La utilización del hierro ha tenido una enorme predominación en el progreso de la cultura

Primeros Usos del Hierro y el Acero

Aunque el primer metal que usaron los humanos seguramente fue alguna clase de aleación de cobre, de la misma forma que el bronce (hecho a partir de cobre, estaño y algunos otros aditivos), los adelantos más destacables en el avance de los metales han ocurrido en la construcción y uso del hierro y de su famosa aleación llamada acero. En la actualidad el hierro y el acero entienden cerca del 95% en tonelaje de todos los metales producidos en el planeta.

A pesar de los esfuerzos de los arqueólogos a lo largo de muchas décadas, no fué viable conocer cuándo se utilizó el hierro por primera oportunidad. Los arqueólogos hallaron una daga y un brazalete de hierro en la Enorme Pirámide de Egipto y aseguran que la edad de éstos era al menos de 5000 años. La utilización del hierro tuvo una enorme predominación en el progreso de la cultura desde los tiempos más remotos y seguramente la va a seguir teniendo en los siglos venideros. Desde el inicio de la Edad de Hierro, cerca del año 1000 antes de Cristo, el avance de la cultura en la paz y en la guerra ha dependido bastante de lo que el hombre fué con la capacidad de llevar a cabo con el hierro.

En muchas oportunidades su uso decidió el resultado de enfrentamientos militares. Entre otras cosas, a lo largo de la Guerra de Maratón en Grecia, en el año 490 antes de Cristo, los atenienses, con una inferioridad numérica, mataron a 6 400 persas y perdieron sólo a 192 de sus hombres. Todos los soldados victoriosos llevaba 57 libras de armadura de hierro a lo largo de la guerra. (Fue en ésta donde Feidípides corrió precisamente 40 km hasta Atenas, muriendo al llegar luego de comunicar la victoria.) Esta guerra en teoría salvó a la cultura griega a lo largo de varios años.

El mástil de amarre del edifi cio Empire State, ciudad de Nueva York. (Cortesía de Getty Images/Hulton Archive Photos.)

De acuerdo con la teoría tradicional sobre la primera producción de hierro en el planeta, hubo una vez un enorme incendio forestal en el Monte Ida en la vieja Troya (la de hoy Turquía) cerca del Mar Egeo. En teoría, el lote era muy abundante en depósitos ferrosos y el calor del fuego causó una manera primitiva de hierro a la que se le ha podido ofrecer distintas formas, al martillarla. No obstante, varios historiadores creen que el hombre aprendió a utilizar primero el hierro que cayó a la Tierra con apariencia de meteoritos. Con continuidad, el hierro de los meteoritos está mezclado con níquel, resultando entonces un metal más duro. Probablemente los primeros pobladores del planeta forjaron este material para transformarlo en armas y utilidades primitivas.

El acero se define como una conjunción de hierro y reducidas proporciones de carbono, por lo general menos del 1%. Además tiene dentro chicos porcentajes de algunos otros elementos. Más allá de que se ha fabricado acero ya hace 2000 o 3000 años, no existió verdaderamente un procedimiento de producción barato sino hasta medio siglo xix.

El primer acero indudablemente se consiguió cuando los otros componentes que se necesitan para producirlo se hallaron presentes por incidente cuando se calentaba el hierro. Con el paso de los años, el acero se fabricó muy seguramente calentando hierro en contacto con carbón vegetal. La área del hierro absorbió algo de carbono del carbón vegetal que después se martilló en el hierro ardiente. Al reiterar este desarrollo numerosas ocasiones, se consiguió una cubierta exterior endurecida de acero. Así se produjeron las reconocidas espadas de Toledo y Damasco.

El primer desarrollo para producir acero en enormes proporciones fue bautizado en honor de Sir Henry Bessemer de Inglaterra. Recibió una patente inglesa para su desarrollo en 1855, pero sus esfuerzos para hallar una patente en USA en 1856 no tuvieron triunfo, dado que se dió a conocer que William Kelly de Eddyville, Kentucky, había producido acero por medio de el mismo desarrollo siete años antes de que Bessemer solicitara su patente inglesa. Kelly recibió la patente, pero se utilizó el nombre de Bessemer para el desarrollo.

Kelly y Bessemer se percataron de que un chorro de aire por medio del hierro fundido quemaba la mayoría de las impurezas en el metal. Lamentablemente, además el chorro de aire eliminaba algunos elementos provechosos como el carbono y el manganeso. Luego se aprendió que esos elementos podían restituirse agregando hierro especular, que es una aleación de hierro, carbono y manganeso. Se aprendió además que al añadir piedra caliza en el convertidor, podía removerse el fósforo y la más grande parte del azufre.

Antes de que fuese creado el desarrollo Bessemer, el acero era una aleación costosa utilizada primordialmente para crear cuchillos, tenedores, cucharas y algunos tipos de utilidades de corte. El desarrollo Bessemer redujo los costos de producción al menos en un 80% y permitió por primera oportunidad la producción de enormes proporciones de acero.

El convertidor Bessemer se uso en USA hasta principios de este siglo, pero desde ese momento se ha reemplazado con superiores procedimientos como el desarrollo de solera abierta y el de oxígeno básico. Gracias al desarrollo Bessemer, en 1870 ya se podía producir en enormes proporciones acero estructural al carbono, y por 1890 el acero era el primordial metal estructural utilizado en USA.

Actualmente, la mayoría de los perfiles y las placas de acero estructural que se generan en USA se hacen fundiendo la chatarra de acero. Ésta se obtiene de coches viejos y de la chatarra de los perfiles estructurales, de esta forma como de refrigeradores, motores, máquinas de escribir, resortes de camas y otros artículos semejantes de desecho. El acero fundido se arroja en moldes que tienen precisamente las formas finales de los integrantes. Las partes resultantes, que se hacen pasar por una secuencia de rodillos para comprimirlos hasta su forma final, tienen mejor área y inferiores esfuerzos residuales que el acero recién hecho.

Los perfiles se tienen la posibilidad de procesar más por medio de el rolado en frío, la aplicación de distintos recubrimientos, y quizás por medio de el desarrollo de recocido. Por medio de este desarrollo, el acero se exita a un rango intermedio de temperatura (por ejemplo, 1 300-1 400 °F), se le mantiene a esta temperatura por numerosas horas, y después se le deja enfriar lentamente a la temperatura ámbito. El recocido lleva a un acero que tiene menor dureza y fragilidad, pero más grande ductilidad.

El término hierro dulce se refi ere al hierro con un contenido muy bajo de carbono ( ≤ 0.15%), en tanto que al hierro con un contenido muy prominente de carbono (≥ 2%) se le llama hierro colado. Los aceros están entre el hierro colado y el hierro dulce y tienen un contenido de carbón en el rango de 0.15% al 1.7%.

El primer uso del metal para una composición grande sucedió en Shropshire, Inglaterra (aproximadamente a 140 millas al noroeste de Londres) en 1779, ahí se construyó con hierro colado el puente Coalbrookdale con apariencia de arco de 100 pies de claro sobre el Río Severn. Dicen que este puente (que todavía está en pie) fue un hito en la crónica de la ingeniería porque cambió el curso de la Revolución Industrial al ingresar al hierro como material estructural. En teoría este hierro era 4 ocasiones más fuerte que la piedra y treinta ocasiones más que la madera.

Muchos otros puentes de hierro colado se construyeron en las décadas siguientes, pero luego de 1840 el hierro dulce (más maleable) empezó a sustituir al hierro colado. El avance del desarrollo Bessemer y los adelantos subsecuentes, como el desarrollo de solera abierta, permitió la construcción de acero a costos confrontados, lo que estimuló el increíble desarrollo del acero estructural que tuvo lugar en los últimos 120 años.