Un clavo de árbol , también trenail, trennel o trunnel, es una clavija, pasador o espiga de madera que se utiliza 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 ).
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 se cortan de una sola pieza de madera y funcionan bien debido a la veta natural. La veta del clavo corre perpendicular a la veta de las mortajas receptoras, lo que agrega resistencia estructural. Los clavos 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 1 ⁄ 16 pulgadas (1,6 mm) más pequeña que el clavo para crear un ajuste apretado y aprovechar la fricción en la mortaja. En los casos en que el clavo mide 24 pulgadas (61 cm) o más, el clavo debe tener una forma 1 ⁄ 8 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 y una barrena típica para la parte estándar. Otros clavos son cónicos y el extremo grande es 1 ⁄ 8 pulgadas (3,2 mm) más largo que la mortaja. Una vez que los clavos se introducen 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.
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]
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]
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]
arquitectura de madera treenails.