El ámbito de aplicación del bronce

INTRODUCCION

La utilización de las aleaciones de cobre y estaño en la fabricación de armas, piezas decorativas y utensilios de toda índole data de tiempos prehistóricos y determina el inicio de la denominada edad del bronce, que sucedió al período neolítico.

El estudio del bronce es necesario para poder entender las aplicaciones que podrá tener en nuestra rama de ingeniería industrial, esto debido a que lo usaremos a lo largo de nuestra vida laboral y por el mismo hecho debemos conocer las pruebas de ensayo a las que debe ser sometido para evitar cometer errores o simplemente desperdiciar este material que es tan importante y útil.

Bronce es toda aleación metálica de cobre y estaño en la que el primero constituye su base y el segundo aparece en una proporción del 3 al 20 %. Así, el bronce de cobre con un 10% de estaño es muy resistente a los agentes corrosivos. Al añadir aluminio a la combinación disminuye esta propiedad, pero se incrementa notablemente la resistencia mecánica.

La introducción del bronce resultó significativa en cualquier civilización que lo halló, constituyendo la aleación más innovadora en la historia tecnológica de la humanidad. Herramientas, armas, y varios materiales de construcción como mosaicos y placas decorativas consiguieron mayor dureza y durabilidad que sus predecesores en piedra o cobre calcopirítico.

Durante miles de años fue la aleación básica para la fabricación de armas y utensilios, y orfebres de todas las épocas lo han usado en joyería, medallas y escultura. Las monedas acuñadas con aleaciones de bronce tuvieron un protagonismo relevante en el comercio y la economía mundial.

Sus aplicaciones incluyen partes mecánicas resistentes al roce y a la corrosión, grifería, fabricación de muelles, cojinetes y válvulas, elementos de la industria naval, así como instrumentos musicales de buena calidad como campanas, gongs, saxofones, y se la utiliza así mismo para fabricar cuerdas de pianos, arpas y guitarras.

CONCEPTO

El término bronce deriva probablemente del persa "berenj" (latón). Otras versiones lo relacionan con el latín "aes brundisium" (mineral de Brindisi) por el antiguo puerto de Brundisium. Se cree que la aleación pudiera haber sido enviada por mar a este puerto, y desde allí era distribuida a todo el Imperio romano.

Se conoce como bronce a todo el conjunto de aleaciones cuyo principal componente es el cobre y en las que se incorporan otros metales, tales como el estaño, el plomo o el aluminio. La principal característica de los diferentes tipos de bronce es la variabilidad de las distintas propiedades -dureza, plasticidad, resistencia a la tracción y a la corrosión, etc.- que se registra en función de los porcentajes que contengan de cada componente.

El bronce es una fusión del estaño y el cobre. Existen dos tipos de cobre, el primero de ellos contiene 80 por ciento de cobre y 20 por ciento de estaño, mientras que el segundo contiene 95 por ciento de cobre y 5 por ciento de estaño. La función del estaño sobre el cobre es trasmitirle resistencia y dureza.

Las aleaciones constituidas por cobre y zinc se denominan propiamente latón; sin embargo, dado que en la actualidad el cobre se suele alear con el estaño y el zinc al mismo tiempo, en el lenguaje no especializado la diferencia entre bronce y latón es bastante imprecisa.

El bronce fue la primera aleación de importancia obtenida por el hombre y da su nombre al período prehistórico conocido como Edad del Bronce. Durante milenios fue la aleación básica para la fabricación de armas y utensilios, y orfebres de todas las épocas lo han utilizado en joyería, medallas y escultura. Las monedas acuñadas con aleaciones de bronce tuvieron un protagonismo relevante en el comercio y la economía mundial.

Cabe destacar entre sus aplicaciones actuales su uso en partes mecánicas resistentes al roce y a la corrosión, en instrumentos musicales de buena calidad como campanas, gongs, platillos de acompañamiento, saxofones, y en la fabricación de cuerdas de pianos, arpas y guitarras.

Las aleaciones constituidas por cobre y zinc se denominan propiamente latón; sin embargo, dado que en la actualidad el cobre se suele alear con el estaño y el zinc al mismo tiempo, en el lenguaje no especializado la diferencia entre bronce y latón es bastante imprecisa.

El bronce fue la primera aleación de importancia obtenida por el hombre y da su nombre al período prehistórico conocido como Edad de bronce. Durante milenios fue la aleación básica para la fabricación de armas y utensilios, y orfebres de todas las épocas lo han utilizado en joyería, medallas y escultura. Las monedas acuñadas con aleaciones de bronce tuvieron un protagonismo relevante en el comercio y la economía mundial.

Cabe destacar entre sus aplicaciones actuales su uso en partes mecánicas resistentes al roce y a la corrosión, en instrumentos musicales de buena calidad como campanas, gongs, platillos de acompañamiento, saxofones, y en la fabricación de cuerdas de pianos, arpas y guitarras.

En estado de fusión es muy fluido, no reteniendo oxígeno, lo que constituye una ventaja para las piezas fundidas por no presentar sopladuras o burbujas.

HISTORIA DEL COBRE

El cobre era conocido en la prehistoria y fue probablemente el primer metal utilizado para fabricar útiles y objetos decorativos.

Los objetos de cobre se han encontrado entre los restos de muchas civilizaciones antiguas, incluyendo las de Egipto, Asia Menor, China, sudeste de Europa, Chipre (palabra de la que se deriva su nombre), y Creta.

Los nativos americanos también utilizaban el cobre desde el tercer milenio A.C. El análisis de los objetos de cobre y sus aleaciones, y el estudio de los minerales existentes en las regiones donde fueron encontrados inducen a pensar que ya en el año 6.000 A.C. el hombre desarrollaba procesos metalúrgicos.

La introducción del bronce resultó significativa en cualquier civilización que lo halló, constituyendo la aleación más innovadora en la historia tecnológica de la humanidad. Herramientas, armas, y varios materiales de construcción como mosaicos y placas decorativas consiguieron mayor dureza y durabilidad que sus predecesores en piedra o cobre calcopirítico.

La técnica consistía en mezclar el mineral de cobre —por lo general calcopirita o malaquita— con el de estaño (casiterita) en un horno alimentado con carbón vegetal. El carbono del carbón vegetal reducía los minerales a cobre y estaño que se fundían y aleaban con el 5 al 10 % en peso de estaño. El conocimiento metalúrgico de la fabricación de bronce dio origen en las distintas civilizaciones a la llamada Edad de Bronce.

Inicialmente las impurezas naturales de arsénico permitían obtener una aleación natural superior, denominada bronce arsenical. Esta aleación, con no menos del 2 % de arsénico, se utilizaba durante la Edad de Bronce para la fabricación de armas y herramientas, teniendo en cuenta que el otro componente, el estaño, no era frecuente en muchas regiones, y debía ser importado de parajes lejanos. Placa de bronce pulida.

La presencia de arsénico hace a esta aleación altamente tóxica, ya que produce —entre otros efectos patológicos— atrofia muscular y pérdida de reflejos.

Estatua en cobre del faraón Pepy I. Siglo XXIII a. C. Las aleaciones basadas en estaño más antiguas que se conocen datan del cuarto milenio a.C. en Susa (actual Irán) y otros sitios arqueológicos en Luristán y Mesopotamia.

Aunque el cobre y el estaño pueden alearse con facilidad, raramente se encuentran minas mixtas, si bien existen algunas pocas excepciones en antiguos yacimientos en Irán y Tailandia. El forjado regular del bronce involucró desde siempre el comercio del estaño. De hecho, algunos arqueólogos sospechan que uno de los disparadores de la Edad del hierro, con el subsecuente y progresivo reemplazo del bronce en las aplicaciones más importantes, se debió a alguna interrupción seria en el comercio de ese mineral alrededor de 1200 a. C., en coincidencia con las grandes migraciones del Mediterráneo. La principal fuente de estaño en Europa fue Gran Bretaña, que posee depósitos de importancia en Cornualles. Se sabe que ya los fenicios llegaron hasta sus costas con mercancías del Mediterráneo para intercambiarlas por estaño.

En el Antiguo Egipto la mayoría de los elementos metálicos que se elaboraban consistían en aleaciones de cobre con arsénico, estaño, oro y plata. En tumbas del Imperio Nuevo, o en el templo de Karnak, se encuentran bajorrelieves mostrando una fundición datada en el siglo XV a. C.

En el caso de la Grecia clásica, conocida por su tradición escultórica en mármol, se sabe que desarrollaron igualmente técnicas de fundición de bronce avanzadas, como lo prueban los bronces de Riace, originados en el siglo V a. C.

Bronces de la Dinastía chola (India), aprox. del siglo X. En India, la plenitud artística de la Dinastía chola produjo esculturas notables entre los siglos X y XI de nuestra era, representando las distintas formas del dios Shivá y otras deidades.

Las civilizaciones de la América prehispánica conocían todo el uso de las aleaciones de bronce, si bien muchos utensilios y herramientas continuaban fabricándose en piedra. Se han hallado objetos fabricados con aleaciones binarias de cobre-plata, cobre-estaño, cobre al plomo e incluso aleaciones poco usuales de latón.3 Ya en la época colonial, las fundiciones más importantes se encontraban en Perú y en Cuba, dedicadas principalmente a la fabricación de campanas

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