El acero es uno de los materiales más utilizados en todo el mundo, desde un alfiler hasta el edificio más alto del mundo, desde un tenedor usado para comer, hasta el horno para preparar comida, desde la manija de un auto hasta una nave espacial, etc. todo debido a su versatilidad y a sus muchísimas propiedades físicas.
Se dice que para que el acero sea lo que es al día de hoy, han tenido que transcurrir alrededor de 4.000 años, 3,000 años A. de C. Es prácticamente imposible conocer con exactitud el surgimiento del acero debido a que seguramente su descubrimiento se produce por casualidad, las primeras civilizaciones crearon acero sin darse cuenta, lo más probable es que realizaban una serie de operaciones al fundir y endurecer hierro. En este proceso, y sin percatarse, incorporan carbono, creando así a lo que hoy conocemos como acero.
Inicios y aplicaciones
La aparición o descubrimiento del acero fue en Egipto y en Mesopotamia, hace aproximadamente 4.000 años . De acuerdo algunos historiadores en esta época hay señales del uso de hierro meteórico, como regalo para los dioses y como elemento decorativo. Los egipcios y los sumerios utilizaban este metal de origen extraterrestre. Los sumerios y los hititas lo nombraron ‘’ fuego del cielo’’, en Egipto lo denominaron metal del cielo, y se consideraba sagrado, porque venía desde el lugar que sus dioses habitaban. Aún no se puede hablar hasta aquí, de acero como tal. Pero sí, son los primeros trabajos con hierro. Vendría una etapa posterior que sí determina un proceso de fundición y posterior endurecimiento.
En 1,800 antes de Cristo, en la India se encuentran trabajos de fundición sobre Hierro. Según el Libro Blanco del Acero, que ha sido editado por la Asociación Mundial del Acero, existen en esa época trabajos similares y casi en paralelo en otros lugares de esa época. En yacimientos encontrados de hititas de Anatolia o Asia Menor, también se han hallado vestigios de materiales que fueron sometidos a fundición, 1.500 antes de Cristo. Dichos hallazgos son importantes porque se afirma que con esta tecnología fueron los impulsores para extender por Europa la técnica de fundición sobre Hierro. Se cree que todos estos pueblos y civilizaciones si produjeron acero, lo hicieron sin percatarse.
Los Griegos a través de un tratamiento térmico, endurecen armas de hierro hacia el 1.000 A. de C.
Estos datos históricos nos muestran el nacimiento y desarrollo de la Edad de Hierro (Última etapa de la prehistoria) 500 – 332 a. C que fue como etapa del desarrollo de la humanidad, uno de los principales gestores históricos de la civilización. De ahí son los orígenes de lo que hoy conocemos como acero. Para llegar hasta lo que hoy día conocemos, tuvieron que pasar varias etapas más, como los trabajos profesionales que se efectuaron durante la Edad de Hierro, donde nacen los primeros herreros.
El acero: un descubrimiento fortuito
Los primeros artesanos en trabajar el hierro, creaban aleaciones que hoy se conocerián como hierro forjado, con una técnica que consistía en calentar una masa de hierro y carbón vegetal en un gran horno, convirtiendo el mineral a una masa esponjosa de hierro metálico y llena de una escoria o impurezas metálicas, junto con cenizas de carbón vegetal. Este hierro se retiraba mientras permanecía incandescente, golpeándolo con pesados martillos para expulsar la escoria y soldar el hierro. Ocasionalmente esta técnica de fabricación, producía accidentalmente auténtico acero en lugar de hierros forjado.
Es difícil establecer qué porcentaje exacto de carbono se combinaba en el hierro con esta técnica, pero aquí ya se habla de aleaciones de acero. Esta aleación no era premeditada, pero el carbono entraba en contacto con el Hierro y se formaba un nuevo material, es ell origen del acero, que ya era muy valorado en esos tiempos.
Aunque no había certeza de que estaban creando un nuevo material, sí se sabían de que el nuevo resultado, en base a hierro, que conseguían era más duro y resistente. Y su proceso de formación le permitía dotarlo de diferentes formas. Así, lograban productos con un aspecto exterior diferente, y con una durabilidad asombrosa para la época.
Se ha tenido acceso a los primeros trabajos empíricos de investigación y desarrollo del acero, obvio, muy alejados de los que hoy día sabemos. Además se han encontrado datos que certifican que se llevaron a cabo técnicas de enfriamiento rápido. Incluso trabajos que incluían en el proceso de enfriamientos agua y aceite, para lograr ciertas características y formas sólidas.
Primeras referencias escritas de la acería
Los procesos de producción de acero se fueron afinando en diversas partes del mundo. Prácticamente todos los pueblos fueron aprendiendo de las enormes posibilidades de este metal. Principalmente por su facilidad para forjarlo, muy maleable y de gran duración. Esto hizo que en la historia del acero surjan sus técnicas de desarrollo.
Por ejemplo, la civilización griega, al ser una de las más avanzadas de la época, desarrolló una especie de industria acerera muy relevante para su época. Los trabajadores eran especializados del metal. Y encontramos las primeras referencias escritas que hablan propiamente del “acero”, diferenciado de otros componentes dentro de un misma pieza. En concreto, dicha referencia la encontramos en siglo VII antes de Cristo. Fue el historiador Herodoto (485 – 425 a.C) quien se refiere a Glaucus de Chios como el primer hombre que inventó el arte de incrustar acero, específicamente se habla de una bandeja de acero incrustada en un gran tazón de plata.
Siglo III antes de Cristo: Encontramos que son multitud las poblaciones que ven en el acero un material con unas características de grandes potencialidades. Por lo que se dedican muchos recursos a su desarrollo, convirtiendo al acero en un elemento clave para el desarrollo de las civilizaciones.
En esta etapa de la historia del acero, resulta fundamental la figura del herrero. Son artesanos y mano de obra cualificada, los pueblos que contaban con más herreros, fueron los que más desarrollo lograron. Un herrero famoso, aunque mítico, fue el dios griego Hefesto (Vulcano para los romanos), cuya fragua era un volcán, donde hacía las armas de los dioses. Además de la herrería y la metalurgia era el encargado de proteger la artesanía, la escultura y el fuego.
En la India se encuentran crisoles para fundir hierro forjado con carbón, y crear un acero que 2,300 años después es todavía valorado, aún considerando las técnicas rudimentarias, alejadas de los hornos eléctricos que tenemos hoy día en nuestro mundo desarrollado.
En China también destacan aceros de una excelente calidad. Aunque más tarde (siglo II antes de Cristo), Europa también demuestra su poderío con trabajos de gran nivel basados en acero.
Desarrollo del acero
Se había creado a través decenas de siglos un extraordinario insumo, para apoyar la mejora continua de las naciones. Larga y prolongada historia, como debía ser porque era para quedarse y servir a la humanidad para siempre.
Con acabados cada vez más profesionales, se da paso al surgimiento del mercado del acero, que en la actualidad fabrica a nivel mundial 1,629 millones de toneladas ala año.
China es hoy el mayor productor mundial, prácticamente la mitad del acero mundial sale de sus fábricas. Y al parecer no es producto del surgimiento económico del país en este siglo, es algo que se veía qué sería desde siglos atrás. Algunos historiadores de inicios de los años del cristianismo, como el romano Plinio Segundo (23-79 a. de C.) ya hablan de China como el lugar del que llegan los mejores aceros del mundo.
El acero logra un nivel hegemónico como insumo base, con el que se fabrican utensilios de guerra, destacan especialmente las espadas de Damasco. El acero de Damasco es un acero de crisol empleado y elaborado en Oriente Medio, principalmente para la fabricación de espadas desde el año 1100 hasta el 1750. Las espadas de acero de Damasco eran famosas por su dureza y su filo, eran esbeltas, ligeras y de un azul opaco.
Los artefactos que se fabricaban en Toledo, España: El acero toledano, es una variedad de acero muy utilizado durante el Imperio Español (Siglo XVI – XIX) para la fabricación de armas de guerra, sobre todo espadas.
Al mismo tiempo en Japón el acero se posiciona fuertemente con la fabricación de las espadas de los samuráis de la época.
Hasta entonces la industria del acero tenía un grave problema. Todos los procesos de fabricación eran largos y costosos. Lo cual limita la escabilidad de la producción y limita desarrollo de nuevas aplicaciones basadas en acero. Bajo estas circunstancias, nacen los grandes hornos en instalaciones de gran tamaño, su objetivo es la producción a gran escala de aceros bases. Son similares a los altos hornos que hoy conocemos. Ahora es Europa la que toma la delantera, conservando evidencias de ello, como las grandes instalaciones que se utilizaron en Suecia, todavía hoy pueden ser visitadas. Este es el punto de partida de lo que se llama ‘industria siderúrgica’.
En efecto a partir del siglo XIV el tamaño de los hornos para la fundición se incrementa bastante, al igual que el tiro para forzar el paso de los gases de combustión para carga o mezcla de materias primas. En estos hornos de mayor tamaño el mineral de hierro de arriba del horno se reducía a hierro metálico y posteriormente absorbía más carbono como resultado de los gases producidos y que abordan al hierro. El resultado de estos hornos era el llamado arrabio, una aleación que funde a una temperatura menor que el acero o el hierro forjado. El arrabio se refinaba después para fabricar acero
Surgen diferentes procesos químicos que buscan fabricar mejores aceros. Todos producto de investigaciones e innovaciones realizadas en Europa. Uno de ellos es: Producir una aceleración de la producción, mediante cementación. A las barras de hierro forjado se les agregaba carbón en polvo, logrando una buena aleación de acero, calentada posteriormente para aumentar el contenido carbónico.
De esta época es el inventor Benjamin Huntsman ( 1704 -1776) que crea una técnica de crisol en barro, que permite alcanzar altas temperaturas de fundición. Con este proceso se crean barras a partir de acero líquido. Son los primeros lingotes de acero de alta calidad, y con una presentación física muy uniforme. Un paso más hacia una producción industrial de alta calidad, y volumen.
Estos avance resultan fundamentales para que se geste la Revolución Industrial. Convirtiendo al acero en el metal más utilizado del mundo, llegando en los albores del siglo XX por delante del hierro.
El uso del acero se acelera
Se desarrollan las primeras grandes infraestructuras que hoy día se mantienen en buen estado, como por ejemplo el puente de Shropshire, en Inglaterra. La construcción se hizo entre 1777 y 1781 es el primer puente de arco del mundo. Para construir el puente fueron necesarias 384 toneladas de acero, tres meses de producción continua en uno de los hornos de Darby.
Se desarrollan también las primeras variaciones del acero, con manipulaciones patentadas, para fines muy concretos. Por ejemplo, a finales del Siglo XVIII encontramos nuevas técnicas de fundición en hornos que buscan restar presencia de carbono base. De este modo, se consigue un acero final más resistente y menos quebradizo, que sirvió para satisfacer las necesidades de la industria naval.
Europa era un productor en masa y a gran escala, por lo que empiezan las exportaciones. Se populariza el uso del acero, llegando a Estados Unidos.
Con su espíritu emprendedor, los estadounidenses comenzaron también a innovar en el ámbito de la acería. Dándose historias como las del emporio John Deere (1884-1886). Lo que hoy día es una importante multinacional, nace de las manos de un joven herrero, que crea un arado con hoja de acero que revoluciona el sector de la agricultura norteamericana.
A de inicios del siglo XX se da una gran expansión de la industria acerera. Se multiplican la investigación y desarrollo de procesos de fabricación. Procesos basados en el arrabio y en el coque metalúrgico. También nacen conceptos como el del inventor Henry Cort, que creó el proceso de laminación de chapa de hierro y acero. Simultáneamente se aumenta la demanda de acero, para industrias que no existían, como por ejemplo la del ferrocarril, la textil, y un poco después la automotriz, iniciando de forma masiva con Henry Ford, y la aeronáutica, que empezaron a demandar piezas específicas de acero
En Alemania nace la empresa Krupp (1811), base de lo que hoy día es el grupo ThyssenKrupp (1999) , una sus grandes divisiones es una gran acerera. En Asia, destaca la industrialización y fabricación en masa con empresas de un tamaño considerable, como por ejemplo Nippon Steel.
Más avances e innovaciones del acero
Uno de los avances más significativos de la siderúrgica es el convertidor de Bessemer. La elaboración de acero en convertidores es un método desarrollado en el año 1855 por el metalúrgico inglés H. Bessemer, y consiste fundamentalmente en soplar aire comprimido al arrabio vertido en un recipiente especial llamado convertidor., y consiste fundamentalmente en soplar aire comprimido al arrabio vertido en un recipiente especial llamado convertidor. Consigue acelerar el proceso de conversión del arrabio en acero. Todo un avance para la producción en masa y en grandes cantidades que requería la industria. Por otro lado, también hay que destacar la tecnología Siemens-Martin, que permitió mejorar la calidad, se consigue fabricar acero de óptima calidad en un tiempo récord.
Debido los avances mencionados , el acero permite lograr grandes infraestructuras, como rascacielos y ferrocarriles, edificaciones mundialmente reconocidas, como la estación central de Amberes, o el puente de Brooklyn. y llega lo que se puede denominar como la era del acero.
Se logran infinidad de aleaciones y variaciones, y se logra al punto más alto de aprovechamiento de las ventajas del acero. La construcción también entra de lleno en el mercado del acero, y la demanda no deja de crecer en todo el siglo XX.
Se patenta el acero inoxidable, se popularizan los procesos de fabricación a cielo abierto y se logran aleaciones cada vez más ligeras y flexibles. Las dos Guerras Mundiales en el siglo XX sirven de acicate a esta industria, ya que se continúa trabajando con mucha precisión, en busca de desarrollos que respondan a las necesidades de la industria armamentística.
Se dice que el último gran avance significativo de la industria llega con los hornos eléctricos. La gran variedad del acero resultante permite entrar en los mercados en donde aún no se utilizaba el acero como elemento base de fabricación de artículos.
Al día de hoy, se enfatiza en el carácter reciclable del acero. Preocupados los países por el medioambiente, el acero se revalúa , gracias a su alto nivel de reciclaje. En la actualidad el 70% de la producción de acero está basada en el reciclaje de materiales que han utilizado acero..
