Uso del Hierro. Historia, aplicaciones
Estrenamos blog y nuestra primera entrada queríamos dedicarla a un elemento fundamental y materia prima de nuestro trabajo, que es el uso del hierro. Este metal de transición es el cuarto elemento que más abunda en la corteza terrestre, solamente superado por el aluminio. El hierro ha sido históricamente muy importante, y un periodo de la historia recibe el nombre de Edad de Hierro. Este metal es el más usado, con el 95% en peso de la producción mundial de metal y está destinado para una gran variedad de usos de los que trataremos más tarde.
Breve historia del hierro
El uso del hierro data de cuatro milenios antes de Cristo, por parte de los egipcios y sumerios. En el segundo milenio antes de Cristo van apareciendo más objetos de hierro pero se empleaban para ceremonias siendo un metal muy caro por entonces.
Entre los siglos XII a. C. y X a. C. se produce en Oriente Medio una transición del uso de armas hechas con bronce a armas hechas con hierro debido a una falta de estaño. A este periodo se le denomina Edad del Hierro, sustituyendo a la Edad del Bronce. En esta etapa de transición se descubrió también el proceso de Carburización, consistente en añadir carbono al hierro.
El hierro forjado tenía un contenido en carbono muy bajo y no se podía endurecer fácilmente al enfriarlo en agua. Se observó que se podía obtener un producto más duro calentando la pieza de hierro forjado en un lecho de carbón vegetal, para entonces sumergirlo en agua o aceite consiguiendo así un producto más duro y menos frágil que el bronce, al que comenzó a reemplazar.
En la Edad Media y hasta finales del siglo XIX emplearon como método para obtener hierro la Farga catalana. Se obtenía hierro y acero bajo en carbono empleando carbón vegetal y el mineral de hierro. Este proceso fue posteriormente sustituido por el empleado en los altos hornos.
A comienzos del siglo XIX se comenzó a emplear ampliamente el hierro como elemento estructural (en puentes, edificios, etc.) siendo un claro ejemplo la Torre Eiffel en París, construida en 1889 (donde se utilizaron miles de toneladas de hierro).
Como se obtiene el hierro
El hierro es obtenido en el alto horno mediante la conversión de los minerales en hierro líquido, a través de su reducción con coque; se separan con piedra caliza, los componentes indeseables como azufre, fósforo y manganeso.
Cuando el contenido en carbono es superior a un 1,73% en peso, la aleación se denomina fundición. Este carbono puede encontrarse disuelto, formando cementita o en forma libre. Son muy duras y frágiles. Hay distintos tipos de fundiciones y según el tipo se utilizan para distintas aplicaciones: en motores, válvulas, engranajes, etc.:
- Gris
- Blanca
- Atruchada
- Maleable americana
- Maleable europea
- Esferoidal o dúctil
- Vermicular
Uso del hierro
Al tratarse de un material metálico fácilmente moldeable, puede asignársele diversas funciones. En el ámbito de la industria puede emplearse para realizar diversas estructuras, tales como rejas, puertas, ventanas, soportes, muebles, escaleras, juegos de comedor, estanterías, o bien para la base de las mismas como otras muchas elaboraciones que tienen como base de construcción este metal.
En la agricultura, el hierro es utilizado para que las plantaciones se desarrollen adecuadamente y puedan proporcionar los nutrientes esenciales al hombre.
En la construcción, el uso del hierro destaca en la realizar columnas o vigas, las cuales ejercen una función básica de sostén o sujeción de diversas estructuras, como las paredes y los techos. El empleo de hierro garantiza una mayor resistencia de las estructuras, pues es uno de los materiales de mayor peso y resistencia en la tierra.