El Acero: Del Artesano al Ingeniero

 

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Número 26 – Fecha: 17 de Febrero al 2 de Marzo de 2006. Páginas 7 y 8.

En el mercado de la supervivencia, muchos quedaron en el camino. Fueron sólo una promesa del plan evolutivo; sólo quedaron los que mejor se adaptaron, los que pudieron transformar su ambiente y ejercer su hegemonía. Tal es el caso de los homínidos, particularmente de nosotros los hombres, quienes descubrimos la aplicabilidad neuronal, y nuestra mano prensil, auxiliada de un dedo “guía” o pulgar en el “manejo de herramientas”, nos permitió y permite tener una ventaja comparativa sobre cualquier competidor, ya sea de nuestra o de otra especie.

Las abstracciones mentales de los homínidos han impresionado y siguen impresionando a la comunidad científica, como resulta el caso de la manipulación de instrumentos. Es difícil determinar cuando ocurrió la primera utilización de la tecnología, pero tal vez fue el uso de un pequeño palo, para obtener termitas como alimento (como lo hacen los chimpancés en la actualidad), o de forma más elaborada, una lanza con punta de piedra para cacería, o cierto utensilio para la recolección y/o preparación de comida o líquidos.

Aparición del Hierro

Sin embargo, el hombre se dio cuenta de que requería de un material que tuviera mayor maniobrabilidad, que le permitiese moldearlo y transformarlo en diferentes artefactos. La piedra era muy difícil de trabajar de esa forma, así que el bronce (combinación antigua de cobre y estaño) fue el primer candidato para este trabajo, (estamos hablando de fechas anteriores a tres mil años antes de Cristo); pero, con el paso de los años, el hierro sustituyó al bronce, por contar con mejores propiedades.

La historia nos dice que la producción del hierro data del año 3000 a.C.; sin embargo, fue aproximadamente en el año 2000 a.C., en Anatolia, región de Asia Menor – que geográficamente está rodeada en el Norte por el Mar Negro y en el Sur por el Mar Mediterráneo -, donde se encuentra un registro de mayor exactitud.

En este contexto podemos decir que la ruta fue:

El desarrollo y difusión de la tecnología de producción del hierro data de 1000 a 600 años a.C. En el año 500 a.C., ya se trabajaba el proceso en la parte oeste de Europa, y en el 400 a.C. llegó a China. Muchos de los procesos involucrados en la elaboración del hierro requieren calentamiento y enfriamiento, y fueron inicialmente usados en Egipto hacia los 900 a.C., ya contenían alguna base para la producción del acero actual, el cual requiere una concentración por arriba del 0.3 por ciento de carbono en el hierro. Claro que existe otra serie de combinaciones y procesos en la actualidad para mejorar su calidad.

El Imperio Romano y el Acero

Posteriormente -se cuenta- el Imperio Romano, aludiendo al dicho de “todos los caminos conducen a Roma”, difundió el uso de la técnica de producción y desarrollo de acero para crear armamento, principalmente espadas, escudos y cuchillos. Las mejores armas siempre han creado contrapeso a favor de los ejércitos que las poseen.

La técnica permaneció, sin cambios, hasta que en siglo XV se logró incrementar al poder de calentamiento de los hornos y pasar de 900 a mil 200 grados centígrados en promedio. Para el siglo XVIII, con la utilización de coque, nuevamente se incrementó el calor producido (mil 600 grados centígrados) pero también se elaboró producto en mayor cantidad y a menor precio.

En el año 1751, Benjamín Huntsman fue uno de los precursores en este proceso, con steelworks, en Sheffield, Inglaterra. Huntsman usó el proceso denominado “crucible”, técnica que permitió por primera vez crear acero fino, gracias a la posibilidad de derretir los materiales y agregar aleaciones para mejorar el producto, de acuerdo con las especificaciones deseadas.

Para 1855, la producción en mayor magnitud fue posible gracias a Henry Bessemer, con un proceso neumático. También se desarrolló, en 1860, un proceso alterno, conocido como “a corazón abierto”, que alcanzaba temperaturas de hasta 2 mil grados centígrados. Esta técnica fue elaborada en Inglaterra por William y Friedrich Siemens, y en Francia por Pierre y Émile Martin. La ventaja de este procedimiento fue la flexibilidad para el trabajo, situación que le permitió estar prácticamente vigente hasta 1950.

Nuevas aleaciones

Otros procesos han marcado la pauta en innovación, como fue el procedimiento Linz Donawitz (LD) con la oxigenación de los hornos, así como la utilización de energía eléctrica, y, con el paso del tiempo, en la incorporación de mayor número de aleaciones que ayudaron a obtener nuevas propiedades para el acero, como evitar la corrosión (con el conocido stainless steel) y aumentar su fortaleza.

Mucha experimentación en las aleaciones se inició en 1820, con Michael Faraday y sus trabajos en el electromagnetismo y las propiedades químicas y físicas de los materiales. Sin embargo, el producto de las aleaciones más conocido fue el realizado por el inglés Robert F. Mushet, quien en 1868 observó que al agregar tungsteno al acero, este último incrementaba su dureza.

De esta forma, las aleaciones, con un período de auge que va de 1960 a 1980, se convirtieron en una parte importante de la producción del acero, pues sus propiedades podían modificarse de acuerdo a la composición que se hiciese. La mezcla actual del acero, contiene, en promedio, carbón, manganeso, azufre, fósforo, silicio, níquel, cromo, molibdeno, y cobre. En la actualidad se trabaja con microaleaciones, a efecto de agregar otros materiales, como vanadio, boro, aluminio, silicio, bismuto, cobalto, nitrógeno, para mejorar las características mecánicas del acero, dependiendo del uso que se le vaya a dar.

Por ejemplo, la dureza del acero se pude incrementar también al aumentar el porcentaje de carbono; por otro lado, puede reducir las propiedades dúctiles, contrariamente al titanio, que le ayuda en la ductibilidad. Por su parte, el manganeso reduce la conductividad termal y le ayuda al templado del material.

Nanoaleaciones para el Acero

Y, para el futuro, podemos pensar en tener nanoaleaciones en lugar de microaleaciones. Se piensa que la nueva arquitectura e ingeniería del acero va a trabajar en escalas de 10-9, auxiliada por los bits de computacionales, para poder modificar la estructura ínfima de la composición de los materiales e incorporarlos a diversos productos en nuestra vida diaria, como lo vemos en los automóviles, maletas, palos de golf, cubiertos para comer, relojes, artículos de oficina, varillas, anillos de acero y diversos aparatos electromecánicos, entre muchos otros, esperando brincar de la computadora del ingeniero a la mercadotecnia del laissez faire.

En otro contexto, y para darnos una idea de la jerarquía de este metal en la vida humana, podemos decir que el mercado de producción del acero “crudo” representa mil 129.4 millones de toneladas métricas. Los principales productores en el mundo, de acuerdo con datos del Instituto Internacional del Hierro y el Acero 2005, son:

  1. China 349.4 millones de toneladas métricas
  2. Japón 112.5 millones de toneladas métricas
  3. Estados Unidos 93.9 millones de toneladas métricas

Aunque, según diversos ingenieros, el acero de mejor calidad es el proveniente de Europa, principalmente el Alemán.

El Acero moldea nuestra vida

Como es conocido, el acero representa un material con muchas ventajas competitivas para los productores, y se ha convertido en un elemento que ha moldeado nuestra vida, contribuyendo no sólo al desarrollo científico y tecnológico sino también en el social y económico de muchos países del orbe, ya que representa una entrada de divisas muy importantes y tiene efecto enuna enorme cantidad de empleos.

No debemos olvidar que todo inició con la capacidad de tener alternativas, definida como inteligencia y la opción que hemos tenido de cambiar nuestro medio ambiente con el manejo de herramientas, para facilitar la adaptación de futuras generaciones. Destacando el pulgar, como pieza angular de aplicación de las ideas provenientes dentro de la sinapsis cerebral, de nuestras neuronas, sumada a la imaginación que cada uno de los artesanos de este metal han concebido.

Hemos pasado de la mano y temple del forjador, a la creación artística micro y nano estructural de piezas que nos rodean en nuestro devenir cotidiano. Todo esto sin dejar a un lado el marco ético de comportamiento empresarial y respeto del medio ambiente.

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