Grabados a fuego en madera, cartón o enero: este aparato abre nuevas puertas para el arte de la decoración o para los que gustan de los trabajos manuales. Sencillo de armar, este pirógrafo es accesible para los que tienen poca práctica en electrónica.
Teniendo en cuenta que T muchos de nuestros lectores nunca vieron ni saben qué es un pirógrafo (o pirograbador), comenzaremos con algunas, explicaciones al respecto.
Un pirograbador es un aparato que permite grabar dibujos decorativos a fuego en objetos de madera, cartón, cuero, etc., y que sirve por lo tanto como herramienta importante para trabajos manuales, artesanales,y decoración.
Los pirograbadores comunes que existen en venta en casas especializadas poseen una punta dotada de un alambre resistor (nicromo, por ejemplo) como muestra la figura 1.
Al ser recorrido por una fuerte corriente eléctrica de un transformador, este alambre se calienta en algunos casos incluso hasta ponerse al rojo.
Basta entonces que el artesano vaya apoyando esta punta sobre los materiales que quiere grabar, para que la misma queme ese lugar, imprimiendo de modo definitivo un dibujo.
Hay también puntas con formatos diversos, como muestra la figura 2, que permiten realizar todavía más fácilmente decoraciones interesantes.
Con un pirógrafo o pirograbador se pueden hacer los trabajos mas diversos limitados sólo por la imaginación del lector. Así, se pueden hacer cuadros en maderas claras, cuero como carteras, zapatos, cintas etc. (figura 3).
En este artículo lo que enseñaremos a los lectores es justamente cómo hacer el montaje de un eficiente pirograbador con materiales que puede conseguir con mucha facilidad.
Como funciona
Como explicamos en la introducción, el elemento básico de un pirógrafo es su punta formada por un alambre de material resistivo como el nicromo que se calienta cuando lo recorre una corriente intensa.
La corriente que pasa por la punta de un pirógrafo debe tener características especiales, de ahí que no es posible la simple conexión a la red o a otras fuentes de energía.
El alambre de la punta de un pirógrafo es corto, lo que significa que su resistencia es muy baja, del orden de la fracción de Ω. Así, para calentarla al punto de obtener la temperatura deseada para quemar o grabar los objetos, necesitamos una fuente que proporcione una tensión muy baja con una corriente muy intensa.
La fuente debe proporcionar una tensión del orden de 0,5 a 1 V con corrientes de alrededor de 4 ó 5A (figura 4).
Como las fuentes comunes no tienen estas características la solución normalmente adoptada es el empleo de un transformador.
Este transformador posee entonces un bobinado primario de 220V (o sea la red local) y uno secundario con alambre muy grueso y pocas espiras, para corriente alta y tensión baja.
En nuestro caso, lo que haremos será adaptar un transformador común sacando su bobinado secundario y colocando un bobinado propio para la punta del pirograbador.
Un punto importante es tener en cuenta que nuestro proyecto necesita diversos grados de calentamiento para la punta conforme el material que vamos a trabajar.
En los pirograbadores comunes que existen en el mercado, lo que hacen es usar un transformador con tomas en su bobinado secundario de modo de elegir la tensión de la punta de acuerdo con la temperatura deseada, como sugiera la figura 5.
En nuestro caso, seremos más avanzados, pues haremos uso de un control electrónico de temperatura.
Existen dos posibilidades para el control de la temperatura, cuya elección está vinculada a la habilidad del lector para realizar montajes electrónicos.
Para los que tienen muy poca experiencia y no desean un equipo sofisticado existe la opción de 2 temperaturas con solamente una llave conmutadora.
Para los que desean hacer realmente un montaje completo, sugerimos la del control electrónico o "dimmer" que será instalado entre la red de alimentación y el bobinado primario del transformador como muestra la figura 6.
El lector no necesita preocuparse con el montaje de este dimmer pues se usan pocos componentes y ninguna técnica o conocimientos especiales serán necesarios para el éxito total.
Con la utilización de este ajuste electrónico de temperatura se puede tener una graduación lineal de cero hasta el máximo, lo que facilita mucho el trabajo del artesano, pues se puede tener el punto ideal de grabación para cada material.
Material
Muchas partes de nuestro pirograbador pueden ser montadas o improvisadas por el propio lector o bien adquirirse listas en casas especializadas.
La caja, por ejemplo, es el elemento más simple, ya que puede hacerse de madera con las dimensiones y las perforaciones que muestra la figura 7.
La decoración de esta caja puede hacerla luego con el propio pirograbador en una demostración inicial de su habilidad.
La punta del pirograbador es un punto delicado, pero existen soluciones interesantes. Si el lector no quiere comprar una punta hecha ya con el alambre de grabación, o el conjunto con diversos formatos, puede realizar el montaje según las indicaciones que damos más adelante.
El transformador es el único componente que deberá modificar para cumplir con las finalidades del proyecto. Lo que haremos será cambiar uno de los bobinados de este transformador, por otro de alambre más grueso pero de tensión menor.
Este transformador es del tipo de 6+6V ó 9+9V con corriente de 2,5 ó 3 amperes, con bobinado primario de 220V, que puede ser hallado con bastante facilidad en las casas especializadas.
Un transformador con primario de 220V y secundario con corriente de más de (3A también servirá, pues habrá espacio suficiente para la colocación del alambre del nuevo bobinado que es bastante grueso.
Para e! bobinado del nuevo secundario el lector necesitará de unos 5 metros de alambre esmaltado grueso calibre 14 ó 15 AWG (o sea un diámetro en mm. de 1,628 o 1,450 mm. según se puede ver en la tabla publicada en los artículos de este sitio que se tratan de alambres barnizados
Para el control electrónico, el lector tiene dos opciones en el componente básico: puede adquirir un "quadrac" (diac + triac en una sola cubierta) como el RCA 40511 (red de 110V) o el 40512 (red de 22oV), o bien comprar separadamente un triac como el TIC205B, TIC206B ó TlC216B (red de 110V)
ó un TIC205D, TIC206D ó TIC216D (red de 220V) y un diac (cualquier tipo para el disparo de triacs),
Potenciómetro, capacitor y resistor para el control, son elementos de bajo costo y absolutamente comunes no habiendo dificultad para encontrados.
Montaje
El montaje debe empezarse por la reparación de la caja. Los orificios para la fijación del transformador deben hacerse solamente después que el lector ya tiene conseguido este componente, pues de uno a otro ocurren variaciones en sus dimensiones.
Con la caja lista, el transformador debe ser alterado.
En la figura 8 tenemos la secuencia de operaciones de que deben seguirse para la preparación del transformador:
a) Retire la parte externa de fijación (abrazadera) que asegura las placas del núcleo, usando para esto un destornillador.
b) Retire las chapas del núcleo comenzando por la más externa, la cual debe ser soltada con ayuda de un destornillador o escoplo y un martillo pequeño.
Atención: golpee con suavidad.
c) Rasgue el papel que protege el bobinado externo (secundario) dejando el alambre esmaltada a la vista.
d) Retire con cuidado, todo el alambre esmaltado grueso que corresponde al bobinado secundario de baja tensión.
e) Bobine de 12 a 16 espiras de alambre grueso (cuantas quepan entre los valores indicados) apretándolas bien y teniendo cuidado de no dejarlas "montarse" unas sobre otras. (EI mayor número de vueltas permite obtener mayor temperatura en el punto máximo, pero si el valor pasa de 16 la temperatura puede ser excesiva ocasionando la quema de la punta).
f) Fije bien el bobinado pasando una capa de papel grueso por encima o bien cinta "crepé" o aislante bien apretada.
g) Coloque las chapas en posición alternada en el núcleo, dos a dos, como estaban antes de ser retiradas.
h) Coloque la abrazadera de fijación de las placas apretando bien el conjunto para que no vibre.
Antes de esta operación se puede colocar cera de vela derretida en las placas para mejor fijación.
Observación: si sobra una o dos placas, sin encajar en el núcleo, este hecho no tiene importancia en el funcionamiento del aparato. El lector puede perfectamente dejarlas de lado, sin usarlas.
Con el transformador listo, pase al montaje del circuito de alimentación y control electrónico, siguiendo el circuito de la figura 9 y la disposición real de los componentes en un puente de terminales (figura 10).
La placa de circuito impreso aparece en la figura 11.
En el montaje se deben tomar las siguientes precauciones principales, así como respetar la secuencia de operaciones:
a) Suelde en primer lugar el quadrac (triac y diac) observando su posición. Como la potencia del transformador es pequena no será preciso usar disipador de calor. Sea rápido en la soldadura para que el calor del soldador no lo dañe.
b) Suelde el capacitor, dejando sus terminales bien cortos en el montaje en puente. No es preciso observar su polaridad.
c) Suelde el resistor. En el montaje en puente doble y corte sus terminales del tamaño apropiado.
d) Haga la conexión del potenciómetro que debe ser fijado en el panel, del soporte de fusible y bobinado del transformador. El alambre de conexión al potenciómetro no precisa ser muy corto.
Después de montados y conectados los diversos componentes haga su colocación y fijación en el interior de la caja, teniendo cuidado que los alambres pelados o terminales de componentes no se toquen unos con otros provocando cortos.
En la figura 12 damos el circuito de una versión simplificada para dos temperaturas en que se usa una lámpara de 40 a 100W como elemento reductor.
Con la lámpara en serie tenemos una tensión menor en el transformador y por lo tanto una temperatura más baja.
Un punto importante del montaje se refiere a la conexión del alambre grueso del bobinado secundario al puente de terminales.
EI alambre debe ser raspado cuidadosamente en el lugar de conexión al puente para garantizar un perfecto contacto. EI puente es indispensable en la conexión para garantizar el pasaje de la corriente intensa sin ninguna resistencia que pueda ocasionar perdida de potencia.
Terminada de armar la parte electrónica se debe pasar al montaje de la punta (si el lector no optó por la versión que usa la punta de tipo comercial).
Montaje de punta
Es muy importante para la punta que ocurra el mínimo de resistencia en todas las conexiones. Para eso se debe usar alambre grueso y bien flexible (para facilitar el trabajo) en la interconexión del alambre de calentamiento y el transformador. Del mismo modo, el soporte del alambre debe ser robusto para que el calor no pase hacia el alambre conductor que funcionaria también como un disipador.
En la figura 13 tenemos los pormenores de la construcción de una punta usando materiales comunes y que admite varias modificaciones e improvisaciones.
Para asegurar la punta se puede usar una barra de dos terminales con tornillos del tipo indicado en el mismo diseño la cual es encajada en el tubo que sirve de cabo.
Este tubo se obtiene de un trozo de cano de plástico o incluso de otro material. Vea que si la barra de terminales fuera de plástico, será conveniente hacer una incisión como muestra la figura 14 para quitar una parte de su cobertura evitando así que se derrita por el calor de la punta próxima.
En lugar del puente de terminales pueden usarse dos barras de cobre grueso con prensas para las puntas y entre ellas, manteniéndolas aisladas una placa de fibra de vidrio.
El cable de conexión de la punta al aparato debe tener como máximo 1 metro de largo. Cables más largos pueden ser responsables de una perdida de potencia considerable, con lo que no se conseguiría el calentamiento deseado en la punta.
La conexión del cable al pirograbador, propiamente, se hace también por medio de un puente de terminales con tornillos.
Tenemos entonces dos posibilidades que se muestran en la figura 15.
En la primera, el puente es del tipo con tornillos a la vista y el cable tiene dos ganchos abiertos para la fijación. En la segunda, el puente tiene los tornillos cubiertos y para el cable, tienen ganchos cerrados. Los ganchos son entonces atravesados por tornillos de latón (bronce) de 1/8" x 1/4" los cuales penetran en los lugares de conexión de los puentes donde son mantenidos firmes apretando los tornillos de arriba.
Es muy importante que estas conexiones sean firmes pues la corriente que circula es intensa.
Cualquier falla compromete el calentamiento de la punta. Vea que la corriente si bien es intensa, tiene una tensión muy baja, del orden de 1V, lo que vuelve al aparato absolutamente seguro, no habiendo peligro alguno de sufrir un choque, incluso si alguien toca directamente las partes expuestas del cable de la punta.
El elemento resistivo es muy importante para el buen desempeño del pirógrabador. Como vimos, se pueden adquirir diversos tipos de puntas ya listas en las casas especializadas.
La confección de las puntas no ofrece dificultades:
Para hacer la punta puede usar un trozo de alambre de nicromo de resistencia para ducha eléctrica o bien para canilla eléctrica. Si consigue un alambre más grueso, mejor todavía.
Basta entonces hacer su corte con un alicate común. Trozos de aproximadamente 4 cm. Permiten la confección de puntas de diversos formatos. EI largo del alambre es en función de su grosor en la obtensión de la temperatura adecuada para trabajar. Haga experimentos.
Con los alambres finos es preciso tener cuidado en los trabajos para no provocar su deformación, lo que no ocurre con los alambres más gruesos.
Uso del pirograbador
Terminado el montaje del aparato, en primer lugar debe revisar todo lo armado. Si todo está en orden, coloque el control en la posición de desconectado y conecte el cable a la toma de alimentación. La punta debe estar conectada al aparato.
Tome el cable de la punta, dejando el alambre de la punta lejos de cualquier objeto, y vaya aumentando gradualmente el control de potencia, girando para eso el potenciômetro hacia la derecha. (En la otra versión, conecte el interruptor general).
En determinado punto del giro empezará a notar el calentamiento de la punta del pirograbador que se empezará a poner rojiza. Toque un trozo de madera para verificar su acción.
Si el calentamiento de la punta fuera excesivo en el punto máximo, y la punta se quemara, debe retirar el transformador y disminuir unas dos vueltas en el bobinado del transformador. Si el calentamiento fuera demasiado débil, vea si la tensión de la red está realmente en 220V.
Si estuviera por debajo, use un estabilizador de tensión. Si no quiere hacer uso de un estabilizador, retire el transformador y haga un nuevo bobinado secundario con dos o tres vueltas mas de alambre.
Si no hubiera señal de calentamiento, revise los contactos de los alambres, los alambres esmaltados con el puente y también verifique el montaje del control electrónico. Si el control no varía en la gama deseada, altere el valor del capacitor C1
Si el transformador se calienta con el uso después de algunos minutos de funcionamiento debe cambiarlo por uno equivalente pero de dimensiones mayores.
La elección de la temperatura adecuada para un trabajo depende también del material empleado y es importante experimentar para obtener buenos resultados. Verificado el buen funcionamiento del aparato, sólo queda poner manos a la obra.
Por último, añadimos algunas sugerencias sobre la manera de preparar los materiales:
a) Antes de grabar las piezas de madera, lijelas hasta que queden perfectamente lisas.
b) El barnizado o aplicación de colorantes en piezas de madera o cuero debe hacerse después de la grabación del dibujo o decoración con el pirógrafo.
c) Para obtener efectos de diversos colores en piezas de madera, después de realizar el grabado con el pirógrabador existen colorantes especiales que permiten realizar un mejor trabajo. En las casas especializadas en trabajos manuales encontrará muchos de estos artículos para perfeccionar su trabajo, así como manuales con sugerencias de decoraciónes de buen gusto.
T1 - transformador con primario 220V y secundaria de 6+6V ó 9+9V x 2,5 6 3A
P1 - punta de pirógrafo (ver texto)
F1 - fusible de 2A
MT1 - triac o quadrac de 2A ó más - TIC 205 6 206
X1 - diac (cualquier tipo)
P1 - potenciômetro de 470k (para red de 220V) con llave
R1 - 4k7 x 1/2W - resistor (amarillo, violeta, rojo)
C1 - 100nF - capacitor de poliéster o cerámica para 100V ó más.
Varios: caja de montaje, alambres, soldadura, perilla para el potenciômetro, soporte para el fusible, puente de terminales con tornillos, alambre de nicrono, 5 metros de alambre esmaltado del 14 ó 15 (1,628mm. ó 1,450mm.de diámetro), cable de alimentación, etc.