Utilización De Los Metales Por El Hombre Desde La Antigüedad

Utilización de los metales por el hombre desde la antigüedad

La Edad de los Metales es una de las dos grandes etapas tecnológicas en las que tradicionalmente se ha subdividido la Prehistoria euroasiática. Por definición, es el período que siguió a la Edad de Piedra y durante el cual el hombre empezó a fabricar objetos de metal1 fundido. La existencia de procesos metalúrgicos es indispensable para establecer la adscripción de una cultura arqueológica a esta etapa, ya que los metales nativos eran trabajados por martilleado desde las fases iniciales del Neolítico. Siguiendo este criterio, la Edad de los Metales comenzaría con las primeras evidencias de fundición del cobre, que son del VI milenio a. C. (en Anatolia y los montes Zagros) y acabaría con la progresiva entrada en la Historia de cada región (en Europa esto se produjo durante el I milenio a. C.). En Mesopotamia y Egipto coincide ya con el desarrollo de la escritura y por tanto la metalurgia allí es plenamente histórica.

Los primeros indicios de metalurgia en Europa proceden del área de los Balcanes, a mediados del V milenio a.C. y son de origen autóctono. Para el resto del continente las evidencias aparecen durante la segunda mitad del IV milenio a.C., aunque su generalización y el consecuente abandono de la piedra como elemento básico para la fabricación de artefactos sólo se materializó con la llegada del hierro. Debido a la escasez de materia prima, en el Egipto faraónico esta sustitución nunca se llegó a producir.

Dado que no existen rupturas en el desarrollo de las tecnologías metalúrgicas entre la Prehistoria, la Protohistoria y la Historia, en este artículo se incluyen procesos que se dieron en periodos claramente históricos.

¿Cómo se extraen los minerales del hierro?

El mineral de hierro se extrae de la Pirita, es polisulfuro de hierro, SxFe2.

La extracción depende si es una mina a cielo abierto o por el contrario es una mina subterránea, las voladuras se hacen en exteriores, en las minas a cielo abierto con mayor facilidad y seguridad, también se hacen en las subterráneas, existen protocolos de seguridad, esto no es una ciencia exacta en cuanto al tiempo, dependen de muchos factores.

Las máquinas son terribles, unas palas de 12 metros de anchura que llevan ruedas de casi 2 metros de altura, llevan el mineral a unas moledoras, dónde hay una gran bola que al girar parte en mil pedazos más pequeños los minerales que van depositando en los conductos.

Yo estuve con los Ingenieros de la fábrica Agruminsa en Vizcaya (España), recorrí los 40 kilómetros de carreteras subterráneas y ví las máquinas, la trituradora y simas de más de 100 metros de profundidad.

Procedimientos químicas en la metalurgia del hierro

Concentración (que es la separación de la mayor parte de la ganga o material de desecho que acompaña al mineral)

Preparación química del mineral para la etapa siguiente, por medio de la tostación o de la calcinación

Reducción u operación por la que el metal combinado pasa a elemento simple

Existen diversos tipos de técnica metalúrgica, según sea el metal que se quiere beneficiar o el proceso utilizado. Así se distinguen la siderurgia (arrabio, hierro, acero); las metalurgias especiales (cobre, aluminio, cinc, estaño, plomo, etc.), la pulvimetalurgia y la electrometalurgia.

Esquemas y funcionamiento de un Alto Horno

Un alto horno típico está formado por una cápsula cilíndrica de acero de un 30 m de alto forrado con un material no metálico y resistente al calor, como asbesto o ladrillos refractarios. El diámetro de la cápsula disminuye hacia arriba y hacia abajo, y es máximo en un punto situado aproximadamente a una cuarta parte de su altura total.

La parte inferior del horno está dotada de varias aberturas tubulares llamadas toberas, por donde se fuerza el paso del aire que enciende el coque.

Cerca del fondo se encuentra un orificio por el que fluye el arrabio cuando se sangra (o vacía) el alto horno. Encima de ese orificio, pero debajo de las toberas, hay otro agujero para retirar la escoria.

La parte superior del horno contiene respiraderos para los gases de escape, y un par de tolvas redondas, cerradas por válvulas en forma de campana, por las que se introduce el mineral de hierro, el coque y la caliza.

Una vez obtenido el arrabio líquido, se puede introducir en distintos tipos de coladura para obtener unos materiales determinados: la colada convencional, de la que se obtienen productos acabados; la colada continua, de la que se obtienen trenes de laminación y, finalmente, la colada sobre lingoteras, de la que lógicamente se obtienen lingotes.

Hierro colado y hierro dulce. Hierro Dulce

Hierro Dulce

Hierro libre de impurezas, es el más puro que se encuentra en la naturaleza. Es bastante blando por lo que se trabaja con facilidad, se utiliza preferentemente en la fabricación de electroimanes, sin embargo la mayor parte del uso del hierro se realiza en formas que han pasado por un tratamiento previo, como en el caso del hierro colado o la fundición

Hierro Colado

Hierro colado, más conocido como fundición gris es un tipo de aleación conocida como fundición, cuyo tipo más común es el conocido como hierro fundido gris.

El hierro gris es uno de los materiales ferrosos más empleados y su nombre se debe a la apariencia de su superficie al romperse. Esta aleación ferrosa contiene en general más de 2% de carbono y más de 1% de silicio, además de manganeso, fósforo y azufre. Una característica distintiva del hierro gris es que el carbono se encuentra en general como grafito, adoptando formas irregulares descritas como “hojuelas”. Este grafito es el que da la coloración gris a las superficies de ruptura de las piezas elaboradas con este material.

Las propiedades físicas y en particular las mecánicas varían dentro de amplios intervalos respondiendo a factores como la composición química, rapidez de enfriamiento después del vaciado, tamaño y espesor de las piezas, práctica de vaciado, tratamiento térmico y parámetros micro estructurales como la naturaleza de la matriz y la forma y tamaño de las hojuelas de grafito.

Aceros comunes

Se da el nombre de aceros aleados a los aceros que además de los cinco elementos: carbono, silicio, manganeso, fósforo y azufre, contienen también cantidades

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