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Clavo de árbol

Clavos de roble que se utilizarán para unir una estructura de madera. El que se encuentra en la parte delantera se ha utilizado y extraído, mostrando cómo las fuerzas han deformado permanentemente la madera.

Un clavo de árbol , también trenail, trennel o trunnel, es una clavija, pasador o clavija de madera que se usa para unir piezas de madera, especialmente en marcos de madera , puentes cubiertos , construcción naval de madera y construcción de barcos . [1] Se introduce en un orificio perforado a través de dos (o más) piezas de madera estructural ( mortaja y espiga ).

Historia y uso general

Clavos de madera utilizados en la estructura de madera de la antigua tonelería y bodega del monasterio de 1478 en la abadía de Blaubeuren

El uso de madera como espiga se remonta a más de 7000 años, ya que los arqueólogos han encontrado rastros de clavos de madera en la excavación de los primeros yacimientos germánicos. [2] Los clavos de madera son extremadamente económicos y están fácilmente disponibles, lo que los convierte en un material de construcción temprano común. [3] La acacia negra es una madera favorita para hacer espigas en la construcción naval en América del Norte [4] [5] y el roble inglés en Europa [6] [7] debido a su resistencia y resistencia a la putrefacción, mientras que el roble rojo es típico en los edificios.

Tradicionalmente, los clavos y las clavijas se hacían partiendo pernos de madera con una pala y dándoles forma con una cuchilla sobre un caballete . También se pueden hacer con un formador de púas, un tubo hueco de metal con una brida ensanchada en un extremo y un borde afilado en el otro, generalmente montado por la brida sobre un banco bajo llamado taburete de conducción. Cada perno de madera de forma tosca se coloca sobre el extremo afilado del tubo y se golpea con un mazo de madera , pero no con tanta fuerza como para que el mazo golpee el borde afilado del tubo; el siguiente tocho empuja al anterior hasta el final y cae a través de un agujero en el banco a un balde.

Los clavos de árbol se cortan de una sola pieza de madera y funcionan bien debido a la veta natural. La veta del clavo de árbol corre perpendicular a la veta de las mortajas receptoras, lo que agrega resistencia estructural. Los clavos de árbol suelen tener un diámetro de 1,25 a 1,5 pulgadas (32 a 38 mm) y se tallan a mano con facetas ásperas. La mortaja se perfora 116 pulgadas (1,6 mm) más pequeña que el clavo de árbol para crear un ajuste apretado y aprovechar la fricción en la mortaja. En los casos en que el clavo de árbol mide 24 pulgadas (61 cm) o más, el clavo de árbol debe tener una forma 18 pulgadas (3,2 mm) más pequeña que la otra mitad. En el mismo caso, la mortaja se perfora en dos partes, con una barrena más pequeña para la parte más pequeña del clavo de árbol y una barrena típica para la parte estándar. Otros clavos de árbol son cónicos y el extremo grande es 18 pulgadas (3,2 mm) más largo que la mortaja. Después de clavar los clavos en la mortaja, se pueden recortar, partir y acuñar con un pequeño trozo de roble que aumenta la fuerza de fricción. [8] Como alternativa a la cuña, se puede colocar un tapón o un punzón en el centro del clavo que expande toda la circunferencia. Si bien este método evita las fugas al reducir los espacios, es más probable que los tapones y punzones se caigan en temperaturas frías. Lo ideal es que la punta del clavo se introduzca entre 4 y 5 cm por encima de la madera antes de recortarlo. [9]

A diferencia de los clavos de metal, los clavos de madera no se pueden quitar (sin un gran esfuerzo) ni reutilizar. A medida que la madera se encoge o se expande, las fibras crean una fricción que las encaja en la mortaja de forma ajustada. Si un clavo de madera se rompe o falla, pero la madera que está sujetando permanece intacta, el clavo de madera restante se puede cortar y reemplazar por un clavo de madera más grande que encaje perfectamente. Además, los clavos de madera tienen la capacidad de moverse con el tiempo y conservar la integridad estructural.

Usos en estructuras de edificación

Clavos de madera utilizados en el puente Brown en el condado de Rutland, Vermont

Las primeras cerchas de mortaja y espiga con luces de menos de 30 pies (9 m) usaban sujetadores de clavos de árbol. Cuando se usan en una cercha, las mortajas de conexión se perforan descentradas de modo que cuando se inserta el clavo de árbol crea una unión más ajustada. Debido a la gran cantidad de clavos de árbol necesarios en una cercha, los clavos de árbol se pueden tornear en un torno con una cabeza y un extremo cónico, a menudo mantenido extra largo para el ajuste más ajustado. El cordón inferior a menudo requiere 2 o 3 clavijas y es la parte más débil de la cercha. Por lo tanto, el clavo de árbol no puede evitar fallas en luces de más de 30 pies (9 m). En los casos en que puede ocurrir una contracción significativa, puede ser necesario usar correas en U de hierro o refuerzos. [10]

Usos en barcos

Fijación de tablones, clavos y pintura roja con plomo, Qui Nhơn , Vietnam
Construcción del Naga Pelangi : para colocar la primera tabla fue necesario alinear muchos clavos

En la construcción naval antigua se utilizaban clavos para unir las piezas del barco. Tenían la ventaja de no provocar la "enfermedad de los clavos", un término que se utiliza para referirse a la descomposición acelerada y concentrada alrededor de los elementos de fijación de metal. El aumento del contenido de agua hace que la madera se expanda, de modo que los clavos sujetaban las tablas con más fuerza a medida que absorbían agua. [11] Sin embargo, cuando el clavo era de una especie de madera diferente a la de las tablas, normalmente causaba podredumbre. Los clavos y los clavos de hierro eran los más comunes hasta la década de 1780, cuando los clavos de cobre sobre revestimiento de cobre se hicieron más populares. [3] Incluso en la década de 1870, los barcos mercantes utilizaban clavos y pernos de hierro, mientras que los barcos de mayor calidad utilizaban pernos y tacos de cobre y metal amarillo . En la década de 1870, los clavos se utilizaban normalmente en una proporción de cuatro clavos por perno, aunque a veces se utilizaban más pernos. En las corbetas posteriores, la proporción se cambió a dos clavos por perno. [12]

Usos en ferrocarriles

En la época victoriana temprana se utilizaban fijaciones de clavos de madera similares como alternativa a los clavos de metal para asegurar las "sillas" de soporte de los raíles del ferrocarril a las traviesas de madera . Los clavos de madera se utilizaban ampliamente en la construcción de ferrocarriles en el norte de Inglaterra. [13]

Referencias

  1. ^ Edwards, Jay Dearborn y Nicolas Verton. Un léxico criollo: arquitectura, paisaje y gente . Baton Rouge: Louisiana State University Press, 2004. Impreso. 237.
  2. ^ Radkau, Joachim (2012). Wood: una historia . Política. ISBN 978-0745646886.
  3. ^ ab Johnson, W. (1986-01-01). "Referencias históricas y actuales sobre el impacto en la madera". Revista internacional de ingeniería de impacto . 4 (3): 161–174. doi :10.1016/0734-743X(86)90003-5.
  4. ^ Specter, Peter (1996). Entablado y fijación . WoodenBoat Books. pág. 66. ISBN 9780937822418.
  5. ^ Spectre, Peter H. (1996). Tablado y fijación. WoodenBoat Books. ISBN 9780937822418.
  6. ^ Christy, Wyville (1904). Tratado práctico sobre las juntas fabricadas y utilizadas por los constructores en la construcción de diversos tipos de obras de ingeniería y arquitectura. C. Lockwood e hijo. pág. 99.
  7. ^ Christy, Wyville J. (1904). "Tratado práctico sobre las juntas que realizan y utilizan los constructores en la construcción de diversos tipos de obras de ingeniería y arquitectura".
  8. ^ Curtis, WH (1919). Los elementos de la construcción de barcos de madera. Nueva York, NY: McGraw Hill Book Company.
  9. ^ Adams, JR (2013). Arqueología marítima de los barcos: innovación y cambio social en la Europa de finales de la Edad Media y principios de la Edad Moderna . Oxbow Books. ISBN 978-1842172971.
  10. ^ Nelson, Lee H. (1996). "Conexiones de cerchas de madera antiguas frente a contracción de la madera: desde uniones de mortaja y espiga hasta conexiones atornilladas". Boletín APT . 27 (1/2): 11–23. doi :10.2307/1504495. JSTOR  1504495.
  11. ^ Kettunen, PO, Estructura y propiedades de la madera . Uetikon-Zuerich: Trans Tech Publications, 2006. 377. Impreso.
  12. ^ Thearle, Samuel James Pope (1876). Arquitectura naval: un tratado sobre el diseño y la construcción de barcos de madera, hierro y materiales compuestos. W. Collins, Sons & Company. pág. 232. arquitectura de madera treenails.
  13. ^ Revista del ingeniero civil y del arquitecto. Kent. 1841.