La fundición de campanas es la fundición y afinación de grandes campanas de bronce para su uso en iglesias , torres de reloj y edificios públicos, ya sea para indicar el tiempo o un evento, o como carillón o campana musical . Las campanas grandes se fabrican fundiendo el metal de las campanas en moldes diseñados para los tonos musicales previstos. Luego se realiza un ajuste más fino utilizando un torno para raspar el metal de la campana para producir un tono de campana distintivo al sonar los armónicos musicales correctos .
La fundición de campanas en Asia oriental data de alrededor del año 2000 a. C. [1] y en Europa del siglo IV o V d. C. En Gran Bretaña, las excavaciones arqueológicas han revelado rastros de hornos , lo que demuestra que las campanas a menudo se fundían en el lugar, en fosas en una iglesia o en sus terrenos. Las fundiciones centralizadas se volvieron comunes cuando los ferrocarriles permitieron el fácil transporte de las campanas, lo que llevó al predominio de fundidores como Whitechapel Bell Foundry y John Taylor & Co de Loughborough.
En otras partes del mundo, todavía hay fundiciones en activo, algunas de ellas empleando métodos tradicionales y otras empleando las técnicas de fundición más modernas. Las fundiciones modernas producen campanas armoniosamente afinadas utilizando principios establecidos a fines del siglo XIX; algunas de ellas también son muy decorativas.
La fundición de campanas ha sido importante a lo largo de la historia de las civilizaciones antiguas. Las campanas orientales, conocidas por su enorme tamaño, fueron algunas de las primeras campanas, fabricadas muchos siglos antes de la Edad del Hierro europea . Las primeras campanas estaban hechas de cerámica, y más tarde se desarrolló la fundición de campanas de metal. [2] La evidencia arqueológica de la fundición de campanas aparece en la China neolítica.
Las primeras campanas de metal, una de las cuales se encontró en el yacimiento de Taosi y cuatro en el de Erlitou , datan de alrededor del año 2000 a. C. [1] En el siglo XIII a. C., se fundían en China campanas que pesaban más de 150 kilogramos (330 libras). Después del año 1000 d. C., el hierro se convirtió en el metal más utilizado para las campanas en lugar del bronce. La campana de hierro más antigua datada se fabricó en 1079 y se encontró en la provincia de Hubei . [3]
Las campanas portátiles llegaron a Gran Bretaña con la expansión del cristianismo celta , y la mayoría de las que aún quedan comparten una asociación con Escocia, Gales e Irlanda. [4] La fundición de campanas en Gran Bretaña se debió al monacato que proporcionó demanda y experiencia en el período medieval temprano . [4] [5] Beda menciona campanas grandes en Inglaterra ya en 670 d. C. y en el siglo VII u VIII el uso de campanas se había incorporado a los servicios de la iglesia. Casi 200 años después, en el siglo X, se encuentra el primer registro de un repique completo de campanas . [4] Las cronologías del abad Ingulf sugieren que Thurcytel , el primer abad de Crowland , presentó a la abadía una campana llamada Guthlac, después de lo cual su sucesor, Egelric el Viejo, fundió seis campanas adicionales (dos grandes, dos de tamaño mediano y dos pequeñas) para completar un repique de siete. [4] El mismo período vio a otros eclesiásticos involucrados en la fundación de campanas. San Dunstan , "el jefe de los monjes", era un experto trabajador de los metales y un conocido fundidor de campanas. Bajo su dirección se fundieron dos campanas en Abingdon, donde también se fundieron otras dos fundidas por San Ethelwold . [6] Los métodos de moldeado por fundición a la cera perdida fueron descritos por el monje benedictino del siglo XIII Walter de Odyngton de la abadía de Evesham. [4]
La fundición de campanas como actividad comercial se inició más tarde. Los artesanos independientes establecieron fundiciones permanentes en ciudades como Londres, Gloucester, Salisbury, Bury St Edmunds, Norwich y Colchester. [5] Aunque estas atrajeron el comercio de las zonas rurales circundantes, los fundidores medievales no se limitaron a la fabricación de campanas como su única fuente de sustento. En cambio, a menudo la combinaban con oficios relacionados, como la fabricación de objetos de metal, utensilios y armas. [7] Algunos fundidores eran itinerantes y viajaban de iglesia en iglesia para fundir campanas en el lugar. [ cita requerida ]
Estas primeras campanas tenían un sonido deficiente, debido tanto a la composición variable de su aleación como a la falta de conocimientos sobre cómo producir la forma correcta para un sonido armónico; pero con el tiempo la forma de la campana fue mejorando. Los ángulos de la corona y el arco de sonido se fueron aplanando gradualmente y la cintura se hizo más corta, ensanchándose más hacia la boca. Aunque los métodos de afinación aún eran inciertos y empíricos, se instalaron conjuntos de campanas en escalas diatónicas en importantes iglesias parroquiales y monasterios. [7]
Aunque la mayoría de los fundidores de campanas eran hombres, algunas mujeres también formaban parte del arte, como Johanna Hill , quien se hizo cargo del negocio de su marido y luego se lo dejó a su hija. [8] [9]
Las excavaciones arqueológicas de los cementerios de Gran Bretaña han revelado hornos , lo que sugiere que las campanas a menudo se fundían en el lugar en pozos excavados en los terrenos del edificio. [10] La Gran Campana de la Catedral de Lincoln se fundió en el patio de la Catedral en 1610, y la gran campana de Canterbury en el patio de la Catedral en 1762. [10] Cuando se completó la fundición, se construyó una torre sobre el pozo de fundición y la campana se elevó directamente a la torre. [11] En algunos casos, como en Kirkby Malzeard y Haddenham, las campanas se fundieron en la iglesia. [10]
François Hemony (c. 1609–1667) y su hermano Pieter, Pierre o Peter Hemony (1619–1680) fueron los mayores fundidores de campanas de carillón en la historia de los Países Bajos . Desarrollaron el carillón, en colaboración con Jacob van Eyck, hasta convertirlo en un instrumento musical completo al fundir el primer carillón afinado en 1644. Los hermanos Hemony son considerados los primeros fundidores de campanas occidentales modernos que utilizaron un enfoque científico para fundir la forma óptima y afinar las campanas según principios armónicos.
Las campanas que producen un sonido funcional se fabrican generalmente fundiendo metal para campanas, una aleación de bronce . A lo largo de la historia se ha experimentado mucho con la composición; las campanas de Enrique II tenían casi el doble de cobre que de estaño , mientras que las campanas de bronce asirias mucho más antiguas tenían diez veces más cobre que estaño. [12] Sin embargo, la mejor composición reconocida para el metal para campanas es una proporción de aproximadamente 80 por ciento de cobre y 20 por ciento de estaño. [13] El metal para campanas de estas proporciones se ha utilizado durante más de 3000 años y es conocido por su resonancia y "sonido atractivo". [14] El estaño y el cobre son metales relativamente blandos que se deforman al golpearlos. Al alearlos, se crea un metal más duro y rígido, pero también uno con más elasticidad que el uso de uno solo. [14] Esto permite una mejor resonancia y hace que la campana "vibre como un resorte cuando se golpea", una cualidad necesaria ya que el badajo puede golpear a velocidades de hasta 600 millas por hora [ dudoso - discutir ] .
Las fuerzas que mantienen unidos el estaño y el cobre provocan vibraciones en lugar de grietas cuando se golpea la campana, lo que crea un tono resonante. [14] Esta combinación de metales también da como resultado un material resistente y duradero que es resistente a la oxidación y está sujeto solo a una erosión superficial inicial . El cardenillo forma una pátina protectora en la superficie de la campana que la recubre contra una mayor oxidación. [11] El bronce más duro y resistente contiene grandes cantidades de estaño y poco plomo, aunque una aleación con más del 25 por ciento de estaño tendrá un punto de fusión bajo y se volverá quebradiza y susceptible a agrietarse. [11] [15]
Este bajo punto de fusión resultó ser la némesis del tercer intento de Rusia de fundir la Campana del Zar, entre 1733 y 1735. [11] La campana nunca sonó, y una enorme losa se agrietó (11,5 toneladas) durante un incendio en el Kremlin en 1737 antes de que pudiera ser sacada de su foso de fundición. La madera ardiendo cayó en el foso de fundición, y la decisión era si dejarla arder y correr el riesgo de derretir la campana o verter agua sobre ella y correr el riesgo de que se agrietara por enfriarse demasiado rápido. Se eligió este último riesgo y, como se temía, debido al enfriamiento desigual, la campana se dañó. [16] La campana actual a veces se conoce como Kolokol III (Campana III), porque es la tercera fundición; los restos de la antigua campana se fundieron y el metal se reutilizó para fundir la nueva campana. Esta práctica era bastante común, ya que los materiales metálicos eran muy costosos. [15] [17] El metal de las campanas se consideraba tan valioso que las primeras monedas de bronce para Inglaterra se fabricaron en Francia a partir de viejas campanas fundidas. [18]
Otros materiales que se utilizan ocasionalmente para la fundición de campanas son el latón o el hierro . Durante el intenso período de construcción de iglesias de mediados del siglo XIX en Inglaterra, se probó el acero por su economía frente al bronce, pero se descubrió que no era duradero y la fabricación cesó en la década de 1870. [19] También se han hecho de vidrio, pero aunque las campanas de este tipo producían un sonido exitoso, este material, al ser muy frágil, no pudo soportar el uso continuo del badajo. [18]
Según la tradición popular, el metal de las campanas contenía oro y plata como componentes de la aleación, ya que se cuenta que las personas ricas y devotas arrojaban monedas al horno cuando se fundían las campanas en el cementerio. Se creía que esta práctica mejoraba el tono de la campana. Sin embargo, esto es probablemente erróneo, ya que no existen análisis auténticos del metal de las campanas, antiguo o moderno, que demuestren que alguna vez se haya utilizado oro o plata como componente de la aleación. Si se usara en gran medida, la adición dañaría el tono en lugar de mejorarlo. [18] [20] Es probable que las pequeñas cantidades de otros metales que se encuentran en el metal de las campanas antiguas sean impurezas de los metales utilizados para formar la aleación. [18]
Las campanas decorativas pueden estar hechas de materiales como cuerno, madera y arcilla. [15]
El principio de fundición de las campanas se ha mantenido básicamente igual desde el siglo XII. Las campanas se funden boca abajo, en un molde de dos partes que consta del núcleo y un manto o capa superior colocado sobre él. Se producen con perfiles precisos de modo que exista un espacio de aire entre ellas que se llena con el metal fundido. [21] [15]
En primer lugar, se calcula el perfil de la campana según especificaciones exactas para garantizar que se pueda afinar correctamente. Se utilizan dos plantillas de madera llamadas "tablas de afinación" para dar forma a la arcilla de moldeo. Una coincide con las dimensiones de la campana exterior (llamada caja o capuchón); la otra coincide con las de la campana interior (llamada núcleo). [15] Generalmente, estas tablas son perfiles estándar que se han desarrollado, empíricamente y mediante cálculos, para cada tamaño de campana.
Se construye un modelo exacto de la cara interior de la campana sobre una placa base utilizando materiales porosos como coque , piedra o ladrillo . Luego se cubre primero con arena o marga (a veces mezclada con paja y estiércol de caballo) y arcilla para formar un perfil liso. A esto se le da un perfil por medio de la tabla de madera interior. También se conoce como la "campana falsa" y luego se seca con calor suave en un horno. Luego, la campana falsa se cubre con cera fundida y figuras e inscripciones , también hechas de cera, aplicadas en la parte superior a mano. La campana falsa se pinta con tres capas de arcilla ignífuga y luego se encierra con una cubierta de acero . El espacio vacío entre la campana falsa y el manto se rellena con cemento y se deja endurecer antes de levantar el manto. La campana falsa se desprende del núcleo interior para dejar la cera y el cemento. Cualquier resto restante de la campana falsa se elimina con un soplete. Luego se coloca el molde sobre un fuego de coque para derretir la cera restante y evaporar el agua que se haya acumulado. [15]
En lugar de utilizar un manto de acero y cemento, los moldes interior y exterior también pueden estar hechos completamente de marga. En ese caso, los moldes suelen construirse al revés: primero el molde interior sobre un núcleo de coque, piedra o ladrillo, luego la campana falsa, incluyendo decoraciones de cera como las anteriores, y finalmente el molde exterior con un anillo de hierro añadido y refuerzos de fibra (por ejemplo, cáñamo). En esta etapa, se inserta la grapa de acero , de la que colgará el badajo. Se utilizan agentes separadores para evitar que la campana falsa se adhiera demasiado a ambos moldes. Finalmente, después de levantar el molde exterior, se puede destruir la campana falsa y bajar el molde exterior de nuevo sobre el molde interior, listo para el moldeo. [22] [23] [15]
El molde exterior de la campana en la cubierta o manto se baja sobre el molde interior y se sujetan entre sí, dejando un espacio entre ellos, que el metal fundido llenará. El molde completo a veces se encuentra en un pozo de colada que lo estabiliza y permite un enfriamiento más lento, o sobre el suelo al aire libre, según las tradiciones de la fundición. [24]
Las materias primas, cobre y estaño, se funden en un horno hasta que se vuelven líquidas a una temperatura de aproximadamente 1100 °C (2010 °F). A menudo se añaden restos de bronce de campanas antiguas, especialmente si la campana que se está fundiendo es para reemplazar una campana existente, que en realidad se está reciclando.
El metal líquido se desnata para eliminar las impurezas y luego se vierte en el molde, utilizando una cuchara basculante suspendida de una grúa o un sistema de canales de ladrillo construidos en el pozo de fundición, que permite que el metal fluya directamente desde el horno a los moldes individuales. [22] A medida que el metal entra en el molde, los agujeros en la parte superior del manto garantizan que los gases puedan escapar, de lo contrario, habría un riesgo de que la campana fuera porosa y susceptible a agrietarse. [15] La porosidad también puede desarrollarse si el molde está húmedo o no está a la temperatura adecuada, o el metal cuando se vierte no está lo suficientemente caliente. La fundición se deja enfriar durante varios días y las campanas grandes pueden tardar más de una semana en enfriarse. Las campanas pequeñas, las que pesan menos de 500 libras (230 kg), se pueden sacar de los moldes al día siguiente. [25]
Una vez que la campana y el equipo se han enfriado, el molde que contiene la campana recién fundida se levanta del foso mediante los muñones salientes de la caja de la campana. Se suelta la placa del núcleo y se rompe el núcleo. A continuación, se extrae con cuidado la campana de la caja. En esta etapa, se cepilla cualquier resto de barro adherido a la campana y se recorta el exceso de metal que se puede haber formado debajo del borde de la campana (debido a la contracción del molde en presencia de metal caliente). Esto completa el proceso de fundición. [26]
Las campanas se funden con perfiles definidos que se perfeccionaron a principios del siglo XX para garantizar que se puedan afinar armónicamente mediante la eliminación de pequeñas cantidades de metal para ajustar sus armónicos. Para un carillón o un anillo inglés de campanas de círculo completo, la nota de impacto de cada campana debe estar en concordancia con la escala diatónica de las demás, y para lograrlo, los armónicos de cada campana deben estar afinados para armonizar con su nota de impacto. Como la nota de impacto de una campana se ve ligeramente afectada por sus armónicos, este puede ser un proceso iterativo. Se realiza una evaluación inicial para llegar a un tono promedio para la escala, ya que esto depende de las tolerancias de fundición. Debido a este compromiso, las campanas grandes no siempre están afinadas a un tono de concierto .
A lo largo de los siglos se han dedicado muchos experimentos y pruebas para determinar la forma exacta que daría como resultado el mejor sonido. En los primeros tiempos de la fundición de campanas, las campanas se perfilaban utilizando métodos empíricos y el interior de la campana o el borde del labio se raspaba para ajustar la afinación después de ser fundida. [27] Con la invención de la maquinaria moderna para trabajar el metal, esto se hizo con mayor precisión utilizando un torno de afinación vertical, que podía quitar metal en cualquier posición hasta la cintura de la campana, lo que permitía afinar diferentes armónicos y la introducción confiable de la afinación armónica en el proceso de fabricación.
Durante el proceso de afinación, el metal sólo se puede quitar, no se puede añadir. Por lo tanto, se funde una campana con un perfil ligeramente más grueso que el necesario para la afinación armónica. Para afinar la campana, se coloca en un torno de afinación vertical y se retira el metal con una herramienta de corte mientras gira. El afinador de campanas debe ser muy hábil y antes utilizaba diapasones para establecer la afinación; ahora esto se hace electrónicamente, pero aún requiere una gran habilidad manual en el uso de la herramienta de corte. Sólo por este medio se pueden afinar las campanas armónicamente.
Los armónicos más fuertes de la campana están afinados para estar en intervalos de octava por debajo de la nota nominal, pero otras notas también necesitan ser llevadas a su relación adecuada. [28] En general, cuanto más pequeña sea la campana, más alto será el tono , y la frecuencia de la nota de una campana varía con el cuadrado de su grosor e inversamente con su diámetro. [18] El grosor de una campana de iglesia en su parte más gruesa (el "arco sonoro") suele ser un decimotercero de su diámetro. [11]
Si la campana se monta fundida, sin afinarla, se denomina "campana de doncella". Las campanas rusas se tratan de esta manera y se funden para obtener un sonido determinado. [11]
El material preferido para el badajo de la campana era el hierro forjado , pero como ya no se consigue, ahora se utilizan badajos de madera o de hierro fundido. [29] [30] El badajo o lengüeta se fabrica mediante un proceso similar al de la campana. Se presta especial atención a fundir el badajo con el peso adecuado, ya que un badajo demasiado ligero no hará que se escuchen los verdaderos tonos de la campana y un badajo pesado podría hacer que la campana se agriete. [15] Se perforan agujeros en la parte superior de la campana y el badajo se fija al interior de la campana mediante un eslabón de metal o una correa de cuero. Finalmente, la campana se instala en la torre. [11]
China parece haber producido las primeras campanas del mundo... las primeras campanas de metal pueden haber sido derivadas de prototipos de cerámica, que parecen remontarse a la última etapa de la cultura Yang-Shao (principios del tercer milenio a. C.)
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