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Historia del Hierro: Palacio, elemento, forjado, fundido y más.

La historia del hierro, el cual es uno de los materiales más utilizados hoy en día en el mundo, causó una revolución en el mund0, específicamente en los ámbitos de las industrias y sus similares; el hierro es conocido por ser uno de los materiales más resistentes y efectivos para su uso en maquinarias y otros.

historia del hierro

¿Qué es?

El hierro es un elemento químico con el símbolo Fe, y el número atómico 26. Es un metal de la primera serie de transición. Debido a su masa es el elemento más común en la Tierra, el cual forma gran parte del núcleo externo e interno de la Tierra. Es el cuarto elemento más común en el globo terráqueo.

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Su abundancia en planetas rocosos como la Tierra se debe a su abundante producción por la fusión en estrellas de gran masa, donde es el último elemento que se produce con la liberación de energía antes del violento colapso de una supernova, que dispersa el hierro en el espacio.

Al igual que los otros elementos del grupo 8, rutenio y osmio, el hierro existe en una amplia gama de estados de oxidación, de -2 a +7, aunque +2 y +3 son los más comunes. El hierro como elemento se encuentra en los meteoroides y otros ambientes con bajo contenido de oxígeno, pero es reactivo al oxígeno y al agua.

Las superficies de hierro fresco parecen gris plateado brillante, pero se oxidan en el aire normal para dar óxidos de hierro hidratados, comúnmente conocidos como óxido. A diferencia de los metales que forman capas pasivantes de óxido, los óxidos de hierro ocupan más volumen que el metal y por lo tanto se desprenden, exponiendo superficies frescas a la corrosión.

Historia del hierro

El hierro metálico se ha utilizado desde la antigüedad, aunque las aleaciones de cobre, que tienen temperaturas de fusión más bajas, se utilizaron incluso antes en la historia de la humanidad. El hierro puro es relativamente blando, pero es inalcanzable por fundición porque se endurece y fortalece significativamente por las impurezas, en particular el carbono, del proceso de fundición. Una cierta proporción de carbono (entre 0,002% y 2,1%) produce acero, que puede ser hasta 1000 veces más duro que el hierro puro.

El metal de hierro crudo se produce con altas temperaturas en hornos, donde el mineral se reduce mediante coque u arrabio, que tiene un alto contenido de carbono. Un mayor refinamiento con oxígeno reduce el contenido de carbono a la proporción correcta para fabricar acero. Los aceros y las aleaciones de hierro formadas con otros metales (aceros aleados) son, por una gran diferencia, los metales industriales más comunes porque tienen una gran variedad de propiedades deseables y la roca que contiene hierro es abundante.

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Los compuestos químicos del hierro tienen muchos usos. El óxido de hierro mezclado con polvo de aluminio se puede encender para crear una reacción térmica muy elevada, utilizada en la soldadura y purificación de minerales. El hierro forma compuestos binarios con los halógenos y los chalcógenos. Entre sus compuestos organometálicos se encuentra el ferroceno, el primer compuesto sándwich descubierto.

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El hierro juega un papel importante en la biología, formando complejos con oxígeno molecular en la hemoglobina y la mioglobina; estos dos compuestos son proteínas comunes de transporte de oxígeno en los vertebrados. El hierro es también el metal en el sitio activo de muchas enzimas ‘‘redox’’ importantes que se ocupan de la respiración celular y la oxidación y reducción en plantas y animales.

En los machos humanos adultos hay unos 3,8 gramos de hierro, y 2,3 gramos en las hembras; el hierro se distribuye en los humanos en la hemoglobina y por todo el cuerpo. El hierro es un elemento crítico en el metabolismo de cientos de proteínas y enzimas involucradas en diversas funciones corporales, como el transporte de oxígeno, la síntesis de ADN y el crecimiento celular.

Propiedades mecánicas

Las propiedades mecánicas del hierro y sus aleaciones pueden ser evaluadas usando una variedad de pruebas, incluyendo la prueba de Brinell, la prueba de Rockwell y la prueba de dureza de Vickers. Los datos sobre el hierro son tan consistentes que a menudo se utilizan para calibrar mediciones o para comparar pruebas. Sin embargo, las propiedades mecánicas del hierro se ven afectadas de forma significativa por la pureza de la muestra: los monocristales puros de hierro son en realidad más blandos que el aluminio, y el hierro más puro producido industrialmente (99,99%) tiene una dureza de 20-30 Brinell.

Un aumento en el contenido de carbono causará un aumento significativo en la dureza y resistencia a la tracción del hierro. Se consigue una dureza máxima de 65 Rc con un contenido en carbono del 0,6%, aunque la aleación tiene una baja resistencia a la tracción. Debido a la suavidad del hierro, es mucho más fácil trabajar con él que con sus congéneres más pesados, el rutenio y el osmio.

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Historia del hierro

El hierro es uno de los elementos indudablemente conocidos por el mundo antiguo. Ha sido trabajado, o forjado, durante milenios. Sin embargo, los objetos de hierro de gran antigüedad son mucho más raros que los objetos hechos de oro o plata debido a la facilidad con la que el hierro se corroe.

Cuentas hechas de hierro meteórico en el año 3500 a.C. o antes fueron encontradas en Gerzah, Egipto por G. A. Wainwright. Las cuentas contienen 7,5% de níquel, lo que es una firma de origen meteórico ya que el hierro que se encuentra en la corteza terrestre generalmente sólo tiene impurezas minúsculas de níquel.

El hierro meteórico era muy apreciado debido a su origen en los cielos y a menudo se utilizaba para forjar armas y herramientas. Por ejemplo, una daga de hierro meteórico fue encontrada en la tumba de Tutankamón, conteniendo proporciones similares de hierro, cobalto y níquel a las de un meteorito descubierto en el área, depositado por una antigua lluvia de meteoritos. Los artículos que probablemente fueron hechos de hierro por los egipcios datan de 3000 a 2500 a.C.

La plancha Meteoritic es comparativamente blanda y dúctil y se forja fácilmente en frío, pero puede volverse quebradiza cuando se calienta debido al contenido de níquel.

La primera producción de hierro comenzó en la Edad Media del Bronce, pero pasaron varios siglos antes de que el hierro desplazara al bronce. Muestras de hierro fundido de Asmar, Mesopotamia y Tall Chagar Bazaar en el norte de Siria se hicieron en algún momento entre 3000 y 2700 AC.

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Los hititas establecieron un imperio en el centro-norte de Anatolia alrededor del año 1600 a.C. Parecen ser los primeros en comprender la producción de hierro a partir de sus minerales y la consideran muy importante en su sociedad. Los hititas comenzaron a oler el hierro entre 1500 y 1200 a.C. y la práctica se extendió al resto del Cercano Oriente después de la caída de su imperio en 1180 a.C. El período siguiente se llama la Edad de Hierro.

Se fueron encontrando artefactos de hierro fundido en la India que datan de 1800 a 1200 a.C., y en el Levante alrededor de 1500 a.C. (lo que sugiere que se funden en Anatolia o el Cáucaso). Las supuestas referencias (comparar la historia de la metalurgia en el sur de Asia) al hierro en los Vedas de la India se han utilizado para reivindicar un uso muy temprano del hierro en la India, respectivamente, hasta la fecha los textos como tal. El término rigveda ayas (metal) probablemente se refiere al cobre y al bronce, mientras que el hierro o śyāma ayas, literalmente “black metal”, se menciona por primera vez en el Atharvaveda post-rigvédico.

Algunas evidencias arqueológicas sugieren que el hierro se fundió en Zimbabwe y el sureste de África ya en el siglo VIII a.C. La siderurgia se introdujo en Grecia a finales del siglo XI a.C., desde donde se extendió rápidamente por toda Europa.

La expansión de la siderurgia en Europa Central y Occidental está asociada a la expansión celta. Según Plinio el Viejo, el uso del hierro era común en la época romana. La producción anual de hierro del Imperio Romano se estima en 84750 t, mientras que la China Han, igualmente poblada y contemporánea, produjo alrededor de 5000 t. En China, el hierro sólo aparece alrededor de 700-500 aC.

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La fundición de hierro puede haber sido introducida en China a través de Asia Central. Las primeras pruebas del uso de un alto horno en China datan del siglo I d.C., y los hornos de cubilote se utilizaron ya en la época de los Estados en guerra (403-221 a.C.). El uso del alto horno y del horno de cubilote siguió siendo generalizado durante las dinastías Song y Tang.

Durante la Revolución Industrial en Gran Bretaña, Henry Cort comenzó a refinar el hierro desde el arrabio hasta el hierro forjado (o hierro en barra) utilizando sistemas de producción innovadores. En 1783 patentó el proceso de encharcamiento para refinar el mineral de hierro. Más tarde fue mejorado por otros, incluyendo Joseph Hall

Fundamentos de la química moderna

En 1774, Antoine Lavoisier utilizó la reacción del vapor de agua con el hierro metálico dentro de un tubo de hierro incandescente para producir hidrógeno en sus experimentos que condujeron a la demostración de la conservación de la masa, que fue instrumental en el cambio de la química de una ciencia cualitativa a una cuantitativa. (Ver artículo: Historia de la química)

Historia del hierro fundido

El hierro fundido y el hierro forjado pueden producirse involuntariamente cuando se funde cobre utilizando mineral de hierro como fundente.

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Los primeros artefactos de hierro fundido datan del siglo V a.C., y fueron descubiertos por arqueólogos en el actual condado de Luhe, Jiangsu, en China. Esto se basa en un análisis de las microestructuras del artefacto. Debido a que el hierro fundido es comparativamente frágil, no es adecuado para aplicaciones en las que se requiere un borde afilado o flexibilidad. Es fuerte bajo compresión, pero no bajo tensión.

El hierro fundido se inventó en China en el siglo V a.C. y se vierte en moldes para hacer arados y macetas, así como armas y pagodas. Aunque el acero era más deseable, el hierro fundido era más barato y por lo tanto se utilizaba más comúnmente para los implementos en la antigua China, mientras que el hierro forjado o el acero se utilizaba para las armas.

En el oeste, donde no estuvo disponible hasta el siglo XV, sus primeros usos incluyeron el cañón y el tiro. Enrique VIII inició el lanzamiento de cañones en Inglaterra. Pronto, los siderúrgicos ingleses que utilizaban altos hornos desarrollaron la técnica de producir cañones de hierro fundido, que, si bien eran más pesados que los cañones de bronce imperantes, eran mucho más baratos y permitían a Inglaterra armar mejor su armada.

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La tecnología del hierro fundido fue transferida desde China. Al-Qazvini en el siglo XIII y otros viajeros observaron posteriormente una industria del hierro en las montañas de Alburz, al sur del Mar Caspio. Esto está cerca de la ruta de la seda, de modo que el uso de la tecnología derivada de China es concebible. Los ferreteros del Weald continuaron produciendo hierros fundidos hasta la década de 1760, y el armamento fue uno de los principales usos de los hierros después de la Restauración.

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Las ollas de hierro fundido se fabricaban en muchos altos hornos ingleses de la época. En 1707, Abraham Darby patentó un método para hacer ollas (y calderas) más delgadas y, por lo tanto, más baratas que sus rivales. Esto significó que sus hornos de Coalbrookdale se volvieron dominantes como proveedores de macetas, una actividad en la que se unieron en las décadas de 1720 y 1730 con un pequeño número de otros altos hornos de coque.

El desarrollo de la máquina de vapor por Thomas Newcomen proporcionó un mercado adicional para el hierro fundido, puesto que el hierro fundido era considerablemente más barato que el latón con el que se fabricaban originalmente los cilindros del motor. John Wilkinson fue un gran defensor del hierro fundido que, entre otras cosas, fundió los cilindros de muchas de las máquinas de vapor mejoradas del inventor e ingeniero mecánico escocés James Watt hasta el establecimiento de la Fundición Soho en 1795.

Acero

El acero (con menor contenido de carbono que el arrabio, pero más que el hierro forjado) se produjo por primera vez en la antigüedad utilizando una florería. Los herreros de Luristan, en el oeste de Persia, fabricaban buen acero en el año 1000 a.C. Luego se desarrollaron versiones mejoradas, el acero Wootz de la India y el acero de Damasco alrededor del 300 a.C. y el 500 d.C. respectivamente. Estos métodos eran especializados, por lo que el acero no se convirtió en un producto importante hasta la década de 1850. (Ver artículo: Historia de la física)

En el siglo XVII se idearon nuevos métodos para producirlo carburando barras de hierro en el proceso de cementación. En la Revolución Industrial, se idearon nuevos métodos para producir barras de hierro sin carbón vegetal, que más tarde se aplicaron a la producción de acero. A finales de la década de 1850, Henry Bessemer inventó un nuevo proceso de fabricación de acero que consistía en soplar aire a través de arrabio fundido para producir acero dulce. Esto hizo que el acero fuera mucho más económico, lo que provocó que ya no se produjera hierro forjado en grandes cantidades.

El palacio del hierro

En la década de 1850 se abrió en la Ciudad de México una tienda de ropa llamada “Las Fábricas de Francia” que era propiedad del francés Víctor Gassier. En 1860, Gassier se asoció con Alexander Reynaud, formando una empresa llamada Gassier & Reynaud.

En 1876, José Tron y José Leautaud se incorporaron, formando la asociación V. Gassier & Reynaud, Sucs. S. en C. En 1879 el nombre formal de la empresa pasó a ser J. Tron y Cía. Sin embargo, continuó operando bajo el nombre de “Las Fábricas de Francia”. A partir de aquí, el esfuerzo de Tron y Leautaud tuvo un éxito considerable.

En 1879, comenzaron a planear la construcción de una tienda por departamentos en la Ciudad de México similar a las famosas tiendas de lujo, y tiendas de clase alta en París (Le Bon Marché), Nueva York (Saks Fifth Avenue), Londres (Harrods) y Ámsterdam (De Bijenkorf).

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En 1888 compraron un terreno para construir su nuevo centro comercial. Contrataron al arquitecto mexicano Ignacio de la Hidalga para el proyecto y la construcción debía durar hasta 1891.

Tron y Leautaud decidieron construir un edificio de cinco pisos. Fue, notablemente, el primer edificio en la Ciudad de México hecho de hierro y acero. Como la primera estructura de este tipo en México, socialmente el edificio fue muy nombrado, ya que había muchas interrogantes con respecto a que palacio de hierro se estaba construyendo en ese momento en México.

En 1891, al terminar la construcción, Tron y Leautaud decidieron cambiar el nombre de la empresa por el de “El Palacio de Hierro”, aprovechando la publicidad que ganaban durante la construcción.

El 15 de abril de 1914 un incendio destruyó el edificio. Luego se utilizaron otros edificios. Con el fin de la Revolución Mexicana, comenzó la construcción de un nuevo edificio diseñado por el arquitecto francés Paul Dubois. El edificio Art Nouveau fue inaugurado en 1920 con techos duales de vidrio de Jacques Grüber (1870-1936) de Nancy, Francia.

Actualmente, El Palacio de Hierro forma parte de Grupo Bal, un conglomerado diversificado en México con intereses en seguros, minería y comercio minorista.

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Es una tienda departamental integral con líneas de productos que van desde ropa, hasta artículos para el hogar, muebles, joyería, alimentos selectos, juguetes, spa, servicios de viaje y electrónica.

Especialmente en el área de ropa, es un minorista de alto nivel, con marcas nacionales mexicanas de primera línea, además de albergar muchas boutiques de líneas exclusivas como Emilio Pucci, Tiffany’s, Tommy Hilfiger, Cartier, Esprit, Max Mara, BCBG Max Azria, Emporio Armani, Fendi, Louis Vuitton, Gucci, Tory Burch, Salvatore Ferragamo, Prada, Ermenegildo Zegna, Ralph Lauren, Chanel, Versace, Swarovski, Michael Kors, Burberry, Escada, Juicy Couture, Carolina Herrera, Mango, Bvlgari, Bottega Veneta y Hermès.

Historia del hierro forjado

Durante la dinastía Han, nuevos procesos de fundición de hierro condujeron a la fabricación de nuevos implementos de hierro forjado para su uso en la agricultura, como la sembradora multitubular y el arado de hierro. Además de los terrones accidentales de hierro forjado bajo en carbono producidos por el exceso de aire inyectado en los antiguos hornos de cubilote chinos.

Los antiguos chinos crearon el hierro forjado utilizando la fragua más fina por lo menos en el siglo II a.C., los primeros especímenes de hierro fundido y hierro en bruto finos en hierro forjado y acero encontrados a principios de la dinastía Han (202 a.C. – 220 d.C.) en Tieshengguo. Pigott especula que la fragua fina existió en el período anterior de los Estados en guerra (403-221 a.C.), debido al hecho de que hay artículos de hierro forjado de China que datan de ese período y no hay pruebas documentadas de la floración que alguna vez se utilizó en China.

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El proceso de clarificación consistía en licuar el hierro fundido en una chimenea de clarificación y eliminar el carbono del hierro fundido por oxidación. Wagner escribe que además de las chimeneas de la dinastía Han que se cree que son chimeneas clarificadoras, también hay evidencia pictórica de la chimeneas clarificadoras de un mural de la tumba de Shandong fechado entre los siglos I y II d.C., así como una pista de evidencia escrita en el texto taoísta del siglo IV d.C. Taiping Jing. (Ver artículo: Historia de la biología)

El hierro forjado se ha utilizado durante muchos siglos, y es el “hierro” al que se hace referencia a lo largo de la historia occidental. La otra forma de hierro, el hierro fundido, se utilizaba en China desde la antigüedad, pero no se introdujo en Europa occidental hasta el siglo XV; incluso entonces, debido a su fragilidad, sólo podía utilizarse para un número limitado de fines. A lo largo de gran parte de la Edad Media, el hierro se producía mediante la reducción directa del mineral en las florecillas de accionamiento manual, aunque la energía hidráulica había comenzado a emplearse en 1104.

La materia prima producida por todos los procesos indirectos es el arrabio. Tiene un alto contenido de carbono y como consecuencia es frágil y no se puede utilizar para hacer hardware. El proceso de osmond fue el primero de los procesos indirectos, desarrollado en 1203, pero la producción de flores continuó en muchos lugares. El proceso dependía del desarrollo del alto horno, que son procesos para la eliminación de contaminación del metal, del cual se han descubierto ejemplos medievales en Lapphyttan, Suecia y Alemania.

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Los procesos de floración y de osmosis se fueron sustituyendo paulatinamente a partir del siglo XV por procesos de bisutería, de los que existían dos versiones, la alemana y la valona. A su vez, fueron sustituidos a partir de finales del siglo XVIII por charcos, con ciertas variantes como el proceso sueco de Lancashire. Estos también están obsoletos, y el hierro forjado ya no se fabrica comercialmente.

Proceso del florecimiento

El hierro forjado fue producido originalmente por una variedad de procesos de fundición, todos ellos descritos hoy en día como “bloomeries”. Se utilizaron diferentes formas de floración en diferentes lugares y épocas. La florería fue cargada con carbón y mineral de hierro y luego encendida. Se soplaba aire a través de un tuyere para calentar la florería a una temperatura algo inferior al punto de fusión del hierro.

En el curso del eperlano, la escoria o los restos,, se derretirían y prontamente se agotarían, y el monóxido de carbono del carbón reduciría el mineral a hierro, que formaba una masa esponjosa, llamada “floración”, que contenía hierro y también minerales de silicato fundido (escoria) del mineral. El hierro permaneció en estado sólido.

Si se dejara que la flor se calentara lo suficiente como para fundir el hierro, el carbono se disolvería y formaría lingotes o hierro fundido, pero esa no era la intención. Sin embargo, el diseño de una florería dificultaba el punto de fusión del hierro y también impedía que la concentración de monóxido de carbono llegara a ser alta.

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Una vez finalizada la fundición, se eliminó la floración y se pudo volver a iniciar el proceso. Por lo tanto, se trataba de un proceso por lotes, en lugar de un proceso continuo como un alto horno. La floración tuvo que ser forjada mecánicamente para consolidarla y darle forma de barra, expulsando la escoria en el proceso.

Durante la Edad Media, la fuerza del agua se aplicó al proceso, probablemente inicialmente para accionar los fuelles, y sólo más tarde a los martillos para forjar las flores. Sin embargo, si bien es cierto que se utilizó la energía hidráulica, los detalles siguen siendo inciertos. Esa fue la culminación del proceso directo de fabricación del hierro.

Sobrevivió en España y el sur de Francia como fraguas catalanas hasta mediados del siglo XIX, en Austria como el stuckofen hasta 1775, y cerca de Garstang en Inglaterra hasta alrededor de 1770; todavía se utilizaba en Nueva York en la década de 1880. En Japón, la última de las antiguas florecillas de tatara utilizadas en la producción de acero tradicional de tamahagane, utilizado principalmente en la fabricación de espadas, no se extinguió hasta 1925, aunque a finales del siglo XX se reanudó la producción a baja escala para suministrar el acero a los artesanos espadachines.

Finalmente, para mejor comprensión del texto, anexo el siguiente video: 

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