Rueda y eje

Una rueda que gira sobre un eje permite que la carga ruede en vez de arrastrarse por el suelo, y el roce pasa a un pequeño cojinete engrasado. Los carros con ruedas aparecieron en Mesopotamia y en Europa hacia el 3500 a. C., y la misma idea movió después tornos, molinos y ruedas hidráulicas.

Qué es

Una rueda con eje es un disco fijado a un árbol o que gira sobre él. Bajo un carro, transporta una carga. En un torno de pozo o en un cabrestante, multiplica la fuerza.

Los rodillos bajo un trineo hay que devolverlos una y otra vez a la parte delantera; la rueda se queda bajo la carga. Lo difícil, que llevó mucho tiempo, fue hacerla girar con suavidad en torno a un eje fijo.

La lámina reconstruye una rueda maciza primitiva de tres tablones, un tipo hallado en muchas excavaciones de Europa y el Próximo Oriente, bajo un carro de bueyes de hacia el 3000 a. C.

Cómo funciona

Sobre rodillos la carga avanza con facilidad, pero cada rodillo que queda atrás hay que llevarlo otra vez hacia delante.

Un trineo arrastrado carga todo su peso sobre los patines y roza contra cada irregularidad. Sobre ruedas, el roce se concentra en un punto pequeño, entre el eje y su agujero, mientras el contorno rueda por el suelo.

La ventaja viene de la palanca, porque la superficie del eje está mucho más cerca del centro que el borde de la rueda. En una rueda de 70 centímetros de diámetro sobre un eje de 7 de grueso, el borde tiene diez veces más palanca, así que para vencer el rozamiento del eje basta tirar con una décima parte de su valor. El contorno sigue teniendo que rodar por el suelo, lo que añade su propia resistencia en caminos blandos o desiguales. La grasa, normalmente sebo o alquitrán, reduce aún más el rozamiento del eje.

Un eje muy delgado se rompe y uno muy grueso añade rozamiento. El agujero debe ser redondo y liso, y el eje, ajustar sin agarrotarse. En algunos de los primeros carros, las ruedas se encajaban en los extremos escuadrados del eje y giraban con él, mientras la parte central, redondeada, giraba en unos soportes bajo la caja. Después predominó el eje fijo, con las ruedas girando en sus extremos, sujetas con pezoneras.

Cómo construirlo

Una rueda maciza para un carrito de mano ligero puede hacerse con herramientas manuales. Los pasos siguientes son un esquema, sin planos acotados; un carro para cargas pesadas o animales de tiro exige la experiencia de un carretero.

Elegir la madera. Conviene una madera dura, tenaz y bien curada, como roble, fresno u olmo. Hacen falta tres tablones de unos 5 centímetros de grueso, el central más ancho que los laterales.

Cortar el disco. Se colocan los tablones canto con canto y se traza un círculo con una cuerda y una estaca. Se abren dos ranuras a contrahílo y se meten en ellas travesaños de madera dura que traban los tablones, unidos además con espigas. Después se sierra el contorno.

Hacer el cubo. Para que la rueda no cabecee, el centro necesita más grosor: se fija en cada cara un bloque torneado, el cubo, con clavijas de madera dura encoladas que atraviesan todo el disco. Se taladra el agujero del eje en perpendicular al disco y se alisa con una escofina o con una barra de hierro calentada.

Labrar el eje. Se desbasta una pieza recta de madera dura sin nudos. Los extremos se adelgazan para que entren con algo de holgura, y cada punta se atraviesa con un orificio para la pezonera, justo más allá de donde quedarán el cubo y la arandela. El eje se atornilla bajo la plataforma del carro con tacos de madera o abrazaderas de hierro.

Montar y probar. Se engrasan los extremos, se introducen las ruedas, se añaden arandelas y se clavan las pezoneras a fondo. Cada rueda debe girar libre y centrada, sin bambolearse. El carro se carga poco a poco, revisando las juntas después de cada prueba.

Seguridad. Azuelas, hachas y barrenas causan cortes profundos: las dos manos deben quedar detrás del filo. Un carro cargado en pendiente puede escaparse y aplastar a quien esté delante, así que se prueba en terreno llano y se calzan las ruedas al parar. Si el agujero del eje se abre quemando con hierro candente, hay que tener agua a mano.

Historia y evolución

Entre el 3600 y el 3300 a. C., aproximadamente, aparecen indicios de la rueda en un área muy extensa. Unas tablillas de arcilla de Uruk, en Mesopotamia, usan un signo para el carro. Una vasija de Bronocice, en el sur de Polonia, lleva grabado lo que parece un carro de cuatro ruedas. Otros hallazgos vienen del norte del Cáucaso y de las estepas al norte del mar Negro. Los arqueólogos siguen discutiendo dónde nació la idea.

Una rueda de carro de guerra de la Edad del Bronce: seis radios y un aro de pinas curvadas, mucho más ligera que un disco macizo.

La rueda más antigua conservada se encontró en 2002 en las marismas de Liubliana, en Eslovenia. Mide unos 70 centímetros de diámetro, tiene tablones de fresno unidos con travesaños de roble, y el radiocarbono la sitúa entre el 3350 y el 3100 a. C., aproximadamente. Su eje de roble, de unos 1,2 metros, tiene los extremos cuadrados, que encajaban en la rueda.

Según el antropólogo David Anthony, la rueda llegó tarde por falta de herramientas. Para labrar agujeros redondos y ejes rectos hacían falta formones y gubias de cobre fundido, que no se generalizaron en el Próximo Oriente hasta después del 4000 a. C.

Colocación de la llanta: el aro de hierro se pone en caliente y, al enfriarse, se contrae y aprieta la rueda.

Las ruedas macizas eran robustas pero pesadas, y convenían a los lentos carros de bueyes. Hacia el 2000 a. C., la cultura de Sintashta, al este de los Urales, construyó ruedas ligeras de radios y las montó en carros de guerra de dos ruedas tirados por caballos. Las ruedas de radios y los carros de guerra llegaron a Egipto, Grecia y China en los siglos siguientes.

En el I milenio a. C., los carreteros celtas empezaron a ceñir las pinas con una sola llanta de hierro, colocada en caliente para que al contraerse apretara las juntas, un método que se usó hasta el siglo XX.

El siglo XIX trajo las ruedas de radios de alambre tensados, lo bastante ligeras para la bicicleta, y después los neumáticos de caucho llenos de aire. Un eje ferroviario sigue funcionando igual: la carga descansa sobre un pequeño cojinete lubricado mientras la rueda avanza por el carril.