Sierra (herramienta) para niños
La sierra es una herramienta que se usa para cortar madera y otros materiales. Tiene una hoja con el filo dentado. Puede usarse a mano o con la ayuda de energía, como la de vapor, agua o electricidad. Se usan diferentes tipos de hojas de sierra según el material que se quiera cortar.
Según la mitología griega, la sierra fue inventada por Perdix, el sobrino de Dédalo.
Contenido
Historia de las sierras
Al principio, las sierras se hacían con materiales que tenían bordes dentados, como el sílex (una piedra dura), la obsidiana (vidrio volcánico), conchas marinas y dientes de tiburón.
En el antiguo Egipto, ya se usaban sierras de cobre sin marco desde hace mucho tiempo, alrededor del 3100 al 2686 antes de Cristo. Se encontraron muchas sierras de cobre en una tumba que datan del reinado de Djer en el siglo XXXI a.C. Las sierras se usaban para cortar diversos materiales. Se han encontrado modelos de sierras en muchos lugares a lo largo de la historia egipcia. Las ilustraciones en las paredes de las tumbas, que muestran a carpinteros trabajando, son muy útiles para entender cómo eran y cómo se usaban.
Al principio, las sierras egipcias tenían dientes de cobre endurecido que cortaban tanto al empujar como al tirar. Con el tiempo, los dientes se diseñaron para cortar solo al tirar y se colocaron de forma que sobresalieran solo por un lado. Más tarde, las sierras también se hicieron de bronce y luego de hierro.
En la Edad de Hierro, se crearon las sierras de bastidor, que mantenían las hojas delgadas estiradas. El aserradero más antiguo que se conoce es la serrería romana de Hierápolis, del siglo III d.C., que se usaba para cortar piedra.
Según una leyenda china, la sierra fue inventada por Lu Ban. En la mitología griega, como cuenta Ovidio, Talos, el sobrino de Dédalo, inventó la sierra. Sin embargo, los hallazgos arqueológicos muestran que las sierras existen desde la prehistoria y probablemente evolucionaron de herramientas de hueso o piedra en el Neolítico. Las herramientas básicas como el hacha, la azuela, el cincel y la sierra ya estaban bien definidas hace más de 4.000 años.
Cómo se fabricaban las sierras a mano
Cuando las personas aprendieron a usar el hierro, este se convirtió en el material preferido para las hojas de sierra. Algunas culturas aprendieron a endurecer la superficie del hierro, lo que hacía que la hoja durara más y se mantuviera afilada.
El acero, que se hace de hierro con un poco de carbono y se endurece enfriando el metal caliente en agua, ya se usaba en el año 1200 a.C. A finales del siglo XVII, la fabricación de sierras en Europa se concentraba en Alemania (en la región de Bergisches Land), en Londres y en las Midlands de Inglaterra. La mayoría de las hojas se hacían de acero. A mediados del siglo XVIII, se empezó a fabricar en Sheffield, Inglaterra, un tipo de acero de mejor calidad llamado "acero fundido en crisol". Este acero se hizo muy popular por ser duro, flexible, elástico y por poder pulirse muy bien.
Una pequeña industria de sierras siguió existiendo en Londres y Birmingham, pero en la década de 1820, la industria crecía rápidamente y se concentraba cada vez más en Sheffield. Esta ciudad siguió siendo el centro de producción más grande, con más del 50% de los fabricantes de sierras del país. La industria de Estados Unidos empezó a superarla en las últimas décadas del siglo, gracias a una mejor maquinaria, una mejor forma de vender los productos, un gran mercado dentro del país y altos impuestos a los productos importados. También había industrias muy productivas en Alemania y Francia.
Las primeras sierras europeas se hacían a partir de una lámina de hierro o acero que se calentaba y se aplanaba golpeándola con martillos sobre un yunque. Después de enfriarse, los dientes se perforaban uno por uno con una herramienta especial, cuyo tamaño cambiaba según el tamaño de la sierra. Los dientes se afilaban con una lima triangular y se ajustaban con un martillo. A mediados del siglo XVIII, ya era común laminar el metal. La energía para los rodillos venía primero del agua y, a principios del siglo XIX, cada vez más de máquinas de vapor. La industria fue usando máquinas para todos los procesos, incluyendo el importante afilado de la hoja de sierra para que fuera más delgada en la parte de abajo, lo que ayudaba a que la sierra pasara por el corte sin atascarse.
El uso del acero hizo necesario endurecer y templar la hoja de sierra, pulirla, forjarla a mano y asegurarse de que fuera elástica y resistente a doblarse. Hoy en día, la mayoría de las sierras de mano se fabrican completamente con máquinas. La hoja de acero se entrega lista para ser laminada hasta su grosor y estirada antes de ser cortada con láser. Los dientes se forman y afilan con máquinas y se endurecen con fuego para que no necesiten afilarse una vez que pierden el filo. Los pocos fabricantes especializados que hacen diseños del siglo XIX todavía hacen mucho trabajo a mano en las sierras de buena calidad.
Sierra de foso
Una sierra de foso era una sierra muy grande que se usaba para cortar verticalmente y era manejada por dos hombres. En algunas partes de la América del Norte colonial, era una herramienta principal en los astilleros y otras industrias donde no había aserraderos que funcionaran con agua. Se llamaba así porque se usaba sobre un foso, ya sea a nivel del suelo o sobre caballetes, por donde pasaban los troncos que se iban a cortar en tablas.
La sierra de foso era "una fuerte plancha de corte de acero, muy ancha, con dientes grandes, muy pulida y bien forjada, de unos dos o tres metros de largo" con un mango en cada extremo o con una sierra de armazón. Se necesitaban de 2 a 4 personas para usarla. Un "hombre del foso" se colocaba en el foso, y un "hombre de arriba" se colocaba fuera del foso. Trabajaban juntos para hacer los cortes, guiar la sierra y levantarla. Los trabajadores de las sierras de foso estaban entre los mejor pagados en la Norteamérica colonial temprana.
Tipos de dientes en las sierras
Para cortar madera, existen tres tipos principales de dientes:
- El dentado americano: Tiene tres dientes rectos alternados con uno que termina en una curva cóncava. Este diseño ayuda a sacar mejor el serrín que se produce al cortar.
- El dentado universal: Tiene dientes que terminan en punta, con un ángulo positivo o negativo. Estos dientes están doblados de forma alterna y en diferentes números. Lo más común es que estén doblados uno a uno (un diente a la izquierda y otro a la derecha, y así sucesivamente), aunque también hay diseños con dos o tres dientes doblados juntos.
- Otro tipo de diente es el japonés: Este no tiene los dientes doblados como los anteriores. En cambio, tiene un afilado interno del diente, las caras exteriores de la hoja de sierra están vaciadas y los dientes son progresivos (más pequeños al principio). Esto hace que sea más fácil de usar. La sierra manual no usa electricidad.
Corte de metales
Al principio, para cortar metales se usaba el lomo dentado de una lima. Con el tiempo, esto evolucionó hasta la forma actual de las sierras para metal. Primero se hicieron de acero templado/acero al carbono templado, lo que hacía que la hoja fuera muy frágil. Luego se empezó a templar la hoja solo en algunas partes, primero el lomo y los dientes, lo que le daba algo de flexibilidad a la lima, pero no resolvía el problema de que se rompiera.
A medida que los materiales a cortar mejoraron con la tecnología, también lo hicieron las hojas de sierra. Pasaron de hacerse de acero al carbono a fabricarse con acero rápido o de alta velocidad, conocido como HSS por sus siglas en inglés.
Cómo funciona una sierra
La sierra, ya sea una hoja lineal o un disco redondo, tiene dientes en forma de cincel en su borde y se mueve con una fuerza. Los dientes de la sierra entran en el material y, al quitar pequeñas virutas (serrín), crean una ranura estrecha y una línea de corte. La mayoría de las sierras tienen dientes con bordes de corte bien definidos. Un tipo especial son las sierras de hilo (por ejemplo, para cortar piedra o en actividades al aire libre), que funcionan como herramientas de afilado.
Según la fuerza que se use, se distinguen las sierras manuales y las sierras mecánicas (o máquinas de aserrar). Las sierras circulares, de cadena y de cinta, por ejemplo, se mueven de forma continua. En cambio, las sierras de banda, las sierras de calar y las sierras manuales, como la de cola de zorro, se mueven de forma discontinua. Las sierras pueden cortar al empujar (muchas sierras manuales europeas), al tirar (la mayoría de las sierras mecánicas, sierras japonesas) o en ambos sentidos (sierras forestales robustas, sierras finas y de metal).
Para evitar que la hoja de sierra se atasque en el material, el corte debe ser más ancho que la hoja de sierra (esto se llama corte libre). Esto se logra con hojas de sierra onduladas, alteradas, ajustadas o engrosadas. En una hoja de sierra ondulada, los dientes no están en línea recta, sino que tienen curvas suaves. Los dientes ajustados son más anchos en la punta. En una hoja de sierra ajustada, los dientes se curvan alternativamente a la derecha y a la izquierda. Los dientes gruesos tienen bordes de corte añadidos que son más anchos que la hoja de sierra.
Además, el serrín o los residuos también se eliminan en el corte libre. Cuanto más grueso sea el serrín y mayor sea la capacidad de corte, mayor será el ajuste, aunque esto puede afectar la precisión del corte. Sin embargo, el ajuste no debe ser demasiado grande, porque si no, las virutas gruesas pueden quedar atrapadas entre la hoja y el borde de corte. Una alternativa son los dientes de brochado, que se colocan entre los dientes de corte principales y solo sirven para quitar las virutas.
Si los dientes de la sierra están gastados, hay que volver a limarlos, un trabajo que requiere tiempo y habilidad. Para asegurar que el espacio y la forma del diente se mantengan correctamente, se crearon las sierras "con orificio trasero" o "perforadas". Comparadas con las sierras de hoja completa, estas sierras tienen la ventaja de que el afilado es mucho más rápido. También tienen menos fricción, por lo tanto, menos movimiento y menos calentamiento de la hoja de sierra. Hay juegos de limas especiales para motosierras. Las sierras pre-endurecidas (como las japonesas con su compleja forma de corte) no se afilan en la práctica, sino que se reemplazan (por eso muchas sierras japonesas modernas tienen un soporte para cuchillas reemplazables).
Cómo ha evolucionado el corte
La forma de cortar también ha cambiado. Las primeras sierras se movían de forma alternativa o de vaivén, y al principio eran impulsadas por molinos de agua. Más tarde, se usaron máquinas de vapor y, finalmente, electricidad para moverlas.
Sierra de cinta
Después de esos tipos de hojas, surgió la sierra de cinta o sierra sin fin. Al principio, se usaba para cortar madera, al igual que las anteriores, y luego se empezó a usar para cortar metales, reemplazando casi por completo a la sierra de movimiento alternativo.
La sierra de cinta tiene una hoja de metal dentada muy flexible que se corta y se suelda según el tamaño de las ruedas de la máquina herramienta donde se va a usar. El corte se produce por un deslizamiento continuo sobre la pieza que se va a cortar.
El desarrollo de las hojas de sierra de mano continuó en cuanto a los materiales, pero hoy en día las sierras de cinta las han superado ampliamente. En el mercado se encuentran hojas con dientes hechos de carburo de tungsteno, que pueden cortar aleaciones extremadamente resistentes, como las superaleaciones usadas en la aviación.
Tipos de sierras comunes
Las sierras se pueden clasificar por su fuente de energía: hay sierras eléctricas, hidráulicas y neumáticas. También se pueden clasificar según la cuchilla que usen para el material que cortarán, como madera, concreto, metal y otros. Por su tipo de cuchilla, existen:
- Sierra reciprocante.
- Sierra de banda o motosierra, usada normalmente para cortar árboles.
- Sierra de vaivén o sierra caladora, usada para cortar curvas.
- Sierra circular, una máquina con hoja circular.
- Sierra de cadena.
- Sierra articulada.
- Sierra sin fin.
- Sierra angular.
- Sierra de brazo radial.
- Sierra bracera, sierra con lápiz.
- Sierra de banco.
- Sierra de sable.
Materiales usados para las sierras
Se usan varios materiales en las sierras, cada uno con sus propias características.
Latón
- Se usa solo para reforzar la tira doblada en la parte trasera de las sierras de costilla y para hacer los tornillos que antes sujetaban la hoja al mango.
Hierro
- Se usaba para hojas y tiras de refuerzo en sierras de costilla más baratas hasta que fue reemplazado por el acero.
Zinc
- Se usa solo para sierras hechas para cortar bloques de sal, como las que se usaban antes en las cocinas.
Cobre
- Se usaba como alternativa al zinc para sierras que cortaban sal.
Acero
- Se usa en casi todos los tipos de sierras que existen. Como el acero es económico, fácil de moldear y muy resistente, tiene las propiedades adecuadas para la mayoría de las sierras.
Diamante
- Se fija a la base de la hoja de sierra para formar hojas de sierra de diamante. Como el diamante es un material súper duro, las hojas de sierra de diamante se pueden usar para cortar materiales muy duros, frágiles o abrasivos, como piedra, hormigón, asfalto, ladrillos, cerámica, vidrio, semiconductores y piedras preciosas. Se usan muchos métodos para fijar los diamantes en la base de las hojas y hay varios tipos de hojas de sierra de diamante para diferentes propósitos.
Acero de alta velocidad (HSS)
- Toda la hoja de sierra está hecha de acero de alta velocidad (HSS). Las hojas de sierra HSS se usan principalmente para cortar acero, cobre, aluminio y otros metales. Si se van a cortar aceros muy resistentes (por ejemplo, acero inoxidable), se deben usar hojas de cobalto HSS (por ejemplo, M35, M42).
Carburo de tungsteno
- Normalmente, hay dos formas de usar carburo de tungsteno para fabricar hojas de sierra:
Hojas de sierra con puntas de carburo
- Los dientes de la hoja de sierra tienen pequeños trozos de carburo de tungsteno afilado soldados en sus puntas. Este tipo de hoja también se llama hoja de sierra TCT (con punta de carburo de tungsteno). Las hojas de sierra con punta de carburo se usan mucho para cortar madera, madera contrachapada, tableros laminados, plástico, vidrio, aluminio y algunos otros metales.
Hojas de sierra de metal duro integral
- Toda la hoja de sierra está hecha de carburo de tungsteno. Comparadas con las hojas de sierra HSS, las hojas de sierra de carburo sólido son más duras a altas temperaturas y duran más, pero son menos resistentes a los golpes.
Galería de imágenes
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Sierra circular de obra.
-
Moderna sierra circular.
Véase también
En inglés: Saw Facts for Kids
- Sierra manual
- Serrucho
- Serrucho de costilla
- Sierra japonesa
