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Universidad Católica Andrés Bello.
Facultad de Ingeniería.
Escuela de Ingeniería Industrial.
Tecnología de los Materiales y Manufactura.
Profesora: Mónica Niño.
PRODUCCIÓN DE UNA JARRA DE CERVEZA ALEMANA
Integrante:
Zavarce, María Fernanda
Caracas,8 de Julio de 2013.
INTRODUCCIÓN
Las jarras de cerveza alemanas se produjeron por primera vez para luchar contra la
peste bubónica acatando las regulaciones de salud medievales destinadas a detener la
propagación de la plaga. Había una serie de leyes estrictas impuestas a los ciudadanos a
seguir un saneamiento adecuado a la hora de cocinar, beber y comer. Este tipo de jarra para
cerveza posee una tapa que puede ser abierta o cerrada con la ayuda del dedo pulgar la cual
impide que algún insecto se meta en la bebida.
Stein es una abreviatura del alemán Steingut que quiere decir gres, el material
resistente común para la fabricación de jarras de cerveza. Este material es muy fácil de
moldear por lo cual permite que se realicen figuras con motivos decorativos en relieve en
la superficie de la jarra.
Para la fabricación de la tapa se utiliza el peltre, una aleación de
estaño, cobre, antimonio y plomo, posee un punto de fusión bajo y es un material muy
maleable y brillante parecido a la plata pero es mucho más económico. Esta tapa también
posee adornos temáticos que son obtenidos mediante un proceso de fundición haciendo uso
de moldes de latón.
Las características de este producto son la base para la selección de los materiales
que lo conforman y a su vez la elección y aplicación de varios procesos de producción
como lo son la fundición, el mecanizado, la soldadura, entre otros, y del uso de
herramientas y maquinarias como tornos y pinzas que en conjunto permiten una fabricación
eficiente que se sujeta a las propiedades de los materiales empleados.
CONCEPTOS BÁSICOS
Gres: es el término genérico que se designa a una pasta cerámica, formada
por arcillas naturales, o mucho más común por una combinación de arcillas plásticas
refractarias, materiales desgrasante añadidos, como sílice y siendo el fundente usado más
común el feldespato. Sus principales características son su dureza y ser casi impermeable
una vez cocido a su temperatura de sinterización vítrea. El rango de cocción oscila desde
los 1200°C a los 1300°C, dependiendo de su composición química.
Con el gres se pueden fabricar una cierta variedad de productos como sanitarios,
tuberías de saneamiento, vajillas, alfarería entre otros.
Yeso: es un material blanco extraído de la piedra de yeso o aljez. Generalmente
blanca, la piedra de aljez puede tener impurezas que la pueden hacer rosada, castaña o gris.
El yeso se obtiene de la piedra mediante deshidratación y puede ser alterado desde fábrica
para darle características que puedan mejorar su efectividad. Así, se puede obtener un
material resistente, con buena adherencia, retención de agua y densidad.
El yeso es denominado sulfato de calcio deshidratado y es ampliamente utilizado en
numerosas actividades humanas, posee numerosas propiedades que lo hacen un grandioso
material de construcción. Su estructura porosa otorga propiedades bioclimáticas, de
aislamiento y regulación higrométrica y su plasticidad y maleabilidad lo hacen excelente
para artículos decorativos.
Peltre: es una aleación compuesta por estaño, cobre, antimonio y plomo. Es
maleable, blando y de color blanco con alguna similitud a la plata, poco reactivo y funde a
320 ºC por lo que su utilización para adornos es muy común. Duradero y maleable, con el
tiempo adquiere una interesante pátina y puede ser forjado de cualquier forma.
Latón: es una aleación de cobre y zinc. Las proporciones de cobre y zinc pueden
variar para crear una variedad de latones con propiedades diversas. En los latones
industriales el porcentaje de Zn se mantiene siempre inferior al 20%. Su composición
influye en las características mecánicas, la fusibilidad y la capacidad de conformación por
fundición, forja, troquelado y mecanizado. En frío, los lingotes obtenidos pueden
transformarse en láminas de diferentes espesores, varillas o cortarse en tiras susceptibles de
estirarse para fabricar alambres. Su densidad también depende de su composición. En
general, la densidad del latón ronda entre 8,4 g/cm³ y 8,7 g/cm³.
Torno de alfarero: es un aparato mecánico, a tracción humana o eléctrica,
consistente en una superficie redonda y plana que gira sobre un eje central, entre 30 y 120
revoluciones por minuto, sobre la que el alfarero modela o tornea, es decir, levanta la pieza,
a partir de una pella de arcilla o pasta cerámica. También se usa para decorar con motivos
lineales a la pieza, es decir como decoración y para aligerar y eliminar el sobrante en el
grosor de la pieza, vaciar, o retornear.
Vidriado: en cerámica, se llama vidriado al proceso y técnica alfareros consistentes
en aplicar a las piezas de barro, tras su primera cocción, una película o barniz que, tras
fundirse en un horno, toma una apariencia cristalina. Es por tanto un recubrimiento liso e
impermeable conseguido en una segunda cocción que deberá alcanzar de ochocientos a mil
grados centígrados.
En términos generales de arte, vidriado es el baño vítreo por diferentes
procedimientos tras su aplicación mediante cocción. Se hace especial referencia a dos tipos
clásicos de barniz: el estannífero y el plumbífero.
Fundición: proceso de fabricación de piezas, comúnmente metálicas pero también
de plástico, consistente en fundir un material e introducirlo en una cavidad, llamada molde,
donde se solidifica.
El proceso más común es la fundición en arena, por ser ésta un
material refractario muy abundante en la naturaleza y que, mezclada con arcilla, adquiere
cohesión y moldeabilidad sin perder la permeabilidad que posibilita evacuar los gases del
molde al tiempo que se vierte el metal fundido.
Fundición hueca: es un sistema de producción de piezas metálicas huecas sin
corazones fijos. Consiste en vaciar metal fundido en un molde que es volteado cuando se
empieza a solidificar el metal. El metal que no se ha solidificado sale del molde para ser
utilizado en otra pieza y el metal solidificado forma las paredes de la pieza.
Soldadura: es un proceso de fabricación en donde se realiza la unión de dos
materiales, (generalmente metales o termoplásticos), usualmente logrado a través de la
coalescencia, en la cual las piezas son soldadas fundiendo ambas y pudiendo agregar un
material de relleno fundido (metal o plástico), para conseguir un baño de material fundido
que al enfriarse se convierte en una unión fija.
Soldadura a gas: fue uno de los primeros procesos de soldadura de fusión
desarrollados que demostraron ser aplicables a una extensa variedad de materiales y
aleaciones. Durante muchos años fue el método más útil para soldar metales no ferrosos.
Sigue siendo un proceso versátil e importante pero su uso se ha restringido ampliamente a
soldadura de chapa metálica, cobre y aluminio. El equipo de soldadura a gas puede
emplearse también para la soldadura fuerte, blanda y corte de acero.
Tanto el oxígeno como el gas combustible son alimentados desde cilindros, o algún
suministro principal, a través de reductores de presión y a lo largo de una tubería de goma
hacia un soplete. En este, el flujo de los dos gases es regulado por medio de válvulas de
control, pasa a una cámara de mezcla y de ahí a una boquilla. El caudal máximo de flujo de
gas es controlado por el orificio de la boquilla. Se inicia la combustión de dicha mezcla por
medio de un mecanismo de ignición (como un encendedor por fricción) y la llama
resultante funde un material de aporte (generalmente acero o aleaciones
de zinc, estaño, cobre o bronce) el cual permite un enlace de aleación con la superficie a
soldar y es suministrado por el operador del soplete.
PROCESO DE FABRICACIÓN
Jarra de cerámica
Para la fabricación de la copa de cerámica se corta una barra de arcilla de gres y se
introduce en un molde de yeso, el cual contiene todos los detalles artísticos que se desean
en la superficie de la jarra. Generalmente estos detalles son figuras que hacen referencia a
la cultura alemana.
Una vez se ha introducido la arcilla una máquina giratoria coloca un corazón
alargado que empuja la arcilla hacia el molde de yeso copiando todos los detalles de éste,
mientras el molde con la arcilla va girando un alfarero elimina los sobrantes de arcilla que
salen del molde. Luego el molde pasa a un secador durante veinte minutos, pasado el
tiempo de secado se retira el molde de yeso y se saca la jarra de arcilla.
El aza de la jarra también se realiza con arcilla en un molde de yeso, pero en este
caso se utiliza arcilla líquida, luego de ser vertida en el molde se deja secar y finalmente se
retira del molde.
La jarra y el aza son llevadas a un torno de alfarero para ser retocada. El alfarero
quita la arcilla sobrante de los bodes del molde y realza los detalles de las figuras que se
encuentran en toda la superficie. Finalmente humedece los bordes del aza con agua y los
coloca en la jarra aplicando un poco de presión y retoca los bordes del aza que ahora forma
parte de la jarra.
La jarra con su aza es cubierta en su totalidad por una base de pintura especial para
cerámica y se deja secar, posteriormente se esparce por toda la superficie interna y externa
un barniz a base de sodio y silicio para dar un acabado vidrioso que impermeabilizará y
endurecerá la cerámica, a continuación la jarra es llevada a un horno a 1130°C durante 12
horas.
Al finalizar el proceso de cocción se retira la jarra del horno y se deja enfriar por 12
horas más y finalmente se pintan los detalles con pinturas de colores para cerámicas.
Tapa de peltre
Para la elaboración de la tapa de peltre se realiza una fundición hueca en un molde
de latón.
Se funde peltre en un crisol hasta su correspondiente temperatura de fusión que va a
depender de las composiciones de la aleación (aproximadamente 320°C), una vez el peltre
se encuentre en estado líquido se vierte en un molde de latón. Durante el colado del peltre
la superficie del molde de latón esta a una temperatura inferior al peltre lo que permite que
éste se enfrié primeramente alrededor de dicha superficie copiando los detalles presentes en
molde, cuando el espesor de la pared que se ha solidificado es el deseado se retira el
sobrante de peltre liquido del molde.
Se deja enfriar y se retira el molde.
La elaboración de la bisagra y el tirador, este último es la pieza que será empujada
por el pulgar para permitir que se levante la tapa, también se realizan mediante fundición
con un molde de latón, pero en este caso no se hace uso de una fundición hueca ya que las
piezas son sólidas.
Luego del colado en el molde, se espera que las piezas se enfríen para quitar el
molde y con una pinza especial se retira el sobrante de los canales de alimentación.
Mediante un torno se realiza el acabado del borde inferior de la tapa que será
acoplada a la jarra, las piezas finalmente son limadas y pulidas.
Con un soplete el tirador se suelda a la tapa y se une la bisagra con el tirador
mediante un tornillo.
Ensamblaje
Se coloca la tapa en la jarra y haciendo uso de un molde de montaje se vierte peltre
fundido, esta fundición une el aza de la jarra con la bisagra formando un anillo.
Una vez que se ha solidificado el peltre se retira el molde y con una pinza se quita
el sobrante. Finalmente se lija y pule la unión.
CONCLUSIONES
La realización de cualquier producto requiere de una selección de materiales que se
deriva de una serie aspectos donde se destacan las aplicaciones, características y costo del
dicho producto. Para la realización de la jarra de cerveza se emplea arcilla gres dado a su
dureza y facilidad de moldeo, este material ha sido empleado para fabricación de
recipientes desde la antigüedad por su permeabilidad y fácil acceso. El peltre es un metal
maleable y económico que es muy utilizado en fundiciones dado a su bajo punto de fusión.
En el proceso de producción se emplean una serie de técnicas y maquinarias que se
seleccionan según las características de los materiales empleados en la fabricación del
producto, la fundición es el proceso que más se destaca en la elaboración de la jarra, pues
es utilizada en la fabricación de la tapa, la bisagra, el tirador y finalmente en la unión de la
jarra y la tapa. La utilización de tornos tanto de orfebrería como de mecanizado se hacen
presentes en el proceso así como también herramientas y utensilios tales como pinzas,
cucharas para fundiciones, moldes de yeso, moldes de latón, soplete, etc.
La cocción de la cerámica provoca una modificación fundamental en sus
propiedades, dando lugar a un material duro de consistencia pétrea e inalterabilidad de
forma, elevándose su dureza y resistencia mecánica, resistente al agua y a los productos
químicos y de esta manera servir de recipiente para la cerveza, por otra parte el
recubrimiento de silicio y sodio brinda un acabado vidrioso y ayuda al endurecimiento de la
cerámica.
Nuestro planeta está lleno de materiales puestos en las manos del hombre cuya
óptima utilización requiere de conocimientos y experiencia.
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