Metalurgia

Metalúrgica
Metalúrgica
Fundición y moldeado
Cera perdida
Dorado y plateado
Referencia
  • Introducción

    Algunos metales pueden encontrarse en estado puro y son llamados metales nativos, pero lo más frecuente es que estén contenidos en rocas como minerales. Los metales nativos son muy maleables, por lo que pueden ser trabajados mediante golpes. Esta técnica, llamada batido o martillado, es la más antigua. La extracción del metal desde una roca es un proceso más complejo, pues requiere identificar los minerales y extraerlos desde donde están alojados, muchas veces bajo tierra. Una vez extraídos de sus depósitos se someten a la acción del fuego con ayuda de hornos y crisoles, que permiten fundir y separar el metal del resto de la roca. El metal fundido permitió la elaboración de objetos mediante la ayuda de moldes, martillos, cinceles y limas. Este conjunto de conocimientos y técnicas es llamado metalurgia.

    Además del cobre, el hierro, el oro y la plata, los grupos humanos se han beneficiado de otros metales, como el plomo, el estaño y el platino, además de aleaciones de metales, para producir materiales con diferentes características de color, brillo, firmeza o plasticidad. Las aleaciones más utilizadas en tiempos antiguos fueron aquellas a base de cobre, el cual se transforma en bronce mediante el añadido de estaño o arsénico. El resultado es un metal de color más claro, más resistente, capaz de fundirse a menor temperatura y de propiedades sonoras particulares para producir, por ejemplo, campanas de gran resonancia. Otras aleaciones importantes son el electrum, una combinación de oro y plata utilizada en la antigua Grecia, y la tumbaga, combinación de cobre y oro muy popular en la zona norte de los Andes en época precolombina.

    A nivel mundial, los primeros objetos metálicos hechos en cobre nativo que se han encontrado provienen del Cercano Oriente (Irán y Anatolia) y tienen una antigüedad de 9000 años aproximadamente. La metalurgia se desarrolla hace cerca de 6000 años atrás en el área de Mesopotamia y los Balcanes y se expande rápidamente por todo el Viejo Mundo, siendo el cobre el metal mayormente utilizado. Hacia el año 3000 a.C. el uso de aleaciones se hace más frecuente, dando paso a la llamada Edad del Bronce en Europa y Asia. Alrededor del año 1000 a.C. el cobre es reemplazado por el hierro como materia prima principal utilizada en herramientas agrícolas, como el arado, y de guerra, en armas o aparatos defensivos.

    En América el descubrimiento de la metalurgia tuvo un desarrollo propio, el cual se inicia hacia el año 1500 a.C. con los primeros hallazgos de láminas de oro y cobre martillado en los Andes Centrales (Andahuaylas y Cupisnique), mientras que las primeras evidencias de fundición aparecen cerca del año 1000 a.C. en las tierras altas del Perú. Hacia el sur, alrededor del lago Titicaca, las evidencias más tempranas de fundición de cobre son escorias, la roca separada del metal tras la fundición, de cerca de 3000 años de antigüedad. La metalurgia de los Andes Centrales y del altiplano sur (Perú, Bolivia, norte de Chile y Argentina) enfatizó el trabajo del cobre y sus aleaciones, tanto para útiles y herramientas (cuchillos, hachas, cinceles, pinzas, entre otros), como para objetos ceremoniales y de adorno personal (aros, anillos, máscaras, campanillas, entre otros). No obstante, también existió el trabajo de objetos en plata y oro.

    En el noroeste de América del Sur, entre los actuales Ecuador y Costa Rica, se desarrolló una tradición metalúrgica propia, cuyas primeras evidencias aparecen cerca del año 500 a.C. en forma de objetos de cobre. Alcanzó gran sofisticación hacia el año 400 d.C. con el uso de la tumbaga, aleación de cobre y oro, y la realización de formas complejas mediante una técnica de vaciado llamada cera perdida. Además, hacia el año 1200 d.C. por primera vez se trabajó con el platino, un metal mucho más resistente a la deformación por golpes y a la acción del calor.

    En Mesoamérica la metalurgia tuvo una historia diferente. Sus primeros indicios se encuentran en el occidente de México alrededor del año 600 d.C., por influencia desde la zona norte de Sudamérica, con la cual al parecer hubo contacto cultural e intercambio de bienes a través del océano Pacífico. Cabe destacar que tanto en la civilización Maya, como en la gran ciudad de Teotihuacán, no se conoció el uso de los metales, los cuales se difundieron al resto de la región cerca del año 1200 d.C.

    Los metales en América fueron considerados por las diferentes culturas como materiales sagrados, vinculados a los dioses por sus cualidades excepcionales de brillo y color. Tanto en Mesoamérica como en los Andes, el oro, dorado y perdurable, se identifica con el Sol y con las deidades masculinas, de cualidades fecundantes ligadas a la agricultura. La plata, en cambio, de brillo pálido y corrosible, se identifica con la Luna, el agua, las mareas, y con diosas, también relacionadas con la fertilidad.

  • Fundición y Moldeado

    Los metales requieren de una gran exposición al calor para ser fundidos y separados de las rocas que los contienen. Cada metal tiene una temperatura de fusión diferente, la cual en muchos casos puede ser disminuida agregando otros minerales o fundentes. Durante la fundición se puede combinar más de un metal, logrando aleaciones.

    Los hornos metalúrgicos pueden ser sencillas construcciones, siempre que logren alcanzar las altas temperaturas requeridas. Una estructura de piedras ubicada sobre un fogón, adecuadamente alimentada y que asegure la circulación de aire que avive las llamas, sirve a este propósito. Las huayras o huayrachinas son los hornos más utilizados en los Andes tanto en tiempos precolombinos como durante la Colonia. Constan de una estructura cilíndrica de piedra o cerámica, con una serie de perforaciones alrededor, ubicada sobre un fogón, la cual podía ser alimentada de aire para aumentar su capacidad de producir calor, ya sea instalando el horno en laderas u otros lugares donde el viento circulara en fuertes corrientes de modo natural. También se usaba introducirles el aire soplando al interior mediante tubos de madera o cerámica llamados toberas. Los combustibles más utilizados fueron la madera y el guano. Imagen 1

    Una vez obtenido el metal fundido, este es retirado del horno y vaciado según el destino que se intente dar a ese metal. Metal puro puede ser guardado en forma de simples gotas o lingotes, que pueden ser fundidos en otra ocasión, como también puede ser vertido en moldes para lograr formas bases que requieren transformaciones posteriores o para alcanzar formas complicadas de adornos o herramientas. Los moldes son hechos de piedra tallada o de cerámica, capaces de resistir altas temperaturas y de transmitir el calor, y son recubiertos con una capa de cal como antiadherente. Pueden ser sencillos moldes abiertos de una sola cara o compuestos de varias piezas que encajan para lograr formas complejas. Los moldes suelen ser precalentados antes de recibir el metal fundido, para así disminuir la diferencia de temperatura entre ellos y evitar que se quiebren. Imagen 2

    Instrumentos como anzuelos, cuchillos o hachas, suelen ser confeccionados a partir de una forma base –ya sea rectangular simple u otra más semejante a la forma final que se busca obtener– la que es sometida a un intenso martillado para lograr aplanar y estirar el metal y adelgazar los filos. El martillado en frío puede alcanzar la deformación requerida, pero resulta en el debilitamiento del metal, de modo que es necesario recalentar nuevamente la pieza, con lo cual el metal recobra sus propiedades resistentes.

    Los moldes compuestos, conformados de varias partes ensambladas, reciben el metal fundido en una cavidad interior que les da forma y donde se han tallado previamente los detalles en negativo que luego tendrán la forma final impresa desde el molde (positivo). El molde compuesto considera además una boca o embudo, que es por donde se vierte el metal fundido al interior y que sirve además como reservorio de un exceso de metal durante el vaciado y la solidificación. Al enfriarse, los metales se comprimen levemente, de modo que el metal asentado pareciera ser ligeramente menor en cantidad que el mismo metal en estado líquido. El proceso de vaciado es muy delicado, pues el metal fundido es aún bastante espeso, y al rellenar el interior del molde deja un conjunto de burbujas de aire atrapadas. Para evitar esto, y asegurar el llenado completo de la cavidad, se instalan agujeritos o tubos de drenaje auxiliares en distintos puntos del molde para asegurar que el metal fluya en el interior y logre desalojar el aire atrapado.

    Una vez enfriado el metal y solidificado completamente, el molde se desensambla y la pieza metálica es extraída. El resultante es de apariencia porosa y suele mostrar excesos laterales en los lugares de unión de las piezas del molde. El acabado de la pieza implica el recorte o limado de los excesos, además de alisado de la superficie, ya sea mediante pulido manual, utilizando piedras suaves, o con ayuda de ácidos, a fin de lograr una superficie terminada suave y brillante.

  • Cera Perdida

    Vaciado en molde por cera perdida
    Ver animación

    La cera perdida es una técnica metalúrgica utilizada en distintos lugares del mundo, que permite moldear el metal fundido en formas complejas y detalladas. Esta técnica fue usada en Mesoamérica y el norte de Sudamérica, y permitió la producción de formas complejas y delicados detalles en metal fundido. En el área norte de los Andes (desde Ecuador a Costa Rica) se encuentra registro del uso de cera perdida desde el año 400 a.C., precisamente a base de formas iniciales realizadas en cera de abejas, especie nativa de la selva tropical. En los Andes Centrales (Perú y Bolivia), en cambio, se utilizó la misma técnica con resinas vegetales, como la proveniente del retamo (Bulnesia retama). En Mesoamérica la cera perdida aparece junto a la primera metalurgia, transmitida desde la zona norte de Sudamérica y se registra tanto el uso de cera de abeja como de resina de copal para elaborar la figura a partir de la cual se realiza el molde.

    Según el cronista franciscano fray Bernardino Sahagún, quien observó el modo de vida y las tecnologías indígenas en México en el siglo XVI, el proceso de elaboración de piezas mediante cera perdida era una secuencia compleja de varios pasos. Primero se elaboraba un núcleo central en una mezcla de arcilla con alto contenido de carbón, el cual era recubierto con una capa exterior de cera de abeja y resina de copal, en la cual se modelaba la forma que se deseaba obtener; luego esta pieza era recubierta de una capa fina de carbón y rodeada de arcilla, la cual conforma un molde con el debido agujero para introducir el metal. Mediante la exposición al calor, la cera se derrite y drena, mientras la arcilla se endurece. Así el molde resultante queda compuesto de una cámara ubicada entre el exterior de arcilla y el relleno de arcilla y carbón. Tras el rellenado con metal fundido, y después de enfriada la pieza, el molde de arcilla se quiebra para extraer la pieza y el núcleo poroso puede ser excavado y removido, a fin de obtener una pieza hueca.

    Una de las características principales de la técnica de la cera perdida, es que el molde exterior consta de una sola pieza y ésta no es desmontable, de modo que la única solución para recuperar la pieza metálica que queda encerrada al interior es romper el contenedor. Cada molde es irrepetible e irreparable, por lo cual cada pieza metálica elaborada por cera perdida es única.

  • Dorado y Plateado

    En América precolombina, joyas y objetos ceremoniales elaborados en metal eran relativamente escasos y se utilizaban para expresar el prestigio de autoridades y sacerdotes. Objetos de oro, plata y cobre, no eran considerados necesariamente símbolos de riqueza, pero sí de poder, puesto que sus cualidades de color, brillo y sonido eran consideradas divinas.

    El colorido de los metales fue trabajado de diferentes maneras: con aleaciones de diferentes metales –por ejemplo, la adición de estaño torna el cobre más amarillo–, y también por tratamientos en las superficies que hacen que el color exterior sea diferente al del contenido.

    El dorado o plateado por depositación es una técnica compleja utilizada en el norte y centro de los Andes, mediante la cual se produce una fina capa exterior de oro o plata que rodea un objeto de cobre o bronce. En primer lugar se requiere disolver partículas del metal más noble en una solución de agua, con ayuda de sales minerales ácidas; luego se neutraliza este líquido agregando cal y finalmente se sumerge allí la pieza que se desea recubrir, de modo que parte de las partículas disueltas se depositen en su superficie. Esta técnica se denomina también baño de reposición electrolítico. Así se obtiene una frágil y delgada capa de oro o plata, la cual es calentada para cohesionarla y fijarla, y finalmente pulida para aumentar el brillo de esta nueva apariencia.

    Una técnica alternativa, utilizada hacia el sur de los Andes, fue el dorado o plateado por eliminación. En este caso la pieza se manufactura en un metal aleado, de modo que contenga en su interior una cantidad de oro o plata. Mediante un constante martillado de la superficie del objeto en contacto con el aire, se logra una oxidación parcial: el metal menos noble se deteriora y se elimina por el martillado, o bien con ayuda de sustancias corrosivas, quedando expuesto sólo el metal noble remanente. Este método fue utilizado con gran maestría, alcanzando superficies verdaderamente doradas o plateadas a partir de bajos porcentajes de oro y plata al interior.

    Si bien el color y la apariencia del metal eran importantes en el contexto de ceremonias y rituales, la composición interna del metal también era relevante, aunque esta no fuera apreciable a simple vista. Hay casos de piezas provenientes del área Andina, las cuales contenían hasta 30% de oro o plata aleada dentro de una pieza que parecía ser totalmente de cobre; el brillo y el color del oro y la plata no se podían apreciar sin un tratamiento especial de la superficie que los hiciera resaltar. Este fenómeno se puede explicar porque los antiguos habitantes de los Andes valoraban las cualidades divinas de los metales tanto en su composición interna como en su apariencia exterior.

  • Referencias

    • CENTENO, S. & D. SCHORSCH, 1996. Caracterización de depósitos de oro y plata sobre artefactos de cobre del valle de Piura (Perú) en el período Intermedio Temprano. Boletín Museo del Oro 41: 165-185, Bogotá.
    • DONNAN, C., 1998. Un ceramio Moche y la fundición prehispánica de metales. Boletín del Museo Chileno de Arte Precolombino 7: 9-18.
    • EASBY, D., 1965. Pre-Hispanic Metallurgy and Metalworking in the New World. Proceedings of the American Philosophical Society 109 (2): 89-98.
    • FALCHETTI, A. M., 2003. The Seed of Life: The Symbolic Power of Gold-Copper Alloys and Metallurgical Transformations. En Gold and Power in Ancient Costa Rica, Panama and Colombia, J. Quilter & J. W. Hoopes, Eds., pp. 345-381. Washington D. C.: Dumbarton Oaks Research Library and Collection.
    • LECHTMAN, H., 1976. A Metallurgical Site Survey in the Peruvian Andes. Journal of Field Archaeology 3: 1-42.
    • PATIÑO, D., 1997. Arqueología y metalurgia en la costa Pacífica de Colombia y Ecuador. Boletín Museo del Oro 43: 48-67, Bogotá.
    • PENDERGAST, D. M., 1997. Rocas y minerales del México antiguo. Revista de Arqueología Mexicana 5 (27). México D. F.: Editorial Raíces.
    • SAUNDERS, N., 2003 Catching the Light: Technologies of Power and Enchantment in Pre-Columbian Goldworking. En Gold and Power in Ancient Costa Rica, Panama and Colombia, J. Quilter & J. W. Hoopes, Eds., pp. 15-47. Washington D. C.: Dumbarton Oaks Research Library and Collection.
 
 
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