Metalurxia

Na Galipedia, a Wikipedia en galego.
Este é un dos 1000 artigos que toda Wikipedia debería ter.
Metalurxia (1875)

Metalurxia designa un conxunto de procedementos e técnicas para extracción, fabricación, fundición e tratamento dos metais e súas ligas.

Até a aparición da metalurxia utilizábanse obxectos ornamentais de metais preciosos e de ferro procedente de meteoritos, mais o uso extensivo dos metais non foi posíbel até que se puido reducir os minerais que se encontran na natureza (en forma oxidada) en metal mais ou menos puro por procesos metalúrxicos.

Historia da Metalurxia[editar | editar a fonte]

Co dominio do lume, xurdía a posibilidade da metalurxia. Con excepción do ouro e, eventualmente, da prata, do cobre, do platino e do mercurio, todos os metais practicamente existen na natureza apenas na forma de minerios, isto é, combinados con outros elementos químicos e na forma oxidada, e para extraelo e "purificalo" (iso significa separar o metal da súa combinación inicial e transformar este en substancia simple) podemos ter como auxilio o proceso de oxi-redución (electrólise industrial).

A palabra "metal" ven do grego e significa "procurar, sondar". O ouro compón 1/200.000.000 da codia terrestre, e é un dos metais mais raros. Mas probabelmente foi o primeiro metal a ser descuberto, por existir case sempre en forma de pepita, cuxa cor é un amarelo bonito e que chama a atención. Era extremadamente pesado, podía ser usado como ornamento por ser brillante e podía ser moldeado nas mais variadas formas, pois non era moi duro. Alén diso, era permanente, unha vez que non oxidaba nin deterioraba.

É probábel que o ser humano teña iniciado seu traballo con o ouro hai mais de dez mil anos. O ouro e, até certo punto, a prata e o cobre eran valiosos devido á súa beleza e rareza e tornaranse un medio de troca e unha óptima maneira de se almacenar riquezas. Por volta de 640 a.C., os lidios da Ásia Menor inventaran as moedas, pedazos de liga de ouro e prata con peso determinado, cuñados con un brasón do goberno para garantir súa autenticidade.

Probabelmente, a primeira produción de metal foi obtida accidentalmente, ao se colocar certos minerios de estaño ou de chumbo nunha fogueira. A calor dunha fogueira (por volta de 200 °C) e o carbón son suficientes para derreter e purificar estes minerios, producindo un pouco de metal. Despois, o estaño e chumbo tamén poden ser derretidos e moldeados nunha fogueira común.

As primeiras contas de chumbo coñecidas actualmente foran encontradas en Çatallüyük, na Anatolia (actual Turquía), tendo sido datadas de 6500 a.C. Non está claro sobre cando os primeiros artefactos de estaño foran moldeados, pois este é un metal moito mais raro que o chumbo. Os primeiros moldes de estaño poderían ter sido tamén reutilizados mais tarde en misturas con outros metais e, así, térense perdido os seus rexistros.

Embora o chumbo sexa un metal relativamente común, é moi brando para ter grande utilidade, de modo que o início da metalurxia do chumbo non tivo impacto significativo no mundo antigo. Para servir como ferramenta, outro metal mais duro era necesario e, así, xurdiu o cobre.

O cobre[editar | editar a fonte]

Cobre

O período calcolítico, ou idade do cobre, fica entre a idade da pedra polida, ou neolítico, e a idade do bronce.

O cobre nativo era coñecido por algunhas das mais antigas civilizacións que se ten noticia e ten sido utilizado polo menos hai dez mil anos - onde actualmente é o norte do Iraq foi encontrado un colar de cobre de 8.700 a.C. Porén, o descubrimento accidental do metal pode ter ocorrido hai varios milenios .

Había algúns argumentos de que o cobre sería o primeiro metal a ter sido obtido accidentalmente en fogueiras, mais iso parece improbábel, unha vez que fogueiras non son quentes o suficiente para derreter minerios de cobre nin cobre metálico. Un camiño mais probábel pode ter sido a través dos fornos de cerámica, inventados na Persia (Irán) por volta de 6000 a.C. Fornos de cerámicas, alén de, loxicamente, produciren cerámica, tamén podian derreter certos cuarzos de diferentes cores para vitrificar e tornar vasos de cerámica coloridos; acontece que a malaquita (un minerio de cobre oxidado) é unha pedra verde colorida, e un oleiro que tentase producir algún vidro con malaquita acabaría obtendo cobre metálico. así pode ter iniciado a metalurxia do cobre.

O primeiro artefacto de cobre moldado coñecido é a cabeza de un martelo encontrada en Can Hassan, Turquía Central, sendo datado de 5000 a.C.

Aínda que na época fose un metal raro, indicios apuntan que o cobre foi utilizado no leste da Anatolia en 6500 a.C. en Alaca, necrópole prehititas. En diversos sitios daquela rexión existen obxectos que representan touros e cervos do metal. Tamén foron encontradas obras de xoiaría e ourivesaría, que se presumen ter a mesma datación.

En 3500 a.C. aproximadamente, acreditase que teña habido un rápido desenvolvemento da metalurxia na rexión da Mesopotamia - e que este pode ter proporcionado o crecemento tecnolóxico daquela rexión.

Existen indicios en diversos sitios que en aproximadamente 3000 a.C., utensilios de cobre se diseminaran polo Oriente Medio chegando a atinxir culturas neolíticas na rexión da Europa.

Na España e na Hungría, rexións en que o cobre é abundante, as tribos nómades facían usos de obxectos daquel metal, difundíndoo pola rexión.

O cobre xerou algún impacto no mundo antigo, pois producia boas armas e armaduras razoábeis, mais aínda era moi macío para producir ferramentas de corte útiles. Consecuentemente, o metalurxia do cobre non substituíu a manufactura de armas e ferramentas de pedra, que aínda producían láminas superiores.

Bronce[editar | editar a fonte]

Armas e ornamentos de bronce

O bronce é unha liga de cobre con un metaloide chamado arsénico ou de cobre co metal estaño. A adición de arsénico ou de estaño no cobre aumentou dramaticamente a súa dureza, producindo armas e armaduras excelentes. O coñecemento da metalurxia do bronce permitiu aos reis superar os seus inimigos e causou tal revolución que marcou o fin da Idade da Pedra e o comezo da Idade do Bronce. Entre tanto, pasaranse milenios até que o bronce puidese ser usado por soldados comúns e por cidadáns, tendo sido, por moito tempo, artigo de luxo da nobreza.

Os primeiros bronces de cobre/arsénico son da Asia Menor e datan de 4200 a.C. Foran usados por moito tempo até seren substituídos pelos bronces modernos de cobre/estaño por volta de 1500 a.C. non se sabe ao certo se os ferreiros que producían bronce de cobre/arsénico adicionaban conscientemente minerios de arsénico ou se exploraban minas de cobre que afortunadamente contiñan arsénico como contaminante.

Os primeiros bronces de cobre/estaño datan de 3200 a.C., novamente da Asia Menor. Os bronces de cobre/estaño son mais duros e durábeis que os de cobre/arsénico e, alén diso, o traballo con arsénico non é seguro, unha vez que o arsénico é un elemento velenoso, podendo ter sido o primeiro “mal industrial” a atormentar o home. Todo iso contribuíu para tornar obsoleto o bronce de cobre/arsénico.

Como os ferreiros aprenderan a producir bronce con cobre e estaño tamén é un misterio. Tal coñecemento probabelmente surxiu por un feliz accidente: pola contaminación de estaño en minerios de cobre, embora, por volta de 2000 a.C., saibamos que o estaño xa era minerado para a produción de bronce. Isto é sorprendente, visto que o estaño é un metal semi-raro, e mesmo un minerio rico en estaño como a casiterita contén somente 5% del. Igualmente, a casiterita perece unha rocha común, sendo necesario habilidades especiais (ou instrumentos especiais) para encontrala. Mas, calquera teñan sido os pasos para se aprender sobre o estaño, el xa era ben comprendido en 2000 a.C.

Entre as mais notábeis reliquias da Idade do Bronce están as escrituras épicas Ilíada e Odisea, nas cales os guerreiros loitaban con armaduras de bronce e con lanzas cuxas puntas eran de bronce.

O minerio de cobre non é común, e as civilizacións que usaran o bronce intensamente descubriran ter exhaurido o suprimento local, tendo que importar grandes cantidades de outros países. O minerio de estaño era aínda peor. O cobre xa non é un compoñente común da crosta terrestre, mas o estaño o é menos aínda. Aliás, o estaño é quince veces mais raro que o cobre. Iso quería dicir que polo ano 2500 a.C., tempo en que aínda se encontraba o cobre en varios locais do Oriente Medio, o suprimento local de estaño parecía terse exhaurido completamente.

Foi a primeira vez na historia que os homes enfrontaron o esgotamento de un recurso natural; non apenas un esgotamento temporal, como o do alimento en tempos de seca, mais permanente. As minas de estaño esvaciaranse e nunca mais tornarían a se encher.

Lingote de cobre encontrado en Creta

A menos que o ser humano pretendese se axeitar co bronce existente, novos suprimentos de estaño terían que ser encontrados en algún lugar. A busca continuou por áreas cada vez mais amplas e, por volta de 1000 a.C., os navegadores fenicios ultrapasaban a rexión Mediterránea e talvez xa chegasen a rexións tan distantes canto India, África e Europa.

Porén, nese interin, desenvolverase unha técnica de obtención do ferro a partir de seus minerios en 1300 a.C., na Asia Menor. O ferro era de purificación mais difícil. Exixía unha temperatura mais alta, e a técnica da utilización do carbón vexetal para ese propósito levou algún tempo para se desenvolver.

Algúns afirman que a Idade do Bronce comeza no período calcolítico, porén a liga nesta época era pouco utilizada. A división do período aínda é polémica, isto ocorre devido á diversidade cultural dos povos das mais diversas rexións.

A forma encontrada para minimizar a polémica foi dividindo a Idade do Bronce en tres períodos: Idade (Período) do bronce antigo, (Período) Idade do bronce media e Idade (Período) do bronce recente.

Idade do bronce antigo[editar | editar a fonte]

Na idade ou período do bronce antigo as culturas da rexión do mar Exeo foran encontrados sitios contendo vasos e xoiaría de ouro, prata, bronce e estaño datadas torno de 2500 a.C. Na rexión de Creta e nas Cíclades, a época chamada de período do bronce antigo se inicia en 2700 a.C. e termina en [2100 a.C. Na rexión continental o período do bronce antigo se inicia en 2500 a.C. indo até 1900 a.C.

Idade do bronce media[editar | editar a fonte]

  • Este período do bronce medio iníciase cara o 2700 a.C. na rexión de Creta e en 2000 a.C. na rexión continental, indo até 1600 a.C. en ambas. Nesta época a metalurxia tivo predominancia de vasos, pezas de arte, e utensilios. As armas presentaban grandes dimensións.

Idade do bronce recente[editar | editar a fonte]

  • A época do bronce recente iniciouse cara o 1600 a.C., estendéndose até 1200 a.C., nos sitios foran encontradas armas de formas e tamaños diversos, alén de obxectos de arte e utensilios.

Outra aliaxe metálica importante surxida no período entre 1600 e 600 a.C. é unha mistura de cobre e cinco, chamada latón. Esta foi utilizada mais recentemente polos romanos na cuñaxe de moedas. Puído, e dependendo de súa composición, o latón ten coloración practicamente idéntica a certas ligas de ouro-prata, diferindo apenas en súa masa.

Ferro[editar | editar a fonte]

Hematita

Como a maioría de metais, o ferro non é encontrado na crosta terrestre en seu estado elementar, e si combinado con o osíxeno ou con o xofre. Os seus minerios mais comúns son a hematita (Fe2O3) e a pirita (FeS2). O ferro funde á temperatura de 1370 °C e, en estado puro, é un metal relativamente macío.

Encontra maior utilidade en ferramentas na forma de aceiro, unha liga de ferro con carbono variando entre 0,02 e 1,7%. Cando se funde en presenza de carbono, o ferro disolve, ao contrario do cobre, considerábeis cantidades de carbono, ás veces chegando a 6%. Tal cantidade de carbono no ferro tórnao quebradizo, e tales ligas non poden mais ser chamadas de aceiro.

A extracción de ferro de seus minerios ocorre coa ligación das impurezas (osíxeno ou xofre) co carbono. Como a propia taxa de oxidación aumenta rapidamente alén dos 800 °C, é importante que a fundición ocorra en un ambiente con pouco osíxeno.

Un aglomerado de cristais de pirita, 12 cm

O artefacto de ferro mais antigo do mundo é un instrumento de catro lados datado de aproximadamente 5000 a.C. Foi encontrado nunha sepultura de Samarra, norte do Iraq. Apenas outros trece obxectos de ferro son mais antigos que 3000 a.C., todos encontrados en tres sitios do Oriente Medio: tres esferas pequenas foran encontradas no nivel de habitacións en Tepe Sialk, norte do Irán, datado de 4600-4100 a.C., nove contas foran encontradas nas sepulturas do Gerceh (cemiterio do período predinástico), Exipto, datado de 3500-3100 a.C. e un anel aproximadamente desta mesma idade foi encontrado nunha sepultura de Armant, tamén no Exipto.

A produción deste do ferro podería, entre tanto, terse iniciado antes destas datas, unha vez que a mala conservación das pezas de ferro supón que outras mais antigas, que poderían ter existido, non terían chegado ao noso tempo. Co tempo, o ferro se transforma en ferruxe e acaba se desfacendo en po.

Entre 3000 a.C. e 2000 a.C. crecente número de obxectos de ferro forxado (distinto do ferro meteórico pola falta de níquel) xorde na Asia Menor, Exipto e Mesopotamia.

Na Asia Menor, ocasionalmente usábase ferro forxado para armas ornamentais: un puñal con lámina de ferro e cabo de bronce foi recuperado de un túmulo hático de 2500 a.C. O rei exipcio Tutankhamon, que morreu en 1323 a.C., foi enterrado con un puñal de ferro con cabo de ouro. En Ugarit, antiga cidade na actual Siria, recuperouse unha antiga espada exipcia coo nome do faraón Merneptah (que reinou de 1213 a.C. a 1203 a.C.), así como un machado de batalla con lámina de ferro e cabo de bronce decorado de ouro. Sábese que os antigos hititas trocaran ferro por prata (o ferro valía 40 veces mais que a prata) coa Asiria.

Mais o ferro non substituíu o bronce como principal metal usado para armas e ferramentas, a pesar de algunhas tentativas. A metalurxia do ferro exixía mais combustíbel e traballo que a metalurxia do bronce, e a calidade do ferro producida polos primeiros ferreiros pode ter sido inferior ao do bronce como material para ferramentas. Porén, entre 1200 e 1000 a.C., ferramentas e armas de ferro substituíran as de bronce en todo Oriente Medio. Este proceso parece ter comezado no imperio Hitita en torno de 1300 a.C., ou talvez no Chipre e sur da Grecia, onde artefactos de ferro dominan o rexistro arqueolóxico após 1050 a.C. Por volta de 900 a.C., a Mesopotamia estaba totalmente na Idade do Ferro, e a Europa Central por volta de 800 a.C. A razón para esta adopción repentina do ferro permanece un tópico do debate entre arqueólogos. Unha teoría preeminente é que as guerras e as macizas migracións que se iniciaran ao redor 1200 a.C. terían interrompido o comercio rexional de estaño, forzando a mudanza do bronce para o ferro. O Exipto, entre tanto, non experimentou unha transición tan rápida do bronce ao ferro: embora os metalúrxicos exipcios producisen artefactos de ferro, o bronce continuou difundido até após súa conquista pola Asiria, en 663 a.C.