Estañado
proceso de cubrir con estaño una pieza hecha de otro metal
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El estañado es el proceso de recubrir finamente láminas de hierro forjado o de acero con estaño, y el producto resultante se conoce como hojalata. El término también se usa ampliamente para el proceso de recubrir un metal con una base de soldadura antes de soldarlo.[1]
Se utiliza con mayor frecuencia para prevenir la herrumbre, pero también se aplica comúnmente a los extremos de los cables utilizados como conductores eléctricos para prevenir su oxidación (lo que aumenta la resistencia eléctrica), y para evitar que se deshilachen o desenreden cuando se utilizan en diversos tipos de conectores, como los de torsión, las uniones por atadura o las clemas, en los que las hebras sueltas pueden causar cortocircuitos.
Si bien antes su uso era más común, el uso principal de la hojalata pasó a ser la fabricación de latas de conserva. Anteriormente, la hojalata se utilizaba para fabricar ollas, sartenes y otros utensilios de cocina baratos. Este tipo de hojalata hueca también se conocía como hojalatería, y sus fabricantes eran denominados hojalateros.[2]
Las láminas sin estañar empleadas en su fabricación se conocen como placas negras. Actualmente se fabrican con acero, ya sea Bessemer o de horno de hogar abierto. Antiguamente se utilizaba hierro forjado, disponible en dos grados: el hierro producido con coque y el producido usando carbón. Este último, al ser el mejor, recibía una capa más gruesa de estaño, lo que dio origen a los términos placas de coque y placas de carbón ("coke" y "charcoal" en inglés), con los que aún se designa la calidad de la hojalata, aunque el hierro ya no se utiliza. La hojalata se consumía en grandes cantidades para la fabricación de las latas en las que se envasaban las conservas de carne, pescado o fruta; así como galletas, cigarrillos y muchos otros productos. También se utilizaba en la producción de utensilios domésticos de diversos tipos fabricados por los hojalateros.[3]
Historia
La práctica de estañar objetos de hierro para protegerlos de la oxidación es antigua. Según Plinio el Viejo, el estañado fue inventado por la tribu gala de los bituriges (ubicada cerca de la actual Bourges), quienes hervían objetos de cobre en una solución de estaño para que parecieran hechos de plata.[4] El primer relato detallado del proceso aparece en Zósimo de Panópolis, Libro 6.62, parte de una obra sobre alquimia escrita en el Egipto romano alrededor del año 300 d. C. Aparte de la constancia de que se conocía el proceso de estañado en la Inglaterra del siglo XIV, no vuelve a documentarse en Europa hasta la descripción en "Das Kleine Probierbuch" (1556) de Lazarus Ercker.[5]
La fabricación de hojalata fue durante mucho tiempo un monopolio de Bohemia, pero alrededor del año 1620 la industria se extendió a Sajonia. [3] Al parecer, la hojalata se producía en la década de 1620 en una fábrica del conde de Southampton (o bajo su patrocinio), pero no está claro cuánto tiempo se prolongó.
Andrew Yarranton, un ingeniero inglés y agricultor, y Ambrose Crowley (un herrero de Stourbridge y padre del más famoso Sir Ambrose Crowley III) fueron comisionados para ir a Sajonia para descubrir los métodos empleados.[3] Visitaron Dresde en 1667 y descubrieron cómo se fabricaba. Para ello, fueron patrocinados por varios maestros del hierro locales y personas relacionadas con el proyecto de hacer navegable el río Stour en Worcestershire. En Sajonia, se forjaron las placas, pero cuando realizaron experimentos a su regreso a Inglaterra, intentaron laminar el hierro. Esto llevó a dos de los patrocinadores, los maestros del hierro Philip Foley y Joshua Newborough, a erigir una nueva fábrica, el Wolverley Lower Mill (o forja), en 1670. La instalación contenía tres talleres: uno estaba dedicado al corte longitudinal, donde se realizaba la laminación, y los otros dos eran forjas. En 1678, uno de ellos fabricaba sartenes y en el otro se daba brillo a los objetos de ferrería fabricados en otros lugares. Es probable que la intención fuera laminar las placas y luego martillarlas, pero el plan se frustró cuando William Chamberlaine renovó una patente que se le había otorgado a él y a Dud Dudley en 1662. Yarranton describió la patente como "falsificada".[6][7]
El cortador en Wolverley era Thomas Cooke. Otro Thomas Cooke, quizás su hijo, se trasladó a Pontypool y trabajó allí para John Hanbury.[8] Según Edward Lhuyd, para 1697, John Hanbury tenía una máquina laminadora en Pontypool para fabricar "Pontypoole Plates".[9][10] Se ha afirmado que se trataba de una fábrica de hojalata, pero es casi seguro que solo producía chapa negra (sin estañar). Sin embargo, este método de laminado de placas de hierro mediante cilindros permitió producir placas negras más uniformes que con el antiguo método de martillado, y en consecuencia, la hojalata inglesa pasó a ser reconocida como superior a la alemana.[3]
La hojalata comienza a aparecer en los Libros del Puerto de Gloucester (que registran el comercio que pasaba por la localidad, principalmente desde los puertos del canal de Bristol) en 1725, y se embarcaba desde Newport.[11] Esto sucedió inmediatamente después de la primera aparición del libro (en francés) "Principes de l'art de fer-blanc" de Réaumur, y antes de que se informara de su publicación en Inglaterra.
Unos años más tarde se abrieron más fábricas, inicialmente en muchas regiones siderúrgicas de Inglaterra y Gales, pero posteriormente principalmente en el sur de Gales. En 1805, se produjeron 80.000 cajas conteniendo hojalata, y se exportaron 50.000. La industria continuó creciendo de forma constante en Inglaterra y, especialmente, en Gales, y después de 1834 su expansión fue rápida, convirtiéndose Gran Bretaña en la principal fuente de suministro mundial. En ese año su producción total fue de 180.000 cajas de 108 libras cada una (unos 50 kg, en Estados Unidos una caja equivale a 100 libras), en 1848 fue de 420.000 cajas, y en 1860 llegó a 1.700.000 cajas. El incremento de la producción fue muy rápido, y se alcanzaron aproximadamente 2.236.000 libras en 1891.[3] Uno de los mercados más importantes era Estados Unidos, pero este mercado se cerró en 1891 con la promulgación de la tarifa McKinley. Esto provocó una gran contracción en la industria británica y la emigración a Estados Unidos de muchos obreros que ya no podían trabajar en las pocas fábricas de hojalata que aún subsistían.
En 1891, Estados Unidos produjo 11.000 toneladas de hojalata e importó 325.100 toneladas, pero en 1899 produjo 360.900 toneladas, importando solo 63.500 toneladas (principalmente para la reexportación). Las exportaciones británicas se vieron obstaculizadas aún más por el arancel Dingley, que eliminó la ventaja de la chapa galesa en la región de la costa estadounidense del Pacífico.[12] Para 1900, la producción de hojalata había aumentado a más de 849.000.000 libras, de las cuales más de 141.000.000 libras eran de chapa de terne (bañada con una mezcla de estaño y plomo). Las importaciones totales de ese año fueron de tan solo 135.264.881 libras. Años después, la producción estadounidense volvió a decaer, y en 1907 solo el 20% de las fábricas de hojalata estadounidenses estaban en funcionamiento, mientras que la producción británica alcanzó los 14 millones de cajas.[3]
A pesar de este revés, la industria de la hojalata se mantuvo, pero a menor escala. Sin embargo, en 1937 aún había 518 laminadores en funcionamiento, incluyendo 224 pertenecientes a Richard Thomas & Co. Sin embargo, el tradicional "laminador de paquetes" había sido reemplazado por el mejorado "laminador de bandas", cuyo primero en Gran Bretaña fue construido por Richard Thomas & Co. a finales de la década de 1930. Los laminadores de bandas dejaron obsoletos a los antiguos laminadores de paquetes, y el último cerró alrededor de la década de 1960.
Métodos de producción de placas
Laminador de paquetes
El proceso del laminador de paquetes comienza con una "barra para estañado", que es una barra plana estirada de hierro forjado o de acero que generalmente se compraba a una empresa siderúrgica. La sección transversal de la barra debía tener un tamaño preciso, ya que esto determinaba la longitud y el grosor de las placas finales. La barra se cortaba a la longitud correcta para obtener la placa del tamaño deseado. Por ejemplo, si se deseaba obtener una placa 14 x 20 plg (355,6 x 508 mm), la barra para estañado se cortaba a una longitud y anchura divisibles entre 14 y 20. A continuación, se laminaba y se doblaba, y el número de veces que se doblaba dependía de su tamaño y de su espesor final. Si la barra para estañado inicial era de 20 x 56 plg (508 x 1422,4 mm), debía terminarse al menos en cuatro pasadas o doblarse dos veces, y si se requería un calibre fino, podía recibir ocho pasadas o doblarse tres veces. La barra para estañado se calentaba al rojo vivo hasta obtener un acabado mate, y se pasaba cinco o seis veces por los rodillos de desbaste. Entre cada pasada, la placa se pasaba por encima (o rodeaba) los rodillos, y la separación entre los rodillos se estrechaba mediante un tornillo. A continuación, se recalentaba y se pasaba por los rodillos de acabado.[13]
Si la placa no se terminaba en "piezas individuales" o sin doblarla, se doblaba en una máquina denominada exprimidor, una mesa donde una mitad de la superficie se doblaba sobre la otra y una prensa aplanaba la placa doblada para que el extremo enrollado encajase en los rodillos. Luego, se recalentaba para otra tanda de laminados. Esto se repetía hasta alcanzar la geometría deseada. Téngase en cuenta que si la placa necesita doblarse más de una vez, se cortaba el extremo doblado. El paquete se dejaba enfriar, y una vez frío, se cortaba ligeramente por debajo de las dimensiones finales y las placas se separaban mediante "abridores".[14]
En este punto, las placas estaban cubiertas de escamas, y debían ser decapadas. Esto implicaba sumergir las placas en ácido sulfúrico durante cinco minutos. El decapado convertía las escamas en una sustancia viscosa de color negro verdoso que se eliminaba mediante recocido. Las placas se recocían durante aproximadamente 10 horas, y luego se dejaban enfriar lentamente. En este punto, las placas eran conocidas como "placas negras decapadas y recocidas", comúnmente se vendían para la fabricación de objetos estampados o esmaltados.[15]
Después de esto, las placas quedaban rugosas y no rectas del todo, por lo que se sometían a varias pasadas de laminado en caliente, que las alargaba hasta sus dimensiones finales. Posteriormente, se recocían de nuevo para eliminar cualquier endurecimiento plástico. Estas placas se denominaban "placas negras decapadas, laminadas en frío y recocidas cerradas". Para lograr una limpieza perfecta, las placas se decapan de nuevo en un ácido sulfúrico suave. Finalmente, se enjuagan y se almacenan en agua hasta que estén listas para ser estañadas.[16]
El equipo de estañado consta de al menos un crisol de estaño fundido, con un fundente cloruro de zinc encima, y ??un crisol de grasa. El fundente seca la placa y la prepara para la adhesión del estaño. Si se utiliza un segundo crisol de estaño, llamado "crisol de lavado", este contiene estaño a menor temperatura. A este le sigue el crisol de grasa, que contiene aceite y una "máquina de estañar". La máquina de estañar consta de dos pequeños rodillos unidos por resorte, de modo que, al insertar la placa estañada, los rodillos expulsan el exceso de estaño. Los resortes de la máquina estañadora pueden ajustarse a diferentes fuerzas para obtener diferentes espesores de estaño. Finalmente, el aceite se limpia con salvado fino y se limpia con un espolvoreador.[17][18]
Lo que se describe aquí es el proceso empleado durante el siglo XX. El proceso se volvió algo más complejo con el tiempo, ya que se descubrió que la inclusión de procedimientos adicionales mejoraba la calidad. La práctica de laminación y posteriormente de laminación se remonta evidentemente a sus inicios, ya que la fábrica de hojalata de la familia Knight contaba (desde su fundación alrededor de 1740) con dos laminadores: uno en Bringewood (al oeste de Ludlow), que fabricaba chapa negra, y el otro, el laminador de estaño de Mitton (ahora parte de Stourport-on-Severn, evidentemente para las etapas posteriores).[19][página requerida]
Laminador de bandas
Los primeros laminadores de bandas no producían chapas aptas para el estañado, pero en 1929 se empezaron a utilizar máquinas extrusionadoras para reducir aún más el calibre, lo que facilitó el estañado. Gracias al reducido espesor del producto resultante, dejó de emplearse la práctica de laminar placas discretas, siendo sustituida por el suministro de las bandas continuas de gran longitud obtenidas dispuestas en bobinas.[20] Las placas recortadas de las bobinas a medida que estas se desenrollaban, se estañaban entonces mediante el proceso descrito anteriormente.
Procesos de estañado
Existen dos procesos para el estañado de las placas negras: inmersión en caliente y galvanizado.
Inmersión en caliente
La inmersión en caliente en estaño es el proceso de sumergir una pieza en un baño de estaño fundido puro a una temperatura superior a 450 °F o 232 °C. La hojalata fabricada mediante estañado por inmersión en caliente se fabrica con acero o hierro previamente laminado, decapado para eliminar cualquier incrustación, y recocido para eliminar cualquier endurecimiento por deformación, que luego se recubre con una fina capa de estaño. Originalmente, esto se hacía mediante la producción de paquetes individuales o pequeños de placas, lo que se conoció como el "proceso de laminado en paquetes". A finales de la década de 1920, los laminadores de bandas comenzaron a reemplazar a los laminadores de paquetes, ya que podían producir las placas en bruto en mayores cantidades y de forma más económica.
Galvanoplastia
En la galvanoplastia, el elemento a recubrir se coloca en un recipiente que contiene una solución de una o más sales de estaño. El elemento se conecta a un circuito, formando el cátodo (polo negativo) del circuito, mientras que un electrodo, generalmente del mismo metal a recubrir, forma el ánodo (polo positivo). Cuando una corriente eléctrica pasa por el circuito, los iones metálicos de la solución son atraídos a la chapa. Para producir una superficie lisa y brillante, la lámina galvanizada se calienta brevemente por encima del punto de fusión del estaño. La mayor parte del acero estañado que se fabrica hoy en día se galvaniza con una capa muy fina de cromo para evitar que la superficie se opaque por oxidación.
Alternativas
- La placa terne es un producto similar a la hojalata, pero el baño no es de estaño, sino de una mezcla de estaño y de plomo, constituyendo este último metal el 7,59 % del total. El nombre deriva de "terne", que en inglés significa opaco o sin lustre. Las placas terne comenzaron a producirse en Inglaterra a mediados del siglo XIX y se emplearon ampliamente en la construcción de tejados en los Estados Unidos.[3] Otras aplicaciones incluían tanques de combustible y medidores de gas. La última fábrica de placas terne en Brockmoor, West Midlands, Reino Unido, cerró en 2006.[21]
- Para muchos propósitos, la hojalata ha sido reemplazada por recipientes cincados (galvanizados con zinc), aunque no para cocinar, ya que el zinc puede ser tóxico. El zinc protege el hierro electrolíticamente; es decir, se oxida y se convierte en un polvo blanco que preserva el hierro, mientras que el estaño solo protege el hierro si la superficie del estaño permanece intacta, ya que el estaño ataca electrolíticamente al hierro desprotegido si este entra en contacto con el agua.
