Autores: Nina Casas Guzik, Pablo Arredondo Vera.

Orígenes del Acero.

La palabra Acero provienen del latín aciarius, y éste a su vez de la palabra acies, que denomina el filo de un arma blanca. En la antigüedad el acero se usó sobre todo en la fabricación de armas punzocortantes, así como en herramientas de corte. Los orígenes del acero son en gran medida desconocidos por nosotros, sin embargo, se han encontrado algunas piezas de cuchillos en Kaman-Kalehöyük, Anatolia, actual Turquía, con más de 4,000 años de antigüedad, así como ejemplos casi tan antiguos provenientes del este de África, China y de la península ibérica. Tal es el caso de las falcatas que se producían en la Iberia pre-romana y eran codiciadas por romanos y cartagineses por igual, o también, las famosas dagas de Damasco o las katanas japonesas.  

Una vez que los hombres de la Edad de Hierro descubrieron las cualidades de este material, comenzaron a desarrollar nuevas técnicas como el templado, método que consistía en enfriar rápidamente el hierro con agua o aceite para incrementar su dureza.   

_{Ilustración 1. Falcata y otros elementos iberos. Museo Arqueológico de Villena. Alrededor del siglo IV a. C.} 

Procesos siderúrgicos 

Durante la antigüedad se generaron diversos procesos para producir acero en los distintos focos siderúrgicos que aparentemente se desarrollaron de manera independiente. Estos procesos siderúrgicos preindustriales o artesanales se pueden clasificar en dos grupos. Por una parte, están aquellos que se llevaban a cabo dentro de un horno bajo, y por otro lado aquellos que se hacían en crisoles. 

El proceso general para la producción de cualquier acero es la conversión del óxido de hierro en hierro. El hierro no se puede encontrar puro en la naturaleza debido a que con la presencia del oxígeno de la atmósfera se oxida, y por ello, los métodos de extracción de hierro puro tienen su origen en la eliminación del oxígeno en el óxido del hierro. El método básico para lograrlo consiste en calentar el óxido de hierro en presencia de carbón, lo que al combinarse con el oxígeno proporciona dióxido de carbono y le da al hierro cierta pureza, aunque con altas concentraciones de carbono.   

Horno Bajo 

Un horno bajo es capaz de transformar el mineral de hierro extraído de la naturaleza en metal apto para la forja de armas y otros objetos. Estos hornos de reducción estaban dispuestos al aire libre y se caracterizaban porque en sus diversos procesos productivos intervenía directamente la fuerza humana. Los hornos empleados eran de tamaño reducido y por lo general semi-excavados en el suelo. Alcanzaban aproximadamente un metro de altura y su diámetro interior rondaba entre los 40 y 70 centímetros aproximadamente. Estaban construidos con piedras areniscas y arcilla y podían presentar, o no, un agujero o dama inferior para la salida de escorias. Estos hornos aparecieron a comienzos de la Edad de Hierro, aunque se han encontrado herramientas de hierro de épocas anteriores. Su gran concentración de níquel señala que se trata de hierro de asteroides o meteoritos. 

Acero de crisol 

El acero de crisol es un tipo de acero elaborado mediante diferentes técnicas caracterizadas por el lento proceso de calentamiento y enfriamiento del hierro puro en un crisol, siempre en presencia de carbono. El crisol es el contenedor en el que el metal se funde generalmente a temperaturas mayores que los 500°C. Los crisoles se encuentran al interior de los hornos y se elaboran a menudo con grafito y barro para lograr la unión entre ambos materiales. Tradicionalmente se añadía una cierta cantidad de carbón en el crisol, carbón mineral o vegetal durante el procedimiento. 

Acero wootz 

La primera forma de acero acrisolado fue el wootz elaborado en la India en algún período cercano al 300 a.C. Durante su producción el hierro se mezclaba con cristal o hematita y se calentaba lentamente, posteriormente se dejaba enfriar. Como resultado de la aleación ya enfriada, el cristal se enlazaba con las impurezas del acero y éstas brotaban a la superficie de la aleación, haciendo que se purificara. El carbón penetra en el hierro mediante difusión de los átomos de carbón a través de las paredes porosas de los granos del acero. El dióxido de carbono no reacciona con el hierro, pero se mezcla con él en pequeñas cantidades lo que proporciona una forma de control de la concentración. El acero wootz tiene altos contenidos de carbono y es reconocido por su patrón veteado que resulta de este proceso de enfriamiento y consolidación.  

_{Ilustración 2. Ejemplo de acero wootz con su caracterísico patrón trabajado en Damasco} 

_{Ilustración 3. Porus, uno de los reyes de la región india del Punjab, al ser vencido por Alejandro Magno le regaló acero, más preciado en aquel momento que el oro o la plata, en particular para un jefe militar.} 

A partir de este proceso, en el sur de la India y posteriormente en Sri Lanka, se lograba producir una tonelada de acero por cada dos toneladas de material ferroso, lo cual era muy eficiente en ese momento. Fue así, que el subcontinente indio se convirtió rápidamente en un centro de exportación de un acero reconocido por su dureza y por su tenacidad.  

El método wootz también fue exportado tiempo después a Oriente Medio donde se combinó con otras técnicas para producir el acero de Damasco, célebre hasta mediados del siglo XVIII. De acuerdo con las leyendas de la época, las espadas de Damasco eran reconocidas por sus patrones ondulantes en la superficie y por su filo. Hoy en día no se han logrado reproducir las características de este notable acero. Durante siglos la verdadera naturaleza del acero de Damasco o el acero wootz es un tema que ha intrigado a investigadores en Asia y Europa e incluso existe evidencia de una extensa discusión sobre el tema con estudios realizados por varios de los primeros científicos islámicos.  

Para el siglo XII, comenzaron a surgir nuevas tecnologías como los altos hornos ya conocidos en Asia. Uno de los primeros ejemplos se puede encontrar en Lapphyttan, Suecia, en donde las avanzadas técnicas de producción y sus ricos depósitos de material de hierro han convertido al país en uno de los más importantes proveedores de acero de alta calidad en el continente. El estudio del acero wootz y el acero de Damasco en los siglos XVIII y XIX fue un elemento importante en el desarrollo industrial de la siderurgia en el Reino Unido, Francia y Rusia.  

 

Referencias 

https://dle.rae.es/acero 

J. Stephen Jeans, Steel: Its History, Manufacture, Properties, and Uses, E. & F.N. Spon, 1880 

J.‐S. Park, K. Rajan y R. Ramesh, “High‐carbon steel and ancient sword‐making as observed in a double‐edged sword from an Iron Age megalithic burial in Tamil Nadu, India”, 17 October 2019 https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1111/arcm.12503 

Will Durant, The Story of Civilization, Simon and Schuster, 2005 

World Steel Association, The white book of steel, 2012