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Guía Ilustrada de la Innovación

Fundición


Metallurgy and smelting are perhaps some of the most important innovations in human history as they changed transportation, warfare, trade, agriculture, and more. Smelting and the working of metals provided a currency system and made the Industrial Revolution - from steam to electricity - possible.

Smelting
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Desarrollo de la metalurgia y la fundición

La metalurgia, como se la conoce actualmente, se desarrolló en un período de aproximadamente 6.500 años. La invención y el posterior desarrollo de la metalurgia y la fundición fueron utilizados por las civilizaciones para obtener armas, herramientas, instrumentos agrícolas, artículos domésticos, decoraciones, etc. Los primeros metales utilizados fueron el oro, la plata y el cobre, ya que estos se encontraban en su origen o metal estado. Las primeras formas eran probablemente pepitas de oro que se encontraron en la arena de los lechos de los ríos. Los primeros artefactos de cobre conocidos se encontraron en Iraq y datan de 8700 a. Hacia el final de la Edad de Piedra, estos metales se usaron de forma decorativa y práctica. Se descubrió que el oro se podía formar en pedazos más grandes a través del martilleo en frío, pero el cobre no. Comenzando alrededor de 7000 a. C., la gente del Neolítico comenzó a martillar cobre en navajas y cuchillos crudos; estas herramientas duraron más que las herramientas de piedra y fueron igual de efectivas. Los egipcios fabricaron armas de hierro meteórico desde aproximadamente 3000 a. Entre la Edad de Piedra y la Edad de Bronce, se produjo un período de transición que recibió su nombre por la combinación de los materiales cobre y piedra: el Período Calcolítico.

Los descubrimientos de que los metales como el cobre podían extraerse de su mineral calentando el metal más allá de su punto de fusión y que tales metales podían moldearse fundiéndose y fundiéndose en moldes fueron fundamentales para la Edad del Metal. El primer metal que se fundió estaba en el antiguo Medio Oriente y probablemente era de cobre. Los primeros artefactos conocidos que se formaron a través de la fusión y el moho son hachas de cobre de los Balcanes que datan del 4to milenio BCE. Los hornos con corrientes de aire forzado se inventaron para alcanzar las altas temperaturas requeridas para la fundición. Los hornos fueron alimentados con carbón hasta el siglo XVIII cuando se introdujo en Inglaterra el coque, un residuo sólido formado por el calentamiento de carbones bituminosos.

El siguiente descubrimiento crítico fue que la combinación de cobre y estaño hizo un bronce de metal superior. Serbia usó cobre y estaño para fabricar objetos de bronce, marcando el comienzo de la Edad del Bronce. Se hicieron diferentes tipos de bronce para diferentes propósitos, y la tecnología de fundición se extendió, probablemente a través del comercio y la migración, desde el Medio Oriente hasta Egipto, Europa y China. Para el año 2500 a. C., se usaba una técnica llamada soldadura fuerte, que unía los metales fundiendo y haciendo fluir un metal de relleno en la junta, como lo demuestra el recipiente de oro para la reina Puabi en la ciudad sumeria de Ur. También hay varios ejemplos de esta técnica de Troya y Egipto en esta época. Esta técnica todavía está en uso hoy en día.

Si bien no hay forma de determinar exactamente el comienzo de la Edad del Hierro, en las tumbas Hattic se encontraron artefactos de hierro que datan del año 2500 a. Los estudiosos creen que los hititas inventaron el proceso de extraer hierro de su mineral y formar un metal manejable, aunque pequeños pedazos de hierro se fabricaron naturalmente en hornos de fundición de cobre. En 1800 a. C., la India había empezado a trabajar el hierro, y aparentemente la Roma Imperial consideraba a la India como excelentes trabajadores del hierro fundido. Anatolia estaba fabricando armas de hierro a gran escala, y por lo tanto, esto se considera típicamente el verdadero comienzo de la Edad de Hierro. En el año 1000 a. C., el hierro trabajado se introdujo en Europa, y su uso se extendió hacia el oeste bastante lentamente. La fabricación de hierro había llegado a Gran Bretaña en el momento de la invasión romana, alrededor del 55 a. Aunque algunas regiones ni siquiera implementaron la tecnología, la evidencia indica que otras regiones estaban utilizando procesos de endurecimiento para mejorar la nitidez de las espadas, etc. En esta época también, África Oriental había comenzado a trabajar con acero.

La martensita templada se encontró en Galilea, que data de aproximadamente 1200 a. El templado aumenta la tenacidad de aleaciones como el acero y el hierro fundido. Se estaban produciendo grandes cantidades de acero en Esparta en el 650 a. C., y en el 600 a. C., se producía acero wootz en la India. Los siguientes cientos de años vieron muchos desarrollos en la industria metalúrgica; Song, China creó un método para usar menos carbón en un alto horno; los romanos mejoraron la organización y administración minera; Asia del Este inventó el proceso que más tarde se llamó el proceso de Bessemer. Desde 1623 dC, la Ley de Pascal impactó el tratamiento térmico del metal, y las primeras fundiciones de hierro se establecieron en el Reino Unido en 1700 d. El horno de arco eléctrico fue desarrollado en 1907 AD. Se realizaron muchos más desarrollos, incluida la publicación del conocimiento metalúrgico en el libro De Re Metallica durante el siglo XVI por Georg Agricola, considerado el "padre de la mineralogía". Hoy en día, algunas de estas técnicas todavía se utilizan, aunque se han realizado muchos desarrollos para modernizar el proceso.


Ejemplos de los efectos de la metalurgia / fundición

  • El descubrimiento del bronce marcó un cambio tecnológico significativo en la historia humana.

  • La extracción y el trabajo del hierro fue un factor esencial en el éxito de los filisteos.

  • Los desarrollos en la extracción y el trabajo de metales forzaron el avance de otras tecnologías, especialmente el uso de fuego y hornos.

  • Los metales han sido y continúan siendo utilizados como moneda en todo el mundo.

  • La metalurgia llevó al descubrimiento de la fundición y la minería, que ahora son grandes industrias.

  • El transporte, la guerra, la agricultura, los artículos cotidianos, la construcción, casi todo, se han visto afectados y avanzados por la metalurgia, lo que lo convierte, quizás, en uno de los procesos más importantes jamás inventado.
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