Serra hidráulica ou de auga
Estas assierras de agua (serra hidráulica), fueron invención de mucho ingenio: pues con una sola rueda que trae el agua, se hazen cuatro movimientos muy diferentes. Uno de alto abajo para la sierra. Otro de caminar por tierra el madero, que se corta al justo de lo que la assierra pide. Otros dos para dar cuerda a la caja en que va metido el madero y para coger aquella cuerda.
Ambrosio de MORALES 1575
A primeira representación gráfica dunha serra hidráulica da que temos noticia é a que realiza Villar de Honnecourt por volta do ano 1.235. Trátase dunha serra vertical que funciona cun sistema de accionamento similar ao dos mazos e aproveitando as propiedades elásticas da madeira.
O sistema biela-manivela que permitiu transformar o movemento circular en rectilíneo desenvólvese a fins do século XIV. A primeira serra hidráulica que incorpora este mecanismo é a deseñada por Francesco di Giorgio (1439-1501) a finais do século XV. Aproximadamente na mesma época Leonardo da Vinci (1452-1519) deixa constancia da súa propia versión de serra hidráulica. A de Leonardo é moi parecida á de Francesco di Giorgio. O deseño de Leonardo está incluído no Codex Atlanticus.
Nos deseños de ambos os autores aparecen: un mecanismo de biela-manivela, para dar o movemento rectilíneo alternativo á serra. Un sistema de avance automático baseado nun dispositivo de trinquete.
Dende o punto de vista mecánico a serra hidráulica alternativa con avance automático representa un grande adianto. É unha das primeiras máquinas ferramentas automáticas que se deseñaron. A serra hidráulica proxectada polos inventores citados esténdese por toda Europa. Con lixeiras variacións chega tamén a Galicia e o norte de Portugal. Cabe destacar como principais variacións respecto aos deseños orixinais: a incorporación dun sistema de regulación de velocidade e a aparición dun sistema de retroceso do carro accionando unha manivela.
Desde a idea de Honnecourt ata o século XX as serras hidráulicas que se construíron foron alternativas. Para as de cinta, como as que nos atopamos na actualidade, non se dispuña de coñecementos técnicos para fabricar un aceiro tan flexible.
En todos os casos a roda hidráulica usada era vertical aínda que nos atopamos con rodas vitruvianas e gravitatorias. As máis usadas foron as vitruvianas xa que permitían acadar velocidades de xiro altas. Estas eran de menor tamaño e tiñan a velocidade condicionada á da corrente de auga. Nos casos nos que se empregaban rodas gravitatorias, máis lentas, tiña que realizarse unha multiplicación da velocidade usando poleas de madeira e correas. A velocidade de xiro da manivela estaba arredor de 100 voltas por minuto.
O mecanismo biela-manivela era practicamente igual en tódalas serras. A manivela, fabricada a partir dunha barra metálica cilíndrica, ía directamente cravada na árbore da roda e xiraba con esta. Os apoios da árbore realizábanse sobre chumaceiras de madeira. Foron substituídas nas serras máis modernas por chumaceiras metálicas. A biela era unha peza de madeira resistente e flexible cunha lonxitude arredor dos 2 m
O mecanismo de avance é o que quizais sofre máis variacións. Respecto á serra hidráulica de Leonardo, as estudadas en Galicia e o norte de Portugal teñen unha diferenza fundamental. Na de Leonardo o empurrador traballaba pola parte superior da roda catarina. Cando a serra sobe a uña salta por riba dos dentes e ao baixar turra deles facendo xirar a roda e producindo o movemento de avance. Pola contra nas galaicas o empurrador traballa pola parte inferior. De tal maneira que actúa sobre os dentes da roda cando a serra sobe. Saltando por riba cando a serra baixa.
Isto fai que o movemento de avance do carro se produza sincronizado co movemento ascendente da serra. Para non correr o risco de que a serra levante a torada esta deberá ir ben suxeita. Ademais a folla de serra terá unha lixeira inclinación, de tal maneira que ao subir mentres se despraza o toro, o movemento de avance se compense coa separación proporcionada pola inclinacion da serra con respecto ao toro.
Nas serras máis antigas así como nos deseños de Leonardo e Francesco di Giorgio o carro movíase tirado por unha corda ou cadea que se enrolaba na árbore da roda catarina. Nos deseños máis modernos o carro é movido por unha roda dentada, de madeira primeiro e de ferro despois, que engrenaba cunha cremalleira solidaria co propio carro.
Resulta interesante o mecanismo de regulación de avance, que non aparecía nos primeiros deseños pero si nos casos estudados. Este sistema de regulación era moi simple e conseguía modificar a velocidade de avance do carro movendo, sobre unha peza de madeira dentada, o apoio da panca chamado contrapeso. Deste xeito variaba a amplitude do desprazamento do xogo de pancas, co cal se modificaba o número de dentes que o empurrador fai xirar á roda catarina de cada vez.
Algunhas das serras estudadas tiñan un sistema mecánico de retroceso do carro baseado nunha peza cilíndrica chamada sarillo que apoiaba sobre o varón e na que se enrolaba unha corda. Cando comezaba a operación a corda unida ao carro estaba totalmente enrolada no sarillo, a medida que este avanzaba a corda íase desenrolando. Ao rematar o fío, para efectuar o retroceso, simplemente había que desaxustar a pexa e o empurrador e accionar a manivela do sarillo, así a corda enrolábase de novo turrando a súa vez do carro.
Como máquinas síngulares que eran, as serras hidráulicas alternativas, tiñan cadansúas peculiaridades, pero os principios de funcionamento foron plasmados nos deseños de Francesco de Giorgio e Leonardo. Ao visitarmos unha serra hidráulica das que aínda se conservan temos a sensación de nos ter desprazado no tempo e estarmos diante dun enxeño orixinal de calquera destes xenios.
- VARÓN. Cada unha das columnas de madeira que van do tremiñado ao inferno e serven de soporte e guía ao arco de serra
- ARCO DE SERRA. É a estructura en forma de marco na que suxeitamos a folla de serra coa axuda dos fusís, ten un movemento alternativo vertical, que recibe da biela, debidamente guiado para lle dar á serra o movemento de corte. As travesas horizontais do arco levan por nome testeiros e as verticais varais.
- FUSIL. É a peza mediante a que vai suxeita a folla de serra ó testeiro. O fusil da parte superior remata nun parafuso grazas ao cal se consegue tensar a serra. A unión entre a folla e o fusil faise mediante pasadores.
- FOLLA DE SERRA. Platina de ferro ou aceiro dentada por un dos seus cantos. É a ferramenta de corte da máquina, leva uns furados nos extremos para introducir os pasadores que suxeitan a serra aos fusís.
- GUÍAS. Pezas de madeira que, cravadas no varón, son as encargadas de efectuar un guiado preciso do arco de serra no seu movemento rectilíneo alternativo. Para optimar este movemento, o camiño do arco de serra deberá ir debidamente engraxado con sebo.
- SARILLO. Cilindro rematado nunha manivela e colocado sobre o varón que, ao xirar cando se acciona a manivela, serve para turrar da corda de retroceso e conseguir que o carro volva á posición inicial despois de serrar un fío.
- TREMIÑADO. O piso ou sollado da serreira. Por extensión, parte superior do edificio que se atopa por riba do piso.
- TABOLEIRO DE ENCOSTO. Peza lateral do carro na que apoian ou se encostan os marcos de posicionamento e os parafusos de suxeición da torada.
- MARCO. Corredeira que vai a permitir situar o toro na posición exacta para serrar as táboas cun espesor determinado.
- TABOLEIRO DE ANDAR. Táboa longa que permite, co mecanismo de parafuso e porca, abranguer o toro e apertalo contra os marcos para telo inmobilizado mentres se serra.
- PARAFUSO. Barra de madeira que leva unha rosca nun dos seus extremos e unha serie de furados no outro e que, coa axuda dunha porca e do taboleiro de andar, serve para apertar o toro mentres se serra.
- CARRO. Plataforma na que se apoia a torada e sobre a que se suxeita para poder serralo, este carro leva un movemento de avance automático desprazándose sobre uns raís coa axuda dunhas rodas metálicas e debidamente guiado cunhas escuadras.
- RAÍL. Cada un dos perfís metálicos lonxitudinais sobre os que se desprazan as rodas do carro.
- LEVADA. É a canle, normalmente aberta, pola que chega a auga ao cubo.
- CUBO. Canle pechada pola que baixa a auga que vai mover a roda.
- GATEIRA. Tubo en forma de tronco de cono cadrado que serve para concentrar a auga que baixa polo cubo dándolle maior velocidade e orientándoa asemade para que incida nas penas da roda.
- MURETE. Cada unha das paredes laterais que serven de apoio ás chumaceiras da árbore e tamén as que forman a canle pola que circula a auga no inferno.
- CHUMACEIRA. Conxunto formado por dúas pezas de madeira (nas serras máis antigas) ou metálicas (nas máis modernas), que, debidamente suxeitas ao murete serven de apoio e guía á árbore da roda.
- ZUNCHO. Cada un dos aros metálicos que abrazan a árbore da roda para facela máis robusta e para evitar que rache ao chantarlle os bulóns de apoio ou durante o funcionamento.
- ÁRBORE. Cilindro de madeira zunchado sobre o que se arma a roda; leva nun dos extremos un bulón e no outro unha manivela metálica que serve de apoio asemade que transmite o movemento da árbore á biela.
- RODA. Transforma a enerxía da auga en enerxía mecánica de rotación.Vai colocada en vertical e conta, nos casos mais comúns, con vinte penas nas que incide a auga que sae da gateira para facela xirar.
- PENA
- INFERNO. Parte inferior do edificio que se atopa por debaixo do piso.
- PREMEDEIRA. Peza metálica que é a manivela no mecanismo biela-manivela que transforma o movemento circular da árbore en movemento rectilíneo alternativo do arco de serra.
- CAMBA. Peza de madeira, resistente e flexible, que é a biela no mecanismo biela-manivela que transforma o movemento circular da árbore en movemento rectilíneo alternativo do arco de serra.
- TOLETE. Peza cilíndrica cravada na camba que serve de apoio da mandadeira.
- MANDADEIRA. Listón que une a camba co sácallo convertendo o movemento alternativo da biela no angular oscilatorio do sácallo.
- POMBA. Conxunto que permite a unión da camba co arco de serra.
- TRAVESEIRO DO AVANCE. Peza de madeira que une o contrapeso do mecanismo de avance, do que recibe o movemento, co empurrador que move a roda catarina.
- EMPURRADOR. Peza de madeira e ferro que actúa sobre os dentes da roda catarina facendo que xire.
- CONTRAPESO. Peza unida cun pasador ao regulador de avance que ten un movemento vertical alternativo. O movemento ascendente provócao o regulador do avance e o movemento descendente é provocado pola gravidade.
- REGULADOR DO AVANCE. Peza unida o sácallo que leva un dentado na parte superior para variar a posición do contrapeso, variando así o avance.
- SÁCALLO. Cilindro de madeira cun movemento angular alternativo. Recibe o movemento da mandadeira e provoca o movemento do regulador do avance.
- RODA CATARINA. Roda metálica arpada co bordo dentado en forma de serra que, ao xirar, fai que vire a árbore na que vai montada; isto obriga a que se enrole a cadea unida ao carro, o cal, consecuentemente, efectúa o movemento de avance.
- CUCÓN. Pezas de madeira que serven de soporte ao sácallo.
- PEXA. Peza articulada que bloquea o xiro da roda catarina nun sentido mentres permite que xire no outro. Cando está en posición de traballo consinte que o trinquete turre da cadea de avance do carro evitando que retroceda cando a serra efectúa o corte. Ao terminar de serrar un fío, hai que desenganchar a pexa para facer retroceder o carro.
