La Revolución Industrial y el acero: avances tecnológicos

Blog Date

Nina Casas y Pablo Arredondo Vera.

Para entender mejor el desarrollo de la llamada Revolución industrial es necesario periodizarla y pensarla no como un único proceso continuo sino como una serie de innovaciones tecnológicas, cambios en la organización productiva y laboral y nuevos inventos. El proceso de producción del acero no sufrió grandes modificaciones con la Primera Revolución Industrial que comprende el periodo de 1760 a 1830 y que se basó sobre todo en la introducción de procesos mecánicos en la producción textil, particularmente a partir del algodón. Fue a partir de la introducción del ferrocarril, en este periodo todavía con vías de hierro y no de acero, que el transporte masivo de insumos y materias primas hizo posible el posterior desarrollo de la industria acerera. Es hasta la llamada Segunda Revolución Industrial o la Revolución tecnológica, de 1870 a la Primera Guerra Mundial, cuando la industria acerera se volvió un actor clave en los grandes cambios tecnológicos, económicos y sociales que dieron paso a la Modernidad. 

El proceso Bessemer 

Dentro de esta Segunda Revolución Industrial o Revolución tecnológica el procedimiento Bessemer de producción de acero, patentado en 1856, marcó el inicio de la producción industrial y a escala del acero como la conocemos hoy en día. La clave del proceso Bessemer se encuentra en la oxidación, la cual permite que compuestos presentes en el arrabio, un producto intermedio producido con hierro, coque y caliza y con un alto contenido de carbono, se disipen como óxidos o se solidifiquen separándose del mineral de hierro. Este proceso de oxidación también permite que el material se mantenga fundido y no se solidifique. En el tanque de fundición se mezclaba entonces, el arrabio, arcillas y aire a altas temperaturas constantes. De esta manera se pudo por primera vez obtener acero de manera industrial y en la cantidad suficiente para abaratar su costo; en 10 a 20 minutos se podían refinar de 3 a 5 toneladas de arrabio en acero cuando antes, con los hornos de hierro tomaba un día entero de calentamiento del horno con coque para poder obtener estas cantidades de acero. 

Ilustración 1. La Barrow Hematite Steel Company operaba 18 convertidores Bessemer en 1864 y era la planta acerera más grande del mundo a principios del siglo XX. 

 

Proceso Gilchrist - Thomas 

El proceso Bessemer fue muy exitoso en el Reino Unido y en los Estados Unidos, regiones que contaban con grandes yacimientos de hematita, un compuesto ferroso bajo en fósforo. Sin embargo, en Europa continental no se contaba con estos yacimientos y el mineral de hierro contenía mucho fósforo el cual no podía eliminarse con el proceso Bessemer y resultaba en un acero de menor calidad. Fue gracias al proceso básico Gilchrist – Thomas, patentado en 1878, que se comenzaron a utilizar otros minerales de hierro altos en fósforo en la producción de acero de mejor calidad. La novedad del proceso fue la sustitución de las arcillas que usaba el proceso ácido de Bessemer con dolomita o piedra caliza, las cuales capturaban el fósforo produciendo además un excelente fertilizante.  

Ilustración 2. Convertidor Thomas usado hasta 1964 en Alemania. (Fotografía de Rainer Halama) 

 

Proceso Siemens - Martin 

La última innovación al proceso Bessemer fue el llamado proceso Siemens – Martin. En 1857 Carl Wilhelm Siemens patentó un sistema de precalentado regenerativo donde los gases calientes que eran emitidos por el tanque de fundición de hierro eran canalizados a través de otro tanque con ladrillos calentándolos. Los ladrillos conservaban el calor, el cual era bombeado de nuevo al tanque de fundición. Con esto se buscaba reducir el consumo de combustible en un 70%. Posteriormente, el francés Pierre – Emile Martin aplicó este sistema en la fundición de acero. Así, el resultado no era sólo el ahorro de combustible sino la capacidad de producir grandes cantidades de acero. 

Ilustración 3. Diagrama del convertidor Siemens - Martin donde se aprecian los ladrillos que conservaban el calor y lo reintroducían al convertidor a presión. 

Estas innovaciones hicieron posible que, por ejemplo, en los Estados Unidos, en la década de 1870 se tendieran 75,000 kilómetros de vía de ferrocarril de acero, proeza nunca igualada. Del mismo modo, y a partir de otros desarrollos que se produjeron posteriormente, se comenzó a emplear el acero como material de construcción, haciendo posible el desarrollo de los primeros rascacielos, así como otras innovaciones en la ingeniería estructural.  

 

Referencias. 

The White book of Steel, World Steel Association, 2012.