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La metalurgia es una disciplina complejaen la que intervienen un elevado númerode variables cuya relación se describeempleando generalmente la física y laquímica, pero además la ingeniería. Lametalurgia es una ciencia aplicada deforma que no siempre es suficiente apli-car los conocimientos teóricos de suerteque en muchos problemas metalúrgi-cos hay algo más que física y química;puede que ésta sea la razón de que viejosproblemas como la solidificación y larecristalización no hayan sido aún resuel-tos; sin embargo, en los últimos años hanocurrido grandes avances en el campo dela metalurgia.

Para poder comprender mejor la evo-lución actual recordemos cuáles fueronsus orígenes. Se cree que la metalurgianació como un arte en el AntiguoOriente. El arte de la técnica, que sepracticaba durante esa época y que pos-teriormente se ha venido practicando através de los siglos que precedieron a lagran revolución científica que significóel siglo XVIII, fue simple destreza, cuyasnormas pasaron de maestros a aprendi-ces, de padres a hijos. Los descubrimien-tos, en aquel entonces, eran escasos yaparecían distanciados en el espacio y enel tiempo. Por lo general, se basaban en un accidente más que en una acción

premeditada. En la actualidad muchosde los antiguos procedimientos han lle-gado a nosotros y los seguimos utili-zando, como es el caso del proceso parareproducir por fundición piezas a partirde un patrón en cera al que actualmentellamamos microfusión o al proceso defundición a la cera perdida conocidoactualmente como casting. El procedi-miento de fundición a la cera perdidaprevalece actualmente en el campo de lajoyería como técnica e implementacióntecnológica en los diferentes núcleosde artesanos, ya que provee grandes volú-menes de producción y facilita el trabajoen la reproducción de piezas.

La técnica de los metales, es decir, lametalurgia se remonta a tiempos muyantiguos. Su comienzo está marcado porla llamada Edad de los Metales. ElOriente Próximo parece ser el lugar deorigen de los conocimientos metalúrgi-cos y en las proximidades del Nilo. LaEdad de los Metales se divide en tres fasesconsecutivas, que toman el nombre delmetal con que se fabricaron la mayoríade armas y utensilios: la Edad del Cobre,la Edad del Bronce y la Edad del Hierro.

Los primeros metalesEs probable que el primer metal cono-cido por el hombre fuese el oro. El oro

se encuentra en la naturaleza en las ve-tas de cuarzo (figura 1); y en los depósi-tos de aluviones secundarios como metalen estado libre o combinado aparecien-do en forma de pepitas de brillo doradoen las arenas de ciertos arroyos. Los filo-nes que contienen oro, sometidos a laacción del tiempo, liberan el oro que, obien queda en el manto del suelo, o esarrastrado a los arroyos vecinos en dondese producen los placeres. Debido a sugran peso específico, el oro se separamecánicamente de los materiales másligeros, de las arenas y gravas del lechode la corriente, formándose en estas con-diciones un lavadero natural de oro o pla-cer. El oro se encuentra entonces enforma de granos redondos o aplastadosllamados pepitas. El oro de los placerespuede ser recuperado cogiendo las are-nas con la mano y separando por lavadotodo menos el concentrado pesado, delcual se separa fácilmente el oro. En loslugares donde se encontraba el cobrenativo, se empleó casi a la vez que el oro.El valor de ambos residía en que resistenel fuego y los agentes atmosféricos.

Sólo tres metales se encuentran enmasa nativos en la tierra, y sólo dos deellos, el oro y el cobre, tienen color; eltercero, la plata, es blanca como los demásmetales. Es probable que el cobre se usara

JUAN MANUEL OLIVERAS SEVILLA

La obtención y el tratamiento de los metales y la producción de aleaciones es una sofisticada actividad industrial cuyos antecedentes históricos se remontan a la antigüedad

Metalurgia: ciencia de hoy,arte del pasado

ya en el año 4000 a. de C. en la Edaddel Cobre. Con el cobre se hicieron losprimeros útiles y adornos metálicos. Alprincipio se trabajaba el metal golpeán-dolo en frío con un martillo y, más tarde,empezó a utilizarse la forja, es decir, laaplicación de fuego y calor al martilleado.Hace casi 4000 años a. de C. se explota-ban las minas de cobre del Sinaí y en suruta histórica se encontraba el asenta-miento de Maadi descubierto en 1930 queactualmente es un suburbio de El Cairomoderno. En Maadi se tiene constanciade que existió una industria cuprífera biendesarrollada, en sus excavaciones se hanencontrado barras de cobre que posible-mente sean lingotes, hachas de cobre yuna posible área de fundición con impor-tantes vestigios de tratamiento de mine-rales, lo que hace suponer, que el iniciode la tecnología del metal está ligado conel asentamiento de Maadi. Su industriade trabajo del cobre avanzada está data-da hacia el 3600 a. de C. Los avances pro-ducidos en Maadi introdujeron a Egiptoen un comercio mucho más dinámico queel alcanzado posteriormente. Maadi erauna importante factoría que controlabael intenso comercio que por entoncesexistía entre el valle del Nilo y los obre-ros metalúrgicos palestinos que extraíanel cobre de las minas del Sinaí.

El cobre nativo se puede trabajar enfrío, por martilleado, pero también sepuede calentar para aumentar su malea -bilidad y disminuir su fragilidad. Paraesto basta una temperatura de 200 a 300 ºC, fácil de conseguir en aquellaépoca. Sin embargo, la fusión del cobrerequiere una temperatura de 1.083 ºC,pero se tiene constancia de la existenciade hornos para cerámica en los que se lle-gaba a 1.000 ºC. Es posible que utiliza-sen ya el horno metalúrgico dotado contoberas las cuales son una especie deembudo de arcilla que dirige el aire sobreel carbón incandescente, acoplándoselesun fuelle o cañas a través de las cuales sepuede soplar, alcanzando fácilmente los1.200 ºC.

La técnica de trabajar el oro se desa -rrolló lo suficiente para que, en la anti-güedad, lo aplanasen y después lo corta-sen para hacer alambres ornamentalesy hasta mallas, pudiendo realizar bustoscompletos de oro (figuras 2 y 3). Hoyen día el oro es el metal precioso másusado para la fabricación de relojes depulsera. Además de su valor, tiene la ven-taja de conservar el color y de no oxi-darse. El oro es un metal blando, y debeser aleado con otros materiales. La can-tidad de oro se cita en quilates, 24 quila-tes equivalen a un 100% de oro. El color

del oro depende de los metales con losque se alea (plata, níquel, cobre, paladio)siendo éste blanco, amarillo o rosa.

La segunda época de la culturahumana empieza cuando el hombreaprendió que a ciertas clases de piedrasse las puede obligar por calentamiento,en condiciones adecuadas, a dar una sus-tancia que, estando caliente, se puede for-jar o darle forma por medio de un moldehecho de piedra, y que al enfriarse retienesu forma, se hace más dura y más dura-ble que la piedra, y acepta la forma defilo. Esta época se conoce como la Edaddel Bronce. El proceso de fundición esinherente a esta época en la que algunosartesanos empezaron a realizar aleacio-nes, y mezclando cobre y estaño obtu-vieron el bronce, un metal mucho másresistente con el que fabricaron adornosy armas destinados a los más podero-sos.

El primer hecho notable de esa épocaes el conocimiento de la transformaciónradical de las propiedades físicas de cier-tas sustancias por el calor. Y puede queel primer forjador descubriera que elcobre natural, sustancia rojiza intratabley relativamente dura, se hace maleable yplástica por el calor.

En la Edad de Piedra se martilló elcobre nativo sin ayuda del calor y se

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consiguieron imitaciones de las for-mas sencillas de las herramientas dehueso o piedra, pero esto no significó elcomienzo de la Edad de los Metales, sibien fue la base para la observacióndel cambio de propiedades del cobre porel calor. El arte del forjador era tan com-plicado que requería un prolongadoaprendizaje.

Más sobresalientes fueron las trans-formaciones que comprendía la extrac-ción del cobre de sus menas por un pro-ceso químico denominado reducción:bastó calentar la mena con carbón vege-tal para realizar ésta. El carbón vegetal yel crisol se empleaban en metalurgia antesdel año 3.100 a. de C.

Pero mucho más sorprendente es queen aquellos tiempos relacionaran dos sus-tancias que se encontraban en la natu -raleza, unas piedras cristalinas, verdes,frágiles y el metal rojo tenaz. El cono-cimiento de esa continuidad quizá marcóel comienzo de la alquimia.

Consecuencia natural fue el descubri-miento de la plata, el plomo y el estaño.Los poseedores de estos secretos consti-

tuyeron un gremio, de no menos efica-cia y utilidad que el de los forjadores.

Conocían la obtención directa delmetal a partir de su mineral; procedi-miento que como sabemos hoy en día seproduce cuando el elemento que estácombinado con el metal, en el mineral,se transforma por oxidación en un gas yel metal no se convierte en óxido en lascondiciones de trabajo.

Para metales preciosos es un pro-ceso de oxidación de arseniuros y anti-moniuros a temperaturas inferiores a los650 ºC para los arseniuros, e inferior a los 500 ºC para los antimoniuros, segúnlas reacciones siguientes:

2As M3(s) + 3/2 O2(g) + Q→ As2 O3(g) ++ 6 M (s)

2Sb M3(s) + 3/2 O2(g) + Q→ Sb2 O2(g) ++ 6 M (s)

Para los demás metales es un procesode oxidación de sulfuros.

S M (s) + O2 (g) + Q → SO2 (g) + M (s)

En donde M(s) es el metal sólido quese obtiene.

Es lo que hoy conocemos como tosta-ción. La tostación oxidante de los sulfu-ros se debe realizar a temperaturas noinferiores a los 400 ºC ni superiores a lade fusión del metal. Con la tostaciónobtenemos el metal cocido. Las tempe-raturas necesarias no eran muy altas y sepodían conseguir fácilmente.

La Edad del BronceLa metalurgia de la Edad del Bronce pro-gresó debido al descubrimiento de quela adición al cobre de pequeñas propor-ciones de estaño rebaja su punto defusión, disminuye al mínimo el peligrode agrietamiento de las vejigas en las pie-zas moldeadas y aumenta la dureza de laaleación fría.

El bronce de estaño era relativamentecorriente en Babilonia, antes del año3000 a. de C.

Parece lógico aceptar que el conoci-miento de las técnicas esenciales se tuvoque difundir a partir de algún centro.Esto explicaría que la sustitución de lasherramientas y armas de piedra por las de metal fuera un fenómeno gradual.

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Figura 1. Oro en cuarzo.

Figura 2. Máscara de oro en el museo de Pérgamoen Berlín.

Figura 3. Adornos de oro en el museo de Pérgamoen Berlín.

Figura 4. Adornos de oro en el museo egipcio deBerlín.

Figura 6. Adornos hechos con hojas de oro en elmuseo de Pérgamo en Berlín.

Figura 5. Monedas de oro, plata y otros metales.

El primer período de esa evolución secreé que fue iniciado en los valles de losríos Tigris y Éufrates, y en el del Nilo.Los depósitos aluviales de oro fueron laprincipal fuente del metal para el anti-guo Egipto y Mesopotamia.

Al comienzo de las monarquías egip-cias, entre el 3100 y el 3000 a. de C., conNarmer el rey “Escorpión”, se han encon-trado los primeros jeroglíficos, las gran-des esculturas en piedra de animales y lasprimeras figuras colosales. Al oro se ledaba mucha importancia y la mayoría delos collares de los más poderosos estabanfabricados en oro (figura 4).

El oro era el metal que, por una parte,recordaba el material del que estabahecha la carne de los dioses y, por otra,remarcaba la importancia del personajeque lo llevaba. Los primeros alquimistastenían la idea de que el cobre no descansahasta convertirse en oro. La alquimia erael arte de la transmutación de la materia.Y es que el oro estaba considerado elmayor logro posible. Posteriormente el oro y otros metales se utilizaron comomoneda de cambio (figura 5).

En Egipto se emplearon balanzas parapesar metales preciosos y gemas. Des-pués, al aparecer las monedas como ele-mento de intercambio comercial, éstasfueron simplemente piezas de oro o platacon su peso estampado, dando origen aun sistema monetario que se extendió portodo el Mediterráneo.

Una aleación muy utilizada consistíaen la aleación de oro con mucha plata yalgo de cobre llamada electro. De estaaleación estaba realizado, por ejemplo,el recubrimiento de una piedra especialen forma de pirámide llamada pirami-dión que coronaban las pirámides. Y quetambién se empleaba en menor tamañocomo remate de los grandes obeliscos depiedra cuyas terminaciones en punta pira-midal se revestían a veces de oro y a vecesde electro para acentuar el reflejo delos rayos solares, pues, según los exper-tos, simbolizaban un rayo de luz petri-ficado y el revestimiento evocaba elresplandor del sol.

El oro puro es el más maleable y dúc-til de todos los metales, puede golpearse con un martillo hasta conseguir un espe-sor de 0,000013 cm y una cantidad de 29g se puede estirar hasta lograr un cablede 100 km de largo. Con este procedi-miento se podían obtener adornos hechoscon hojas de oro (figuras 6 y 7). Por elcontrario, la plata no existe apenas enestado puro. La plata pura se encuentraasociada con el oro puro en una aleaciónconocida como oro argentífero.

En Mesopotamia se encuentran res-tos de los sumerios. Los sumerios erannaturales de Sumer, antiguo país quecomprendía la parte meridional de Meso-potamia. De procedencia incierta, lossumerios fueron el primer pueblo queutilizó la escritura, y sobresalierontambién en las obras públicas y en lasartes, que se difundieron por toda Me -sopotamia. Las principales ciudades,Lagash, Uruk, Ur, Nippur estuvieronintegradas en el imperio de Sargón deAkkad hasta el 2150 a. de C. Más tar-de los amonitas conquistaron el país y desde entonces la historia de Sumer seintegra en la de Babilonia. El arte sume-rio, llamado también acadio, procedentede la ciudad de Akkad, se desarrolló entreel 3500 y el 2050 a. de C. Hacían esta-tuas en diorita o basalto. La diorita ograno diorita es una roca granular deaspecto oscuro por sus minerales, predo-mina la oligoclasa, no tiene cuarzo ni fel-despato potásico. El basalto también esde color negro de elevado peso especí-fico, pero es una roca de grano fino.

En este contexto, además del labradode la piedra, la metalurgia tenía particu-lar importancia desempeñando un papeldecisivo, pues facilitaba las herramientasy los aperos necesarios para la produc-ción (rejas de arado, azadas etc.) y armaspara la guerra y la caza. Algunos objetosmetálicos en forma de estatuillas demues-tran que esta tecnología también eracapaz de crear objetos para el uso reli-gioso. De tales piezas se conserva un grannúmero de buena calidad en el museo dePérgamo de Berlín. En el museo de Pér-gamo se encuentra la colección de ArteAntiguo que le da el nombre de Museodel Próximo Oriente.

Las primeras herramientas de cobrese emplearon entre los años 3500 al 3100a. de C. La aleación de cobre y estaño sepreparó a partir del 3100 para hacer pie-zas moldeadas en moldes de piedra(figura 8). Los sumerios habían alcanzadoun nivel de desarrollo técnico muy supe-rior al de la primera dinastía de Egipto.

El proceso de la fusión a partir de lasmenas oxidadas era sencillo. El metalbruto obtenido se fundía en crisoles dearcilla calentados con carbón vegetal conayuda de la corriente de aire, primeroprocedente de los pulmones y despuésde fuelles de piel, y el metal líquido severtía en moldes de piedra para utensi-lios muy sencillos. El uso de los fuellespara avivar el fuego en los hornos seremonta al 1500 a. de C.

En las tumbas reales de Ur se hanencontrado cientos de objetos realizados

en plata, oro y piedras semipreciosas. Loscomerciantes sumerios navegaban a lolargo de las costas del golfo Pérsico,comerciando con oro, marfil, maderasduras y piedras preciosas.

A orillas del Nilo, hace más de 4500años, reinaba el faraón Keops, dueñoabsoluto del reino del Antiguo Egipto.Después de su muerte, su cuerpo sedepositaría en una tumba indestructi-ble y digna de su magnificencia. Una vezpreparada la momia, se colocaba den-tro del sarcófago, que en el caso de losfaraones era de oro, ya que se creía queeste metal era carne de los dioses. Keopshizo construir para él, en Gizeh, la másgigantesca de las pirámides. En la épocaen que se construyó la Gran Pirámide,los egipcios no conocían todavía el hie-rro ni la rueda. No disponían de caballosy la madera escaseaba. Utilizaban en sustrabajos herramientas de dolerita, cince-les de cobre y mazos de madera. Conellas trabajaban el granito, roca granularde color claro. Las vagonetas que carga-ban las piedras eran arrastradas con cuer-das. El suelo se mojaba para que los pati-nes se deslizaran con más facilidad.

En Egipto se aprendió a elevar el aguacon ruedas de cangilones, movidas poranimales, y este avance estuvo condicio-nado a la tecnología del bronce.

Existe la evidencia del empleo del pro-cedimiento de la “cera perdida” en Egiptoy Mesopotamia para obtener piezas mol-deadas pequeñas. Consiste esta técnicaen reproducir la pieza en cera, emplean-do en la actualidad un molde de caucho,el cual se impregna en talco para evitarque la cera quede pegada y la pieza pre-sente imperfecciones. Una vez obtenidoun número determinado de piezas, éstasse unen a un vástago central, en forma deramas de un pequeño árbol. Este árbol seembute en una pasta de yeso, quedandoabiertas las partes superior e inferior delmolde. El molde se introduce en el hornoy la cera derretida sale por la parte infe-rior, quedando su interior modelado conla forma de las piezas que se van a fabri-car. Se tapa el agujero de drenaje y por laparte superior se vierte la aleación metá-lica derretida. Se da movimiento al molde,para que el metal se reparta bien portodos los intersticios y se deja enfriar. Unavez frío, rompemos el molde y se obtie-nen las piezas conformadas. Posterior-mente, las piezas eran trabajadas a mano.En épocas antiguas los moldes de las pie-zas sobre los que se vertía la cera eran deterracota o arcilla, formándose un sánd-wich de terracota-cera-terracota. Al fun-dir la cera y verter el metal líquido, una

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vez solidificada la capa exterior de arcillase rompía quedando la pieza modeladaen metal con núcleo de arcilla. En elbanco del joyero eran desbarbadas y lima-das. Algunas necesitan unirse o soldarse.Los sumerios practicaban la unión de dospiezas metálicas calentando los extremosque se han de unir hasta el punto defusión y martillando. Finalmente, las pie-zas que llevaban piedras preciosas se lasentregaban al engastador para que lasengastasen. En orfebrería el proceso eraigual que en la fabricación de joyas de oroy plata, con la diferencia de que tras sersacadas del fuego las piezas tenían que sercinceladas para dar al dibujo el realce y laforma adecuada. El cincelado se realizabafijando la pieza sobre una superficie depez rubia caliente o resina vegetal, yuna vez enfriada se procedía a trabajarla pieza con cincel o buril, hasta obte-ner el resultado deseado.

Hacia el año 1700 a. de C. el hombreaprendió a hacer alambre pasando elmetal por una hilera, probablemente demadera dura.

Metalurgia del hierroEn Mesopotamia se conocía el hierrometeorítico desde antes del 3000 a. de C. y también el hierro obtenido porreducción desde el año 2800 a. de C. Pro-bablemente, el primer hierro que utilizóla humanidad era de origen meteórico,aleación de hierro y níquel, procedentede otros planetas y no es extraño quealguien calentase por casualidad un trozode ese hierro y observase que se podíadoblar y forjar, lo que permitía hacer fle-chas y herramientas.

El hierro aparece relativamente tardeen la historia. El motivo no radica ensu reducción, relativamente fácil, calen-tándolo con carbón vegetal a 1.200 ºC,sino en la forma de presentarse el pro-ducto resultante: masa esponjosa, porosay de apariencia no metálica.

Los glóbulos de hierro formados a latemperatura de reducción quedabanocultos en la masa de escoria. Faltabaaplicar a la esponja un golpe en calientepara que, por efecto de expulsión, se des-prendiera la escoria y se sinterizaranlos glóbulos de hierro.

Alrededor del año 1200 a. de C.,comienzo de la Edad del Hierro, seempezaron a utilizar espadas de estemetal (figura 9), pero no desplazaron alas de bronce hasta el año 1000 a. deC., cuando aún Egipto se mantenía en laEdad de Bronce. Realmente, Egipto fueel último país del Próximo Oriente queentró en la Edad del Hierro.

Una innovación esencial fue el hornometalúrgico, en el que, gracias a la utili-zación de un soplete de boca o un fuelle,se pueden alcanzar con facilidad los 1.100ºC, siendo condición necesaria que elsoplo de aire se dirija al combustibleincandescente y no al mineral. Con elcomienzo del trabajo del hierro se diopaso a la siderurgia. La tecnología delhierro era más compleja, ya que son nece-sarias temperaturas muy altas para con-seguir su fundición.

Siendo el trabajo del hierro más difí-cil que el de otros metales, ofrece másposibilidades y en esta época aumentó ladificultad de abastecerse de cobre yestaño, lo que hizo que el hierro substi-tuyera al cobre de manera bastanterápida. Con esto se perfeccionó la side-rurgia, que llevaron a lograr temperatu-ras de hasta 1.300 ºC en épocas prehis-tóricas. Trabajando a temperaturasmenores que la de fusión del hierro quees de 1.536 ºC se obtenía el hierro dulcecuya dureza la podemos aumentar intro-duciéndolo en carbono; de esta formaobtenemos el acero. El conocimiento delcarburado fue crucial en la expansión dela siderurgia.

ElectroquímicaEs posible que en Egipto se tuviesenconocimientos de electroquímica, es decir,que conocieran que un líquido en el quese han disuelto sales se hace transporta-dor de una esencia que hoy llamamoscorriente eléctrica, y que si se aplica esaesencia entre dos electrodos metálicossumergidos en una disolución de sulfatode cobre, por ejemplo, obtendremoscobre electrolítico en uno de los electro-dos. Para ello necesitaron crear esa esen-cia (corriente eléctrica) sirviéndose quizáde una combinación de una sustanciaácida con dos polos metálicos, por ejem-plo un recipiente cerámico con sustanciaácida y dos polos, uno de cobre y otro dehierro, produciéndose entre estos polosuna tensión superior a un voltio. La vari-lla de cobre sería el polo positivo y la dehierro el negativo. Con esta fuente de ten-sión conectada a una varilla de plata y otracontraria de cobre sumergidas en un com-puesto metálico líquido, como por ejem-plo nitrato de plata, se produciría por elpaso de la esencia una descomposicióndel nitrato de plata de forma que la platase depositaría sobre la varilla de cobre,y un compuesto de gases en la varilla deplata. Este método es posible que lo uti-lizaran para proveer a determinados obje-tos, utensilios, estatuas, etc. de una finacapa de plata o mayormente de oro. Es

decir, que conocieran de forma elemen-tal las técnicas de dorado y plateado porprocesos electroquímicos.

Hoy día comprendemos perfecta-mente el proceso produciéndose la diso-lución de la plata en el ánodo en formade iones, y la reducción a plata metálicaen el cátodo. La plata del ánodo entra enla solución en forma de iones con lasiguiente reacción anódica:

Ag0 ↔ Ag+ + 1e

Cada uno de los iones de plata atraeun electrón y se deposita en forma de áto-mos neutros. La reacción catódica es lasiguiente:

Ag+ + 1e- ↔ Ag0

La pureza de la plata depende del vol-taje de trabajo y de la densidad decorriente. Éstos, en particular en la lla-mada celda Moebius, son bajos convoltaje de celda entre 1,6 y 2,6 voltioscon separación de electrodos entre 3 y 5centímetros realizándose a temperaturaambiente.

De hecho se han encontrado en exca-vaciones recientes recipientes que por suforma y contenido podrían trabajar comoelementos de tensión. En ella la varillade hierro tiene la forma de cilindro alar-gado que sirve de electrodo. El líquidose absorbería por una mezcla de serrín ysustancia gelatinosa y, colocando en elcentro una barra de cobre, el conjunto sepodría forrar con una sustancia parecidaa la brea. De forma que estos elemen-tos trabajasen a modo de las pilas denuestra época. Por el lugar en donde seencontraron, son conocidas por el nom-bre de pilas de Bagdad. Estos elementosfueron descubiertos por el arqueólogoaustriaco Wilhelm König en 1938 al estu-diar unos objetos de culto depositadosen los sótanos del museo de Bagdad.Estos elementos fueron encontrados añosantes durante unas excavaciones en Khu-yut Rabbousa (Irak) al sudeste de Bag-dad.

Consisten estos elementos en unvasito de terracota de 15 centímetros dealtura por unos 7,5 centímetros de diá-metro (figura 10). Saliendo del tapónbituminoso, una varilla de hierro estáinsertada en el interior de un cilindro de cobre y aislado de él por un tapón deasfalto en su base; siendo el cilindro de cobre soldado con su capuchón poruna aleación plomo/estaño. Varios espe-cialistas han reproducido la pila utili-zando como electrolito sustancias de fáciladquisición en aquella época y consiguie-ron obtener una corriente eléctrica, entre

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0,5 y 1,5 voltios según los experimenta-dores y el electrolito empleado: zumo deuva, vinagre, agua de mar, etc.

Para el caso del dorado, la técnicano sería más difícil. Consistiría en conec-tar el ánodo de oro puro al cable positivoy sumergirlo en una disolución ácida, hoydía se emplea el ácido clorhídrico catali-zado con ácido acético (vinagre); y ali-mentarlo a una tensión baja entre 2 y 4voltios tras colgar la pieza que se va adorar en un alambre de cobre y conectaréste al cable del cátodo negativo. Pos-teriormente se introduciría la pieza en lasolución de oro y se agitaría durante 10a 30 segundos o hasta que se hubiera

obtenido la cubierta de oro deseada.Seguidamente, se enjuagaría con aguacorriente. Hoy sabemos que las solucio-nes de oro pueden ser a base de ácido ya base de cianuro, pero en el tratamientocon cianuro hay peligro de que se formecianuro de hidrógeno que es un gas letal,por lo que la solución de oro a base deácido es más segura y menos tóxica.

El método sería similar al desarrolladoen el norte de Alemania en 1874 por eldoctor Wolf Emil Wohlwill basándoseen la solubilidad del oro pero en la inso-lubilidad de la plata en una solución elec-trolítica de cloruro de oro AuCl3 en ácidoclorhídrico.

En medio acuoso ácido el catión deoro predominante es el aúrico (ion orocon valencia +3); de acuerdo con estaconsideración se establecen las siguien-tes reacciones anódicas:

Au + 4HCl → AuCl4- + 4H+ + 3e-

Au + 3AuCl4- → 4AuCl3 + 3e-

2H2O → O2 + 4H+ + 4e-

2Cl- → Cl2 + 2e-

Por otra parte, las reacciones catódi-cas serían las siguientes:

AuCl3 + 3H+ + 3e- → Au + 3HCl2H+ + 2e- → H2

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Figura 7. Adorno hecho con hoja de oro, en el Museo Arqueológico de Madrid.

Figura 8. Piezas moldeadas, en el Museo Arqueológico de Madrid.

Figura 11. Adornos y corona con finas láminas de oro.

Figura 9. Espada de hierro, en el museo romano de Colonia. Figura 10. Esquema de la pila de Bagdad.

Figura 12. Busto con pintura de oro. Exposición en Múnich.

Partes de la pila de Bagdad1. Tapón de asfalto.2. Electrolito.3. Tubo de cobre.4. Capuchón de cobre.5. Tapón aislador de asfalto.6. Vaso de arcilla.7. Cable de tierra. Polo negativo.8. Varilla de hierro. Polo positivo.

La reacción global de oxidación-reducción está dada por:

AuCl4- + H+ → AuCl3

- + HCl

Los parámetros de operación de lacelda Wohlwill serían, entre otros, unatemperatura entre 60 y 70 ºC y un vol-taje de celda pequeño entre 0,6 y 2 vol-tios, con una separación entre electrodosde 2 a 4 centímetros. La reacción elec-trolítica se puede catalizar con ácido tar-tárico o con ácido acético; el vinagre erafácil de obtener en aquella época. La capade oro obtenida en el cátodo sería muypura como corresponde al oro electrolí-tico.

Quién sabe si los egipcios conocían latécnica básica de los recubrimientos elec-trolíticos y en particular el recubrimientode cuerpos sólidos no conductores concapas metálicas de mayor o menor espe-sor, lo que en nuestros días se conocecomo galvanoplastia. Y para hacer con-ductora la superficie del molde de maderao piedra caliza lo podían revestir de unadelgada capa de deposición de cobre apartir de una disolución de sales de cobre.También es posible el uso de grafito ocarbón para hacer conductora la super-ficie. Recordemos a este respecto que nohace mucho tiempo se utilizaba con estefin la plombagina, una variedad de car-bono excelente conductor de la electri-cidad, que se aplicaba a brocha en solu-ción sobre la superficie a recubrir enforma de capa fina. Conectando el polonegativo de la pila a la superficie de plom-bagina se obtenía la conexión eléctricaadecuada para la operación. Es posibleque las finas láminas de oro que forma-ban parte de la joyería habitual de laépoca (figura 11), y cuya fabricación losexpertos encuentran difícil de explicarcon la tecnología entonces existente,pudieran haber sido obtenidas por depó-sito electroquímico.

Esto explicaría el hecho de quemuchas de las estatuas encontradasdurante el siglo XIX cerca de la esfingesólo están recubiertas de metales precio-sos en una fina capa similar a la produ-cida por baños electrolíticos, siendo ensu interior de piedra caliza o de madera.Evocan, por tanto, el uso de la galvano-plastia, porque las capas son perfecta-mente uniformes, sin señales de solda-dura o labrado manual. También enOriente Medio, en un emplazamientoSumerio de unos 2500 años antes de C.,se han encontrado vasos de cobre cha-pado con plata. Sobre esto hay que men-cionar que las famosas pilas de Bagdadpresentan en sus tubos de cobre una

pátina azul característica de la galvano-plastia con plata. Estas técnicas se emplea --rían en la época de mayor escasez demetales preciosos como el oro y la pla-ta. El arte de dorar figurillas sería elcomienzo de lo que hoy día conocemoscomo galvanoplastia y la batería se utili-zaría para producir voltaje entre la esta-tuilla de metal y un lingote de oro mien-tras se sumergía a ambos en unelectrolito. El oro sería transportado através del líquido y se depositaría sobrela superficie de la figura en forma de finacapa. La electrodeposición o chapado sellevaría a cabo de igual forma que con laspiezas de joyería. La diferencia estaría enque la base metálica sobre la cual se depo-sitaría la capa de varias micras de espe-sor del metal seleccionado, normalmenteoro o plata, solía ser de cobre. Existía otratécnica de chapado de piezas que consis-tía en aplicar la capa de metal noble porpresión, presionando las láminas de metalsuperpuestas hasta que quedaran fijadasentre sí.

Muchas de las estatuas doradas sólolo son en su exterior gracias a una pin-tura de oro (figura 12); en ellas el orose genera in situ poniendo un complejode Au junto a resinas sulfuradas disuel-tas en un disolvente orgánico cuando lamezcla se calienta suavemente el Au se reduce a oro metálico coloidal que sedeposita en la superficie de cerámicas,vidrios, etc. Esto se realizaría en las épo-cas en que más escaseaba el oro.

La metalurgia acentuó las desigualda-des sociales, pues fue el primer oficio engenerar especialistas que ofrecían sus pro-ductos a cambio de alimentos que otrosproducían. De ese modo surgieron losprimeros artesanos: metalúrgicos, joye-ros, orfebres, ceramistas, etc. Todas estasactividades se realizaban en pequeñostalleres privados o en grandes complejosque dependían del faraón, de los nobleso de los templos.

La industria metalúrgicaHace unos cien años se transformó laartesanía metalúrgica en actividad cien-tífica sentando las bases de una auténticaindustria. A ello contribuyeron, princi-palmente, Sorby en Inglaterra, quien en1863 emplea por primera vez el micros-copio para el análisis de metales; Gibbsenuncia la regla de fases que posterior-mente Bakhuis Roozeboom aplica enAlemania en 1885 al estudio de aleacio-nes, publicando en 1900 por primera vezel diagrama hierro-carbono. Además, secontaba con el primer termopar para

medidas de altas temperaturas desarro-llado por Le Chatelier. Posteriormente,hacia 1910, se aplican técnicas como lamicroscopía metalográfica y en 1915 losrayos X se incorporan a la cultura meta-lúrgica.

En la actualidad se ha ampliado elcampo de la metalurgia tradicional, inclu-yendo no sólo a los metales y aleaciones,sino también a cerámicos, vidrios, polí-meros, etc. Llamándose por ello con elnombre de ciencia de los materiales.

En la actualidad la tendencia generales la de desarrollar productos en dondela componente económica más impor-tante sea, no la materia prima, como enel pasado, sino el Know-How que con-tiene. Estamos pasando de una era de lainformación, en la que estamos bombar-deados de datos, a una era del conoci-miento, en la que aprendemos a asimi-lar, sintetizar e integrar esta cantidadde información en conjuntos únicos ycompletos de Know-How entendibles yútiles, siendo fundamental la utilizacióneficiente de este Know-How tanto pro-pio como ajeno.

Técnica Industrial 271 / Septiembre - Octubre 200748

AUTORJuan Manuel Oliveras Sevilla

Ingeniero técnico en electricidad con intensifica-ción en Electrónica por la Escuela Politécnica deCartagena. Aficionado a la arqueología. Desde1982 trabaja como técnico en la empresa Bazánde construcciones navales, actualmente Navantia.