Nueve fueron designados y diez firmaron el informe

Las fuentes son cuatro números del Journal of the Franklin Institute: mayo de 1864 para la sesión que creó el comité, noviembre y el enero siguiente para las actas mensuales, y enero de 1865 para el propio informe, que va de la página 53 a la página 56. Todos son de dominio público y están digitalizados en Internet Archive. El reconocimiento óptico de caracteres altera las cifras, por lo que cada número citado abajo se comprobó con las imágenes de las páginas.

En abril: nueve nombres

La propuesta la presentó Algernon Roberts, con el apoyo de C. T. Parry, y pedía un comité que investigara la cuestión de un sistema adecuado de roscas, cabezas de perno y tuercas que el Instituto recomendaría para su adopción general por los ingenieros estadounidenses. El acta enumera a continuación el comité:

Nueve hombres. Conviene guardar la lista; importa en diciembre. Obsérvese también quién no está: William Sellers, cuya ponencia acababa de leerse, y Algernon Roberts, que presentó la propuesta de crear el comité.

En octubre y diciembre: informaron de avances

En la sesión mensual ordinaria del 20 de octubre de 1864, el acta dedica al comité una línea, compartida con otro: los comités especiales sobre pesos, medidas y monedas de los Estados Unidos y sobre un sistema uniforme de roscas y cabezas de perno informaron de avances. Esa es toda la entrada. Seis meses después de leída la ponencia.

La sesión del 15 de diciembre de 1864 se abre con William Sellers, presidente, en la presidencia. Otros dos comités especiales informaron de avances. Después, el comité especial sobre un sistema uniforme de roscas presentó el siguiente informe.

Por qué la rosca tiene una parte plana

El informe es sobre todo un argumento acerca de las herramientas, y su pasaje de más peso trata de la forma de la cresta. Una rosca en arista viva es la forma más sencilla y no necesita herramientas especiales, pero su propensión a sufrir daños, siempre grande, se vuelve un problema serio en pernos grandes. Algo hay que quitar de la punta. La cuestión es qué forma dejar.

Una cresta y un fondo redondeados, escribe el comité, presentan dificultades mucho mayores. Todos los machos y tornillos peinados o cortados en el torno requerirían una segunda operación para terminarlos o redondearlos. Y como el radio de la curva debe variar para cada rosca, sería imposible hacer un único calibre que sirviera para todos los tamaños, y muy difícil, sin herramientas especiales, darle la forma correcta incluso a uno solo.

Después, el principio, dicho sin rodeos:

La cresta plana existe, por tanto, porque una curva no podía verificarse con un solo calibre. La cantidad se fija con el mismo criterio: lo más pequeña posible, solo lo suficiente para proteger la rosca, para lo cual un octavo del paso parecería sobrado, dejando tres cuartos del paso como superficie de apoyo. Un octavo arriba, un octavo abajo, quedan tres cuartos: esa es la cuenta que hace la frase.

Se consideró y se descartó una rosca asimétrica. Un flanco perpendicular al eje daría la mayor resistencia con el menor rozamiento, pero solo cargaría en un sentido y la tuerca tendría que cortarse a juego, así que el comité clasificó esta forma como excepcional.

Sesenta grados, y por qué no más fina

Sobre el ángulo, el comité da una razón mecánica y, acto seguido, la verdadera. Sesenta grados parecen cumplir las condiciones de mínima resistencia por rozamiento junto con la máxima resistencia, pero sobre todo porque es un ángulo más fácil de obtener que cualquier otro y además de uso más general. Es el propio argumento de Sellers en la ponencia de ocho meses antes, repetido por el comité que la revisaba.

Sobre el paso, el comité parte de una observación que merece guardarse: en todos los casos, las roscas hoy en uso son más resistentes que sus pernos. Eso hacía atractiva una escala más fina. Tres cosas pesaron en contra.

• La fundición. Si la rosca se limitara al hierro forjado o al latón, podría haberse llegado a una escala más fina, pero como la fundición interviene tanto en todo trabajo de ingeniería, roscas más finas quizá no supondrían una mejora
• La parte plana ya había hecho parte del trabajo. En cuanto a la altura del filete y la resistencia del perno, adoptar una cresta y un fondo planos equivalía a reducir el paso de una rosca en arista viva un 25 por ciento, o a aumentar los hilos por pulgada un 33 por ciento. Las dos cifras son recíprocas exactas, y la cuenta cuadra
• Los talleres no podían mantenerla. Roscas más finas exigirían una exactitud mayor que la que tenía entonces la maquinaria de construcción, para evitar el riesgo de que la rosca saltara, y la superficie de desgaste disminuiría

Que la fundición haga más gruesa la escala es la misma razón que da Whitworth en 1841 en su propia ponencia: las roscas que promedió se usaban tanto en fundición como en hierro forjado, y esa circunstancia las hacía más gruesas de lo que habrían sido si se limitaran al hierro forjado. Dos comités, dos países, veintitrés años de distancia, y el mismo material fija el límite.

Y el mismo método, con las mismas palabras

La frase que cierra el argumento del paso es la que hay que guardar: opinamos que la práctica media del mundo mecánico resultaría probablemente más adecuada a la necesidad general que cualesquiera proporciones fundadas solo en la teoría. Y luego el método: nos hemos tomado cierto trabajo para averiguar qué proporciones se usan, y sometemos las siguientes como una media justa a nuestro juicio. (traducción)

Es el método de Whitworth y casi su redacción, se llegara a ello de forma independiente o no. Esta página da cuenta del paralelismo y no afirma cómo se produjo. Lo que sí deja establecido es que los tres documentos fundacionales que este sitio ha leído completos recurren al mismo instrumento. Consultar al oficio, sacar la media y redondear las cifras incómodas.

De dónde viene la regla de la medida entre caras

Las resoluciones incluyen las proporciones de cabezas y tuercas, y aquí entra en el registro una regla que todavía se reconoce.

Nuestra página sobre la ponencia de Sellers recoge que una de las firmas de Filadelfia llevó a la sesión de abril planos con una regla de la casa: la medida entre caras de cabezas y tuercas acabadas era vez y media el diámetro del perno. El comité adoptó esa regla de la casa y le sumó un octavo de pulgada. Lo que hoy decide la medida de llave de un perno es una tabla y no una fórmula, pero esta es la fórmula a la que sustituyó, y una de las firmas que la usaban formaba parte del comité.

Cómo debía difundirse

La segunda resolución es la interesante, porque nombra el mecanismo. Una copia de las resoluciones debía enviarse al Quartermaster General, al jefe del Bureau of Steam Engineering de la Armada, a los jefes de artillería del Ejército y de la Armada, a los jefes del Cuerpo de Ingenieros y del Cuerpo de Ferrocarriles Militares, y a los superintendentes y maestros mecánicos de las compañías ferroviarias, pidiéndoles que promovieran la adopción exigiendo a todos los constructores, en cualquier contrato nuevo, que se ajustaran a las proporciones recomendadas. Una tercera copia fue a las sociedades de ingeniería y a los principales talleres de máquinas y motores.

El camino hacia una rosca nacional pasaba por quienes firmaban los contratos de compra, y en diciembre de 1864 eso significaba el Ejército, la Armada y los ferrocarriles. Cincuenta y cuatro años después, el mismo razonamiento produjo una comisión federal con dos miembros del Ejército, dos de la Armada y un plazo de seis meses. El instrumento no cambió.

Diez firmas

La última resolución dice que este Comité quede ahora disuelto. Debajo están los nombres, cada uno con una firma comercial.

Nueve fueron designados y diez firmaron. J. W. Murphy, que fue designado, no está entre las firmas. William Sellers y Algernon Roberts, que firmaron, no estaban en la lista de abril. Roberts había presentado la propuesta que creó el comité. Sellers era el autor de la propuesta examinada y presidió la sesión que recibió el informe, y su empresa aportó dos de las diez firmas.

Leímos todos los números de junio de 1864 a enero de 1865 y no encontramos ningún acta que registre una incorporación o un cambio en la composición del comité. Esta página expone lo que dicen los dos documentos y se detiene ahí. Las actas de comités del siglo XIX suelen ser escuetas, y la ausencia de un registro no prueba nada en particular.

Qué puede sacar de esto un lector

• La parte plana de la rosca es una decisión de calibración. Una cresta redondeada necesita un radio distinto para cada paso, así que un calibre no podía servir para todos los tamaños, y el comité quería una forma que cualquier mecánico pudiera hacer sin herramientas especiales
• La parte plana es un octavo del paso en la cresta y en el fondo, lo que deja tres cuartos del paso como superficie de apoyo, y el informe hace esa cuenta en la misma frase
• La fundición fijó el límite de finura, en Filadelfia en 1864 exactamente igual que en Inglaterra en 1841
• La medida entre caras era diámetro y medio más un octavo de pulgada, tomada de la regla de la casa de una empresa miembro con un octavo añadido
• La adopción debía impulsarse desde las compras, a través de los responsables de compras del Ejército, la Armada y los ferrocarriles, medio siglo antes de que el Congreso hiciera lo mismo

El hábito que vale la pena tomar prestado es el que comparten los tres documentos. Ninguno afirma haber encontrado el número correcto. Cada uno dice, a su manera, que el número correcto no puede deducirse, y luego sale a medir lo que el oficio ya está haciendo.

Este artículo trata el paso 2: rosca. El orden completo es sustrato, rosca, cabeza, accionamiento, acabado y documentación. El artículo inglés Specifying a screw explica por qué alterarlo genera retrabajo.

Preguntas frecuentes

¿Qué concluyó el comité del Franklin Institute de 1864?

Presentó su informe el 15 de diciembre de 1864 y resolvió que el Instituto recomendara para su adopción general por los ingenieros estadounidenses una rosca de flancos rectos a 60 grados, con una parte plana en la cresta y en el fondo igual a un octavo del paso y una serie determinada de pasos, junto con proporciones para cabezas de perno y tuercas. Resolvió además enviar copias a responsables del Ejército, la Armada y los ferrocarriles y a las sociedades de ingeniería, y que el comité quedara disuelto.

¿Por qué la rosca Sellers tiene la cresta plana y no redondeada?

Por la calibración y las herramientas. El comité escribió que una cresta y un fondo redondeados exigirían una segunda operación para terminar los machos y tornillos cortados en el torno, y que, como el radio de la curva debe variar para cada rosca, sería imposible hacer un solo calibre que sirviera para todos los tamaños. Enunció el principio de que un sistema uniforme se facilitaría con una forma que cualquier mecánico inteligente pudiera construir sin herramientas especiales.

¿Qué parte de la rosca es plana?

Un octavo del paso en la cresta y un octavo en el fondo. El informe dice que la cantidad debe ser lo más pequeña posible y solo suficiente para proteger la rosca, que un octavo del paso parecería sobrado y que eso dejará tres cuartos del paso como superficie de apoyo.

¿Por qué el comité no adoptó un paso más fino?

Da tres razones. La fundición interviene tanto en todo trabajo de ingeniería que roscas más finas quizá no supondrían una mejora, mientras que una escala limitada al hierro forjado o al latón podría haber sido más fina. Adoptar una cresta y un fondo planos ya había logrado el equivalente a reducir un 25 por ciento el paso de una rosca en arista viva. Y roscas más finas exigirían una exactitud mayor que la que tenía la maquinaria de construcción, con riesgo de que la rosca saltara y menor superficie de desgaste.

¿De dónde viene la regla de diámetro y medio entre caras?

De este informe, que resolvió que la distancia entre las caras paralelas de la cabeza de un perno y de la tuerca fuera, para un perno en bruto, diámetro y medio del perno más un octavo de pulgada, y un dieciseisavo de pulgada menos en el trabajo acabado. Una de las firmas de Filadelfia representadas en el comité había llevado a la sesión de abril planos con vez y media el diámetro como regla de la casa.

¿Quién firmó el informe de 1864?

Diez hombres, cada uno con una empresa impresa junto a su nombre: Wm. B. Bement, C. T. Parry, J. Vaughan Merrick, John H. Towne, Coleman Sellers, B. H. Bartol, Edward Longstreth, James Moore, Wm. Sellers y Algernon Roberts. El comité designado en abril tenía nueve nombres; J. W. Murphy, que estaba en esa lista, no figura entre las firmas, mientras que Wm. Sellers y Algernon Roberts, que firmaron, no estaban en ella.

¿Cómo debía adoptarse la recomendación?

Mediante los contratos de compra. El comité resolvió enviar copias de las resoluciones al Quartermaster General, al jefe del Bureau of Steam Engineering de la Armada, a los jefes de artillería del Ejército y de la Armada, a los jefes del Cuerpo de Ingenieros y del Cuerpo de Ferrocarriles Militares, y a superintendentes y maestros mecánicos de los ferrocarriles, pidiéndoles que promovieran la adopción exigiendo a todos los constructores, en cualquier contrato nuevo, que se ajustaran a ella.

Referencias

• Journal of the Franklin Institute, enero de 1865, volumen 49 número 1, páginas 53 a 56: acta de la sesión mensual ordinaria del 15 de diciembre de 1864 e informe del comité especial sobre un sistema uniforme de roscas
• Journal of the Franklin Institute, mayo de 1864, volumen 47 número 5: la ponencia y el acta que designa el comité
• Journal of the Franklin Institute, noviembre de 1864, volumen 48 número 5, página 356: el comité informa de avances

Los cuatro números usados aquí son de dominio público y se leyeron a partir del texto digitalizado de ejemplares de Internet Archive, ninguno de acceso restringido. El reconocimiento óptico de caracteres altera las cifras en estas digitalizaciones, por lo que cada número citado arriba se comprobó con imágenes de las páginas impresas, en concreto las páginas impresas 55 y 56 del número de enero de 1865. Esa comprobación importó: la capa de texto da la equivalencia como 26 por ciento donde la página impresa dice 25 por ciento, la cifra que la convierte en recíproca exacta del 33 por ciento contiguo. No se cita aquí ningún valor de la tabla de pasos del informe, ya que esa tabla está muy deteriorada en la capa de texto. El paralelismo entre las primeras frases del comité y la ponencia de Whitworth de 1841 se expone como observación textual tras haber leído ambos documentos completos; no se afirma nada sobre cómo surgió, ni sobre copia o influencia. Sobre la composición, esta página indica solo lo que registran el acta de abril y las firmas de diciembre, y que los números de junio de 1864 a enero de 1865 se leyeron y no contienen ningún acta que registre un cambio en la composición del comité; no se sugiere ni insinúa ningún motivo ni irregularidad. No se afirma que este informe causara una adopción posterior, al no disponerse de ningún documento que lo registre. La recomendación no se compara con ninguna norma actual.