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José Manuel Mustafá: Metallurgy and Humankind, Two Old Friends

Metallurgy, the art of obtaining and treating metals for the creation of alloys. Without a doubt, it is one of the most documented industrial activities, with importance historical precedent dating back to old age. Who hasn’t heard of the bronze wars, or the iron revolution? When we talk about metallurgy, its uses go from the simplest to the most complex ones.

When we speak about metallurgy, we speak of a highly complex discipline in which there is an important number of variables to consider, requiring the support of sciences such as physics, chemistry and practices such as engineering. Metallurgy is an applied science, reason why it must be studied beyond the theories, as historic problems such as the solidification or re-crystallization of metals remain unsolved.

Still, technological advances have allowed for great strides in this field, offering promising solutions. Many experts consider that the art of metalworking started in the Near East, near the Nile; the belief is that it was during the “Age of Metals” that the main historical knowledge of metals and the way to work them into household items started to form. Historically, the Age of Metals was divided into three different stages depending on the most-used metal at the time:

Copper Age: One of the first metals man used in its natural state. Dating back to the Neolithic. At the beginning, it was mixed with arsenic but later started being mixed with tin, which led to the creation of bronze.
Bronze Age: Started by mixing copper and tin. It was divided into several ages, believed to predate Christ by at least 4.000 years.
Iron Age: Was first recorded in the twelfth century before Christ. At the time, it was the most advanced known form of metalwork. Its strength and abundance made it more desirable than bronze, which it ended up replacing.

José Manuel Mustafá: What is The Relationship Between Fire and Iron?

During the Industrial Revolution, starting with gray iron and later with steel, the key elements in the construction of hanging bridges, steam ships, trains and their tracks, industrial machinery and building structures were born.

The twentieth century witnesses the new iron and steel work advances, present during the First World War, only increasing during the Second One.

“Iron and steel works” refer to the techniques that turn iron into other, different types of iron, or its many alloys.

The process of transforming the iron mineral starts from its extraction from the mines, present in nature as oxides, hydroxides, carbonates, silicates and sulfur.

Its processing remained virtually unchanged from the time of the Hittites to the middle Ages; it consisted of wrought iron obtained by direct reduction, producing a less resistant, flexible metal than the one we currently use.

The technique changes in the fourteenth century, when Catalonian smithies become popular in Europe, capable of generating up to 1.200ºC, which makes for higher quality iron.

Catalonian smithies were metalworking establishments dedicated to the production of iron in the Middle Ages, consisting of a forge that could reach very high temperatures, which allowed impurities to be removed from the iron. The technique was used until the creation of blast furnaces, which allowed for the mass production of high-quality gray iron, stronger and more elastic than wrought iron. Towards the ends of the nineteenth century, they also allowed for the mass production of high-quality steel.

Raw material for the construction of hanging bridges and other important structures of the times.

A history of growth and the search of perfection, since the higher the iron was heated, the greater its resistance and malleability, two key elements that make iron a useful boon, forever intertwined within the history of humankind.

In conclusion, fire is the key, the true way to temper iron and make it as strong as steel, demonstrating through the centuries the history of iron’s transformation.

José Manuel Mustafá: Metalurgia y humanidad, dos viejos amigos

La metalurgia, el arte de obtener y tratar los metales para la producción de aleaciones. Sin duda se trata de una actividad industrial de larga data y con importantes antecedentes históricos que se remontan a la antigüedad ¿Quién no ha escuchado de las guerras del bronce o la revolución del hierro? Y es que cuando hablamos de metalurgia, las aplicaciones van desde los usos más simples a los procesos más complejos.

Al hablar de metalurgia, nos referimos a una disciplina de alta complejidad en la que intervienen un gran número de variables a considerar, requiere del apoyo de ciencias como la física, la química y de la práctica de la ingeniería. Se trata de una ciencia aplicada, la metalurgia, por lo que se debe ver más allá de los conocimientos teóricos y es que en la actualidad problemas de antaño como la solidificación o la recristalización de los metales, aún no han sido resueltos en su totalidad. Aún así los avances tecnológicos han permitido dar grandes pasos en este campo y ofrecer soluciones prometedoras.

Jose Manuel Mustafa metalurgia

Muchos expertos considerar que el arte de los metales tuvo su origen en el Oriente Próximo, en las proximidades del río Nilo y es que durante el periodo denominado “La Edad de los Metales” fue cuando iniciaron los principales conocimientos metalúrgicos y sus técnicas de tratamiento para la producción de utensilios y metales. Históricamente La Edad de los Metales se dividió en 3 etapas que correspondían al principal metal que se utilizó:

Edad del Cobre: Fue uno de los primeros metales usados por el hombre en su estado natural. Data del periodo Neolítico. Inicialmente se manejó la mezcla con el arsénico pero posteriormente apareció la posibilidad de aleación con el estaño que dio lugar a la aparición del bronce.
Edad del Bronce: Resultado de la aleación del cobre con estaño. Se divide también en varias etapas y se estima que su inicio fue hasta 4000 años antes de cristo.
Edad de Hierro: Su primera aparición conocida fue hasta el siglo XII antes de Cristo. Fue la forma más avanzada de metalurgia. Su abundancia y dureza, le hizo un bien mucho más deseable que el bronce y acabó sustituyéndole.

José Manuel Mustafá: ¿Cómo convive el hierro y el acero con nuestra vida cotidiana?

El hierro se obtiene de sus minerales en el alto horno, tratándolas con coque, por su parte el acero se obtiene de la aleación de hierro y carbono, con otros metales.

El hierro es un metal con cualidades como la conducción eléctrica, la conducción de calor, la maleabilidad, la ductilidad, así como la capacidad de fundirse, el magnetismo, la dureza.

José Manuel Mustafá - Plata

Sus usos son muy variados, sirve para la fabricación de herramientas simples o para complicados sistemas mecánicos como automóviles, aviones o barcos y en diversas herramientas y estructuras, como los cables que sostienen los puentes, estructuras para la construcción de edificaciones, armamento, equipos quirúrgicos e infinidad de cosas en las que se utiliza en la vida diaria.

Del hierro al acero, una trasformación conocida hace siglos en diversas culturas, pero divulgada más recientemente que el hierro, especialmente los aceros Japoneses y españoles, los llamados toledanos, usados en armas como espadas y sables.

El acero es más duro que el hierro, dúctil y maleable es muy elástico pero en simultaneo muy tenaz, aunque relativamente frágil.

Jos? Manuel Mustaf

El acero está presente en muchos usos de nuestra vida cotidiana como estructuras, maquinaria, herramientas, vehículos pesados, material rodante, barcos, inclusive en los utensilios de cocina como ollas y cubiertos.

Básicamente, la diferencia entre el hierro y el acero es que el primero es un elemento mientras que el segundo es una aleación derivada del hierro. También que el hierro ya era conocido desde el principio de la civilización humana y que el acero se descubrió mucho más tarde.

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Hierro y acero diferentes por sus orígenes y edades pero presentes en la vida cotidiana, metal y aleación respectivamente, que a partir de sus descubrimientos se han hecho avances tecnológicos, que han logrado promover el desarrollo de la humanidad.

Hierro y acero mantienen una convivencia armónica en nuestra vida cotidiana, metal y aleación, parte de la historia y desarrollo de la vida como la conocemos hoy.

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Jose Manuel Mustafa: Is Iron as Important Today as It Was in Pre-Historic Times?

Iron is an important element of industry due to the fact that is one of the most-used hard metals, as well as the fact that pure iron can be used to create alloys such as steel, among others.

Iron is a transition metal, one of the most abundant in the earth’s cortex, found among the many that make-up our planet’s main core, and even our bodies.

Iron has been part of man’s evolution on the planet, allowing us to develop technology from its simplest forms to its current ones, so advanced that our ancestors could never even dream of them.

It has been used in the construction of a many objects and buildings, as well as a great number of tools, and even art pieces, due to its extraordinarily complex combination of both strength and malleability.

It is also ferromagnetic, that physical phenomenon that produces magnetism, even at room temperature and normal atmospheric pressure conditions, which gives it great density and toughness.

Given the metal’s historic importance, prestigious for all the reasons we have mentioned and many more, one must wonder if, in this new century, is iron as important to human kind as it was before?

Currently, and despite the many advancements humans have made through the centuries, iron continues to be an important tool for all of humankind, part of the earth’s main components, and even our own bodies.

Without a doubt, iron is a valuable and indispensable part of the daily life of both the society of knowledge and the world as a whole.

It remains an important element in a number of industries; due to its toughness and the many uses it has in different concentrations in the iron and steel industry, and the fact that it is the raw material of a number of alloys such as the ever so important steel.

Steel, so used in the automobile industry, the construction of buildings, the manufacturing of ships and planes, among other uses.

Before this evidence, how could we even imagine a world without iron?

It almost seems unthinkable to consider devaluating a metal that is part of the human body itself, that is to say, life itself.

José Manuel Mustafá: ¿Por qué es el hierro universal?

El hierro, uno de los metales más abundantes y necesario del planeta inclusive en el cuerpo humano con importantes beneficios para la salud, presente, especialmente, en los cereales, frutos secos y carnes.

Esencial para los seres humanos, presente en una sustancia denominada hemoglobina de nuestra sangre, garantiza el transporte del oxígeno a todos los tejidos del cuerpo, además oxigena los músculos y el interior de las células.

José Manuel Mustafá - Plata Pura

Presente dentro y fuera de la tierra, en el Sol y en muchas otras estrellas de la Vía Láctea, en las sideritas, en el cuerpo de cada ser vivo, en la Tierra y en el Universo, este es el hierro, universal.

El hierro está en todo, siendo uno de los materiales más utilizados en el mundo, especialmente en la construcción.

Para obtenerlo se debe refinar, fundir y dar forma y normalmente es aleado con carbono para que se transforme en acero.

El proceso de aleación y venta de acero es similar al del hierro, un material muy polivalente, pero especialmente base, columna, esqueleto de cada construcción.

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Para fabricar las vigas, columnas, cimientos, tubos, placas, láminas se usa el hierro por su maleabilidad que permite construir diferentes objetos o herramientas, a los que se pueden dar diferentes formas y grados de dureza.

Sin duda que como material de construcción, el hierro aliado a diversas aleaciones para logra el acero es esencial para levantar cualquier edificación y formar su estructura.

El hierro es acompañamiento, es parte de aleaciones con otros metales, es resistente, muy utilizado y apreciado, es la materia prima para los esqueletos de las construcciones, generalmente colocado en la base como suporte.

Las estructuras de acero y hierro son muy populares por su peso ligero y alta resistencia, apenas con una debilidad la inestabilidad cuando expuestos a altas temperaturas y a la corrosión, respectivamente.

Existen diversos tipos de estructuras, una de ellas es la estructura de membrana propia para una estructura de gran envergadura como por ejemplo para los estadios.

El hierro está en todas partes, permite ilimitadas posibilidades de diseño, se puede instalar en todos los climas, ahorra en cimentación y estructura porque es muy liviano, posee larga duración y es de fácil mantenimiento, permite ahorros de energía en iluminación y climatización, entre muchas otras bondades.

José Manuel Mustafá: ¿Cuál es la relación del fuego y el hierro?
José Manuel Mustafá: ¿Cuál es la relación del fuego y el hierro?

INTRAFECA, José Manuel Mustafá, Metalurgia

José Manuel Mustafá: ¿Cuál es la relación del fuego y el hierro?

Durante la Revolución Industrial, primero con el hierro colado y luego con el acero se constituyeron los elementos clave en la construcción de los puentes colgantes, los buques de vapor, los trenes y sus vías, la maquinaria industrial o la estructura de los edificios.

El siglo XX es testigo de los nuevos avances siderúrgicos, presentes durante la Primera Guerra Mundial y con mayor auge tras la Segunda Guerra Mundial.

Se denomina siderurgia o siderometalurgia, a la técnica del tratamiento del mineral de hierro para obtener diferentes tipos de éste o de sus aleaciones.

El proceso de transformación del mineral de hierro comienza desde su extracción en las minas, presente en la naturaleza en forma de óxidos, hidróxidos, carbonatos, silicatos y sulfuros.

Su procesamiento se mantuvo prácticamente sin modificaciones desde los hititas hasta la Edad Media, se trataba de hierro forjado obtenido por el método de reducción directa, metal menos resistente y flexible que el actual.

Su técnica cambia en el siglo XIV, cuando se popularizó en Europa la forja catalana, capaz de generar temperaturas de unos 1.200 grados centígrados, suministrando hierro de una mejor calidad.

La forja catalana era un establecimiento metalúrgico destinado a la producción de hierro en la Edad Media que consistía en un horno que alcanzaba una temperatura muy alta para separar el hierro de las impurezas. Técnica usada hasta la creación del alto horno, que permitió producir masivamente hierro colado de calidad, más fuerte y a la vez más elástico que el forjado, y, desde finales del siglo XIX, también acero en cantidad y calidad.

Materia prima para la construcción de los puentes colgantes y demás construcciones importantes del momento.

Una historia de crecimiento y perfeccionamiento, pues a medida que aumentaba el calor en el hierro, mayor era su resistencia y maleabilidad, un binomio que hace del hierro un bien útil impregnado en la evolución de la humanidad.

En fin, es el fuego, el verdadero artífice para templar el hierro y hacerlo tan fuerte como el acero, demostrado a lo largo de siglos de la historia de la transformación del hierro.

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José Manuel Mustafá: ¿Las construcciones de hierro son costosa o económicas?

El hierro a acompañado el curso de la humanidad, quizás por su abundancia en la tierra. El hierro revolucionó la vida del hombre, le facilitó la agricultura, el comercio, más tarde la industria y hasta la guerra en todos los tiempos.

Explotado desde el primer milenio a.C. permitió dejar atrás la tecnología prehistórica e inaugurar la era de las grandes civilizaciones.

Resistente, versátil y abundante solo puede ofrecer ventajas en las construcciones con estructura de hierro, a pesar de tener algunas desventajas.

El hierro es un metal fuerte y duradero de allí garantizar la durabilidad de la construcción, evitando paredes deterioradas o deformadas, lo que permite ahorrar costos de reparaciones en el futuro.

Además de ser fuerte y por eso duradero y en consecuencia un potencial ahorrador, no alberga plagas ni les permite acceso a la estructura de la edificación, evitando el daño estructural de las plagas.

Otra ventaja de las estructuras de hierro es su resistencia a soportar climas severos, terremotos o huracanes.

Sin embargo, no podría ser perfecto y entre las grandes desventajas de este metal, como es obvio, es su tendencia a oxidarse y el alto costo de su producción.

La oxidación del hierro, básicamente, la oxidación es la falta de electrones en átomos cuando dos o más sustancias interactúan: con perder un electrón es más que suficiente.
Alto costo de la producción del hierro, una vez que este no puede ser usado en su forma pura y requiere de aleaciones, además debido a su particularidad de oxidarse debe someterse a un tratamiento de galvanizado, lo que incrementa su precio considerablemente.

José Manuel Mustafá - Hierro galvanizado

En conclusión, las construcciones con estructura de hierro poseen muchísimas ventajas desde la resistencia, maleabilidad, así como la durabilidad que garantiza el ahorro de futuras reparaciones.

No obstante dos de sus desventajas son muy significativas, a saber su tendencia a la oxidación, que exige galvanización e incrementa su costo, además porque es sujeto a una serie de aleaciones ya que no puede ser usado en su forma pura, toda una contradicción, ahorra pero cuesta.