PROCESO INDUSTRIAL DE LA PRODUCCIÓN DE HIERRO (Fe)

I. INTRODUCCIÓN:

Desde los primeros sencillos instrumentos hasta las actuales aeronaves, la evolución del hierro ha transcurrido en forma paralela a la evolución del hombre.

Al principio, el hierro se utilizó como elemento de diferenciación social, pues era un objeto de lujo al alcance de las altas jerarquías. Pero con el paso del tiempo fue convirtiéndose en un material de gran importancia estratégica.

La utilización del hierro como material bélico, poderoso e imprescindible, hizo posible el incremento cualitativo y cuantitativo de la producción de este metal.

El mundo actual no se podría concebir sin la presencia del hierro. La industria naval, la ferroviaria, la automovilística o la aeronáutica son los últimos resultados de una evolución iniciada muchos siglos atrás.

II. ORÍGENES E HISTORIA DEL HIERRO:

La edad del hierro fue la última etapa de la edad de los metales. El uso del hierro se inició hacia el 1900 aC, en plena edad del bronce y su implantación fue gradual; hacia el 1000 aC se consolidó como material de uso mayoritario.

Entre los siglos XII adC y X adC se produce una rápida transición en Oriente Medio desde las armas de bronce a las de hierro. Esta rápida transición tal vez fuera debida a la falta deestaño, antes que a una mejora en la tecnología en el trabajo del hierro. Aunque su manipulación resultaba más complicada, éste metal ofrecía un abanico más amplio de posibilidades prácticas y creativas. A este periodo, que se produjo en diferentes fechas según el lugar, se denomina Edad de Hierro, sustituyendo a la Edad de Bronce.

Junto con esta transición del bronce al hierro se descubrió el proceso de carburización, consistente en añadir carbono al hierro. El hierro se obtenía como una mezcla de hierro y residuo, con algo de carbono o carburos, y era forjado, quitando el residuo y oxidando el carbono, creando así el producto ya con una forma. Este hierro forjado tenía un contenido en carbono muy bajo y no se podía endurecer fácilmente al enfriarlo en agua. Se observó que se podía obtener un producto mucho más duro calentando la pieza de hierro forjado en un lecho de carbón vegetal, para entonces sumergirlo en agua o aceite. El producto resultante, que tenía una superficie de acero, era más duro y menos frágil que el bronce, al que comenzó a reemplazar.

El inicio de la metalurgia del hierro se podría situar en la zona de la actual Turquía, una tierra rica en este mineral. Asia Menor también fue uno de los primeros territorios en utilizar este metal. El pueblo hitita, que habitó el territorio de Anatolia durante este periodo, lo utilizó en ceremonias y rituales. Su uso se extendió por todo el territorio de un modo progresivo; traspasó fronteras y se comercializó en el exterior. La metalurgia del hierro se difundió gradualmente desde sus zonas de origen. Los lugares más próximos a la región de Asia Menor - Egipto, Chipre y Grecia - fueron los primeros en beneficiarse de su uso. La cultura griega sirvió de puente en la difusión de la metalurgia del hierro en Europa. El uso del metal con finalidades militares facilitó la colonización helénica del Mediterráneo, que fue decisiva en la adopción del hierro en la isla de Sicilia, la península Ibérica y el sur de África. Egipto fue el centro difusor de la metalurgia en África Occidental. La influencia egipcia llegó hacia la zona del lago Victoria, en las actuales Kenia, Tanzania y Uganda, donde se utilizaron hornos basados en las técnicas egipcias. En África Ecuatorial también se usó el hierro. La cultura bantú desarrolló una metalurgia del hierro, del cobre y del oro con la finalidad de comerciar con los árabes. China fue el centro metalúrgico más importante del Extremo Oriente. Conocían la fabricación del hierro desde el 1100 aC, y no se sabe con seguridad si fue una importación del Asia Menor o si apareció de manera autónoma. A pesar de la incertidumbre de su origen, las técnicas chinas fueron muchas y muy variadas.

La metalurgia del hierro se produjo por diversas razones, en dependencia directa del contexto concreto donde se daban: una crisis tecnológica, producida por la escasez de yacimientos de cobre y estaño, podía derivar en la búsqueda de nuevos materiales; un conflicto político, como una invasión, podía provocar la adquisición o abandono de determinadas técnicas.

III. EVOLUCIÓN TECNOLÓGICA DEL HIERRO:

La metalurgia del hierro fue encontrando su espacio. Fue la respuesta a la demanda de un nuevo material que satisficiera las nuevas necesidades existentes. Fue el símbolo de un nuevo poder - el poder del hierro - y un nuevo orden tecnológico, político y bélico. Más adelante, en periodo medieval, la expansión agrícola generó unas nuevas necesidades de hierro. Esta creciente demanda civil potenció la producción, y los centros de tratamiento del mineral se multiplicaron.

La evolución de la metalurgia está relacionada con factores de carácter tecnológico. Para obtener el cobre que, aliado con el estaño, constituye el bronce se necesitan 1.083º C. En cambio, para fundir el hierro hay que llegar hasta los 1.536º C. Esta diferencia de temperatura es una de las causas del porqué el bronce se trabajó antes que el hierro.

El trabajo del hierro se descubrió e impuso de un modo paulatino. Al principio, se utilizaban una serie de procedimientos sencillos que, con el paso del tiempo, acabaron siendo cada vez más complicados.

Básicamente, hay dos técnicas conocidas: el procedimiento directo, usado desde los inicios de la metalurgia del hierro hasta el siglo XIX, y el procedimiento indirecto, conocido ya desde la Edad Media y consolidado a partir de la Industrialización.

• Procedimiento directo:

El procedimiento directo es la operación de reducción donde el hierro no llega al estado de fusión. Se realiza en horno de cubeta. El metal que se obtiene es una masa esponjosa de hierro y escorias, que se tiene que separar del metal. La separación de los desechos es un proceso complicado, que requiere un trabajo de forja posterior para conseguirlo. Si se desea aumentar la dureza del hierro se puede conseguir mediante su introducción en carbono, con lo que se logra un mayor nivel de carburación del metal, lo que aumenta la dureza. El hierro carburado no es otra cosa que el acero.

• Procedimiento indirecto:

Es la operación de reducción donde el hierro llega hasta el estado líquido: una fusión completa donde la ganga - el material sobrante - forma una escoria líquida que se separa fácilmente del metal. Se realiza en altos hornos y produce un metal fundido, que se puede llevar a moldes y tiene un alto porcentaje de carbono (de un 1,7% a un 6,7%). Este método de obtención del hierro colado no se conoció en Europa hasta el siglo XI-XII d C.,

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