que en 1646 la legislatura de Virginia tuvo que aprobar una medida para evitar que los colonos incendiaran sus casas antiguas para recuperar los clavos cuando se mudaran. Ezekial Reed, de los Estados Unidos, en 1786 y Thomas Clifford, de Inglaterra, en 1790, patentaron dos de las primeras máquinas para fabricar clavos. Estas máquinas cortaron piezas cónicas de una plancha de hierro plano y luego aplanaron la cabeza. En las zonas rurales, los herreros continuaron haciendo clavos de hierro forjado hasta el siglo XX. La primera máquina para hacer clavos con alambre de metal se introdujo en los Estados Unidos alrededor de 1850, y esta técnica se usa ahora para hacer la mayoría de los clavos en la actualidad.

Diseño

La mayoría de los 300 tipos diferentes de clavos producidos en los Estados Unidos hoy en día no requieren ningún trabajo de diseño nuevo. Una vez que se ha diseñado una uña, se desarrollan los moldes de conformado y los procesos para su fabricación, y la uña se produce en cantidad.

La mayoría de las uñas tienen una cabeza ancha y circular. Los clavos de acabado tienen una cabeza estrecha y ahusada que les permite avellanarse debajo de la superficie del material y cubrirse para producir un acabado suave. Los clavos de tapicería tienen cabezas decorativas. Los clavos de dos cabezas se utilizan para sujetar los encofrados de madera utilizados en el vertido de hormigón. El clavo se introduce hasta la primera cabeza, dejando la segunda cabeza sobresaliente. La cabeza que sobresale permite quitar fácilmente los clavos y desmontar rápidamente los encofrados una vez endurecido el hormigón.

El vástago generalmente está diseñado para ser redondo y liso. Los vástagos con estrías, ranuras anulares, estrías en espiral o roscas helicoidales se utilizan cuando se requiere un agarre más fuerte y permanente. También se pueden agregar revestimientos termoplásticos al eje. Estos recubrimientos se calientan por fricción mientras se clava el clavo, luego se enfrían rápidamente y se fijan para bloquear el clavo en su lugar. El diámetro del vástago está determinado por el tipo de clavo. La mayoría de las uñas, llamadas uñas comunes, tienen un diámetro relativamente grande. Los clavos de caja, originalmente utilizados para hacer cajas de paredes delgadas, tienen un vástago de diámetro más pequeño que los clavos comunes. Los clavos de acabado tienen un vástago de diámetro muy pequeño para hacer el agujero más pequeño posible.

La punta de clavo más típica es un corte cónico de cuatro lados llamado punta de diamante. Otros clavos pueden tener una punta más roma para evitar que se partan ciertas maderas. Las puntas de cincel, las puntas de púas, las puntas de aguja y muchos otros se utilizan a veces en uñas especiales.

A medida que se dispone de nuevos materiales de construcción, los fabricantes de clavos trabajan para desarrollar clavos nuevos. Hay clavos especiales para techos de tejas, pisos de madera, tejas, canaletas de lluvia, tableros de pared, láminas de metal y concreto. Algunos clavos nuevos están diseñados para ser clavados con pistolas de clavos neumáticas en lugar de con un martillo. Incluso ha habido nuevos clavos diseñados para aplicaciones específicas en la industria aeroespacial.

Esta enorme máquina cortadora de uñas de mediados del siglo XIX utilizó una acción de cizalla para cortar los clavos de la barra planchar. (De las colecciones del Museo Henry Ford y Green-field Village.)

Los clavos son esenciales para la construcción de edificios con estructura de madera. Sin embargo, no siempre fue así. Hasta finales del siglo XVIII, los estadounidenses construían edificios de madera con pesados ​​marcos de madera. En los lugares donde estas vigas macizas tenían que mantenerse juntas, un extremo de un poste o viga se cortaba para formar una lengüeta ("espiga") y se encajaba en un agujero ("mortaja") cortado en la viga contigua. Se podría agregar resistencia adicional introduciendo clavijas de madera a través de los orificios de la barrena en las vigas unidas. La habilidad y el trabajo involucrados en tal construcción fueron considerables; los carpinteros tenían que ser personas altamente capacitadas y, como tales, tenían precios altos en la América colonial.

Hasta finales del siglo XVIII, los clavos eran importados de Inglaterra o fabricados por herreros locales. El herrero, o a menudo su aprendiz, tomó una barra de hierro de tal vez 5 pies de largo y 0.06-0.25 pulgadas de diámetro. Sosteniendo un extremo, calentó el otro, lo puso sobre el yunque y, usando la cara plana de su martillo, afiló los cuatro lados hasta aproximadamente una pulgada desde el extremo. Luego usó la punta, o el extremo afilado de su martillo, o un accesorio resistente en forma de cuña para su yunque, para hacer una muesca en la varilla. Metió el extremo afilado de la varilla en un agujero ahusado en su yunque y rompió el clavo corto. Luego aplastó el extremo del clavo con cuatro o cinco golpes rápidos del martillo y lo sacó del agujero del yunque con un golpe rápido hacia arriba en la punta.

Entre 1790 y 1830, se desarrollaron varios dispositivos mecánicos en Europa y Estados Unidos para acelerar la producción y reducir el costo de los clavos. Por lo tanto, no es del todo coincidencia que la casa con armazón de globos, que se basaba en dos por cuatro que se sujetaban con clavos, se inventó a principios de la década de 1830 en Chicago. El sistema de armazón de globos requería mucha menos habilidad y mano de obra en carpintería y hacía uso de clavos producidos en masa.

William S. Pretzer

Materias primas

La mayoría de los clavos están hechos de acero. Aluminio, cobre, latón, bronce, acero inoxidable, níquel plata, monel, zinc, y también se utilizan hierro. Los clavos galvanizados están recubiertos con zinc para darles mayor resistencia a la corrosión. Los clavos de acero azulado se someten a una llama para darles un acabado de óxido azulado que proporciona cierta resistencia a la corrosión. Los llamados clavos revestidos de cemento en realidad están revestidos con una resina plástica para mejorar su agarre. A algunos clavos se les aplica una capa de esmalte de color para que se mezcle con el color del material que están sujetando.

El
proceso de fabricación

La mayoría de los clavos están hechos de bobinas de alambre de metal. El alambre se alimenta a una máquina para fabricar clavos que puede producir hasta 700 clavos por minuto. A continuación, las uñas pueden retorcerse o formarse, limpiarse, terminarse y empaquetarse más.

Formando

• 1 El alambre se extrae de una bobina y se introduce en la máquina para fabricar clavos, donde se sujeta con un par de troqueles de agarre. La forma de la cabeza del clavo se ha mecanizado en el extremo de las matrices.
• 2 Mientras los troqueles sujetan el cable en su lugar, el extremo libre del cable es golpeado por un martillo mecánico. Esto deforma el extremo del alambre en la cavidad del troquel para formar la cabeza del clavo.
• 3 Con el alambre aún sujeto en los troqueles, un conjunto de cortadores con forma golpea el extremo opuesto del clavo, formando la punta y cortando el clavo para liberarlo del resto del alambre que sale de la bobina.
• 4 Las matrices se abren y un mecanismo de expulsión golpea el clavo en una bandeja de recolección debajo de la máquina. El extremo libre del cable se extrae de la bobina y se alimenta a la máquina. Luego, el ciclo comienza de nuevo.

Formado adicional

• 5 Los clavos con torsiones helicoidales, estrías u otras configuraciones de superficie se introducen en otras máquinas que enrollan, tuercen, estampan o cortan las formas requeridas. Este puede ser un proceso puramente mecánico o puede requerir calentar el material antes de formarlo.

Finalizando

• 6 Las uñas se limpian en un barril giratorio lleno de sosa cáustica caliente. Esta elimina el aceite de la máquina formadora y limpia los pequeños restos de metal o mordiscos que puedan estar adheridos las uñas.
• 7 A muchas uñas se les da un acabado brillante final antes de ser empaquetadas. Esto se logra colocando los clavos en un tambor giratorio de aserrín caliente para pulir ligeramente la superficie de los clavos. Otros clavos se pueden pasar a través de una llama abierta en un horno para darles un acabado azulado. Los clavos galvanizados se sumergen en un tanque de zinc fundido en un proceso llamado galvanizado en caliente. También se puede aplicar un revestimiento de zinc calentando los clavos a aproximadamente 570 ° F (300 ° C) en un recipiente cerrado lleno de un polvo compuesto de polvo de zinc y óxido de zinc. Otras uñas recubiertas se sumergen o se rocían para obtener su acabado final.
• 8 Dependiendo de las tolerancias deseadas, algunos clavos especiales también pueden requerir un paso adicional de tratamiento térmico.

Embalaje

• 9 Los elevadores magnéticos transportan los clavos terminados a las básculas que los colocan en cajas de cartón abiertas. A medida que se dejan caer, un campo magnético los alinea para que se apilen en filas ordenadas. Una vez empaquetados, los clavos se desmagnetizan. Los clavos se venden generalmente en cajas de 1, 5, 10, 25 y 50 libras. Los clavos más pequeños, como los clavos, se venden en cajas de 2 o 4 onzas y se empaquetan sin alinear magnéticamente.

Control de calidad

Las materias primas deben cumplir con ciertos estándares de composición química, límite elástico, dureza, resistencia a la corrosión y otras propiedades. Por lo general, están certificados por la empresa que suministra el cable y el fabricante de clavos puede comprobarlos de forma independiente.

Durante la fabricación, los clavos también deben cumplir con ciertas especificaciones en cuanto a dimensiones y propiedades. Estos se logran mediante un método conocido como control de proceso estadístico, que periódicamente muestrea las dimensiones y propiedades de los clavos que se están produciendo y evalúa cualquier cambio a través de técnicas de análisis estadístico.

El futuro

La demanda de clavos para productos básicos producidos en masa depende de las fluctuaciones en el mercado de la vivienda, que varía con la economía. La demanda de estos clavos también está sujeta a la competencia de fabricantes extranjeros, lo que reduce aún más las ganancias.

Por otro lado, se espera que la demanda de clavos especiales continúe creciendo y sea rentable. Los nuevos materiales de construcción, como los revestimientos y techos compuestos de fibra de madera y cemento, requieren nuevos clavos especiales. También se están desarrollando nuevos recubrimientos resistentes a la corrosión para uñas.

Un mercado único de uñas nuevas es el resultado del aumento en los esfuerzos de restauración y preservación de edificios en todo el país. Una fábrica de clavos en Massachusetts fabrica clavos cortados a la antigua. Calculan que el 20% de su trabajo consiste en producir una variedad de estos clavos para su uso en auténticos proyectos de restauración de edificios.