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Cobre romano como

Cobre romano como


Olla de Cobre Romana

Esta olla romana con mango de hierro de la colección del Museo Hunterian fue seleccionada por Louisa Hammersley, estudiante de posgrado en el Departamento de Arqueología de la Universidad de Glasgow. Louisa escribe: Las ollas de cobre a menudo se corroen mucho cuando se recuperan de los sitios escoceses. Sin embargo, como muchos otros objetos del fuerte de Bar Hill en el Muro Antonino, este es un ejemplo bellamente conservado del tipo de ollas de metal que los soldados romanos habrían colgado sobre un fuego para cocinar comida. La unidad militar romana más pequeña de legionarios se conoce como contubernium que consta de ocho hombres que compartían deberes, tiendas de campaña, cocina y comida. Las ollas para cocinar, los platos y las raciones de comida habrían sido propiedad comunal del contubernium, que pudo haber rotado la cocina y otras tareas. Elegí esta olla porque evoca imágenes de hombres reunidos alrededor de un fuego para cocinar por la noche comiendo juntos y compartiendo historias.

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Descubiertos sistemas avanzados de minería de cobre romana en el sur de España

Altar consagrado a Mercurio, en Munigua, España

Munigua, un complejo arqueológico actual en Sierra Morena, al sur de España, fue una vez un antiguo asentamiento conocido por su alcance minero. Originalmente habitado por los turdetanos, un pueblo prerromano de la península ibérica que vivía en el valle del Guadalquivir, los recursos (es decir, el mineral de cobre) de la región cercana se explotaban desde la Edad del Bronce hace casi 4.000 años. Y ahora, excavaciones recientes (realizadas por investigadores del Instituto Arqueológico Alemán) han sugerido que los antiguos romanos revitalizaron toda la escena minera al restaurar e instalar una red avanzada adecuada para adquirir cobre a niveles más profundos.

Los arqueólogos quedaron gratamente sorprendidos por este elaborado sistema de galerías ventiladas y túneles de enlace que proporcionaban accesibilidad a los mineros a varias profundidades. Esta interesante técnica de ingeniería permitió a los romanos extraer de manera efectiva el metal de profundidades que antes se pensaba que eran imposibles.

Ahora, históricamente, la minería fue una actividad importante en esta región, tanto que se desarrollaron numerosos casos de antiguos conflictos y arreglos políticos en un intento por adquirir las minas del sur de España. Por ejemplo, el famoso Amílcar Barca (padre de Aníbal) estableció Nueva Cartago (Carthago Nova, correspondiente a la actual Cartagena) en la costa sureste de España durante la segunda mitad del siglo III a.C. Los cartagineses pudieron controlar la región con esta nueva configuración administrativa, lo que les permitió aprovechar las ricas minas de Munigua. Este último ámbito fue económicamente rentable para el imperio marítimo y, en consecuencia, sus extensas arcas se volvieron a llenar en solo un período de pocos años.

En el 218 a.C., los romanos capturaron Carthago Nova para contrarrestar la proeza económica cartaginesa y tomar el control de las minas "estratégicas" de Munigua. En ese momento, el asentamiento minero ya estaba establecido como un centro comercial. Sin embargo, posteriormente, los nuevos gobernantes de Munigua no solo racionalizaron sus operaciones mineras sino que también agregaron infraestructura romana al ámbito urbano. Esto dio lugar a la profusión de la arquitectura romana, incluido un templo tetrástilo con un podio posiblemente dedicado a Júpiter, un templo dedicado a Mercurio, un foro, un pórtico, a ninfeo (monumento consagrado a las ninfas), baños termales e incluso una gran necrópolis.

Y en el siglo II a. C., la producción de cobre aumentó a un ritmo admirable. Como dijo Thomas G. Schattner del Instituto Arqueológico Alemán, quien dirigió el reciente proyecto de excavación:

Sabemos que la producción de metales aumentó enormemente en parte debido a los vastos depósitos de escoria en Munigua, algunos del tamaño de campos de fútbol. Esto tiene mucho que ver con nuestro conocimiento de sus operaciones mineras. La escoria es un material de origen arqueológico de primera clase, ya que se puede analizar y puede proporcionar información precisa sobre el metal fundido, el proceso mediante el cual se logró la fusión y las características químicas del metal.

Sin embargo, en el siglo III d.C., el ámbito comercial de Munigua parecía finalmente extinguirse, posiblemente exacerbado por un calamitoso terremoto que destruyó gran parte de la ciudad. Y aunque los arqueólogos han encontrado evidencias dispares que sugieren que el área todavía estuvo habitada hasta la época islámica (alrededor de principios del siglo VII), la escala de estas ocupaciones probablemente no fue tan grande, especialmente en comparación con el legado antiguo de la región.

Templo en la segunda terraza de Munigua.

Fuente: Haaretz / Via: NewHistorian / Créditos de imagen: Íñigo López de Audícana


Cobre en edificios romanos

En el arte puro, los romanos simplemente copiaron a los griegos, pero desarrollaron técnicas de fundición de bronce que eran capaces de producir cada detalle facial en sus figuras de bronce. Se han encontrado cabezas de estas figuras en los templos, en el barro de los ríos y en otras localidades donde cualquier cosa que no fuera el bronce o el cobre se habría corroído hace mucho tiempo.

Como nación esencialmente práctica, los romanos fueron grandes constructores e ingenieros. Ni el tiempo ni el asedio, ni las catástrofes naturales, han destruido su sólida mampostería. Las estructuras de piedra romanas solían mantenerse unidas con lazos y abrazaderas de cobre o bronce y utilizaban más que los griegos el cobre y el bronce en sus importantes edificios: pero aquí, una vez más, las manos del saboteador y los bolsillos de los necesitados se han derretido la mayor parte del tiempo. de la evidencia.

La obra arquitectónica más fina de este tipo que se conserva es el Panteón de Roma, un inmenso templo circular de 143 pies de diámetro que está coronado por una cúpula de 140 pies. La cúpula tenía un agujero abierto, o cella, de 30 pies de ancho en su vértice que proporcionaba la única luz al interior. Esta cúpula se cubrió originalmente con placas de cobre con una cubierta exterior de tejas de cobre o bronce, pero ahora solo queda el anillo central. Las tejas fueron robadas por Constante II en 663 d.C. y llevadas a Constantinopla, pero fueron capturadas por los sarracenos. en camino. Casi mil años después, el Papa Urbano VIII quitó las planchas de cobre del techo, acto que le reportó 200 toneladas de planchas de cobre, además de cuatro toneladas de clavos de cobre.

Durante los grandes días del Imperio Primitivo, cuando la riqueza del mundo estaba a sus pies, los romanos no escatimaron en lujo ni en decoración. Sus templos tenían puertas de bronce y los vestíbulos a veces estaban cerrados por rejas de bronce, pero solo las grandes puertas de bronce del Panteón aún permanecen sin fundir.

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Cobre en monedas

El cobre, y las aleaciones de cobre en particular, se utilizaron para la acuñación ya en el siglo III a. C. Inicialmente, los terrones de cobre se utilizaban como moneda, y su valor dependía del tamaño. Sin embargo, esto pronto cambió. Las monedas creadas a partir de aleaciones de cobre se hicieron populares y cambiaron según el gobernante que estuviera en el poder. Por ejemplo, Julio César prefería que sus monedas estuvieran hechas de latón (una aleación de cobre y zinc), mientras que las monedas de Octavio Augusto César estaban hechas de una aleación de cobre, plomo y estaño.

El cobre era el metal ideal para la fabricación de monedas. El cobre y sus aleaciones resistieron activamente el desgaste y la corrosión a lo largo del tiempo, y podrían manipularse para incluir obras de arte detalladas en sus caras. También eran reciclables.

Desde la época de los antiguos romanos, el cobre se ha extendido por todo el mundo y su uso en la acuñación es global. En los Estados Unidos, el oro y la plata se usaron originalmente para las monedas, pero el precio de estos metales preciosos se volvió demasiado alto. En cambio, el cobre y sus aleaciones ocuparon su lugar. Los centavos estadounidenses se hicieron originalmente de cobre puro, y las aleaciones de cobre y níquel se utilizaron para producir monedas de diez y cinco centavos. Las guerras mundiales provocaron una escasez de cobre en Estados Unidos, por lo que el metal se conservó para su uso en armamento y municiones.

Hoy en día, muchas monedas de color bronce están hechas de zinc o acero con recubrimiento de cobre. Esto incluye el centavo de EE. UU. Y las monedas de 1 libra y 2 libras del Reino Unido.


Lingote de cobre romano

Estos lingotes de cobre se fundieron en depresiones poco profundas en el suelo, de ahí su forma de bollo. Este lingote fue descubierto en el fondo del estrecho de Menai en Anglesey. Se han descubierto lingotes de cobre similares en la isla y se han relacionado con las actividades mineras romanas en la montaña Parys. Este lingote y un fragmento relacionado se encontraron juntos y pueden indicar la ubicación de un naufragio de la época romana. Fueron ampliamente transportados dentro del imperio romano y se utilizaron para el trabajo de metales y la producción de herramientas y armas.

Estos lingotes de cobre se fundieron en depresiones poco profundas en el suelo, de ahí su forma de bollo.

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Minería romana

La minería romana se adelantó a su tiempo. Los romanos fueron los primeros en utilizar tecnología sofisticada para extraer depósitos minerales como hierro, cobre, estaño, plomo u oro.

El hierro tenía usos variados y se usaba para fabricar herramientas y armas. El estaño y el cobre se utilizaron para hacer bronce. La plata y el oro se usaban para joyería y moneda. A veces, las decisiones de política exterior se basaron en la necesidad de recursos minerales. Por ejemplo, César invadió Inglaterra en parte para tener acceso a los ricos depósitos de estaño del país.

Había muchas formas de minería romana, siendo las principales la minería de superficie y la minería de vetas profundas, siendo la minería de superficie la más común. Los romanos localizarían vetas de minerales en la superficie desatando un poderoso flujo de agua. Construirían acueductos que a veces podían ser muy largos para traer agua de los ríos y recogerla en grandes tanques. Luego, el agua se liberaría de los tanques, este método de minería romana se conoce como silenciamiento.

Los acueductos también impulsarían máquinas utilizadas en la minería romana, como molinos de sellos y martillos de viaje utilizados para triturar el mineral extraído en trozos pequeños antes de su procesamiento posterior o para filtrar metales preciosos como el oro.

Diferentes métodos y técnicas utilizadas en la minería romana.

El otro método, la extracción de vetas profundas, era más difícil, más caro y más peligroso. Solo se utilizó para extraer minerales de alto valor como plata y oro. Los mineros romanos cavarían un túnel y un pozo vertical para ventilar y extraer el mineral. No tenían dinamita (inventada por Nobel en 1867) pero a veces prendían fuego dentro del túnel para debilitar la roca y extraer los minerales preciosos. El método de prender fuego era muy peligroso ya que el túnel podía derrumbarse y los mineros podían morir por asfixia.

Los mineros romanos usaban herramientas como martillos de piedra que pesaban hasta 10 libras, cuñas y barras de hierro puntiagudas que golpeaban con sus martillos para romper las rocas. Usaban baldes de madera para sacar el mineral, sacos de cuero y usaban sandalias y túnicas con delantales de cuero para protegerse. También tenían lámparas de aceite ya que oscurecería mucho dentro del túnel. Vale la pena señalar que los mineros a veces trabajaban casi desnudos cuando estaban bajo tierra, ya que las temperaturas debajo podían ser bastante altas.

Sobreviviendo a las minas romanas

Son muy pocas las minas romanas que todavía son visibles en la actualidad. Los sitios más impresionantes y aún visibles incluyen las minas Dolaucothi en Inglaterra, donde los romanos explotaron los depósitos de oro y usaron acueductos para traer agua de ríos y arroyos lejanos. Otra mina romana es la mina de Rio Tinto en España que se utilizaba para extraer cobre aunque quedaba poco.


Cobre romano como - Historia

El hierro ya no se considera un metal precioso, pero su producción y aplicación en la industria moderna lo ubica como el metal más importante de la ingeniería moderna. En sus aplicaciones modernas, el hierro se alea con carbono y otros metales para producir una amplia variedad de aleaciones que llamamos acero.

Se ha aceptado tradicionalmente que el acero no era una aleación de metal que se encontrara en el mundo antiguo. Para refutar esta teoría tradicional, se proporcionarán antecedentes sobre los orígenes de la fundición de hierro y explicaciones de las definiciones modernas de aleaciones.

Dado que el acero es una aleación de hierro y carbono principalmente, cualquier discusión sobre la aleación debe abordar los antecedentes del hierro. Friend [2] y Parr [3] indican que se conocía el hierro alrededor del 4000 a. C., cuando habría sido molido para darle forma. Sin embargo, la fuente de este hierro debe haber sido celeste (meteoritos) ya que el proceso de fundición probablemente no se usó en el hierro en ese momento. Otra evidencia de la fuente celestial de este hierro se encuentra en el análisis químico de los artefactos. El alto contenido de níquel de estos artefactos es típico de los meteoritos y el contenido de níquel también explicaría la falta de oxidación (oxidación). La fundición original de hierro tiene varios orígenes diferentes, pero generalmente se considera un resultado fortuito de la yuxtaposición del mineral de hierro y el calor. Algunos [4, 5] sugieren que se encontró hierro metálico en las cenizas de fogatas construidas sobre afloramientos de mineral de hierro u óxidos de hierro. Teniendo en cuenta el calor necesario, este es un escenario muy poco probable. Friend cita un párrafo de un artículo de 1912 en el Journal of the Institute of Metals de Gowland que indica que tal fogata podría posiblemente explicar el primer horno metalúrgico para cobre [6]. En cuanto al hierro, la teoría más plausible parece ser la de Aitchison [7]. Sugiere que fueron las fundiciones de cobre y bronce las que encontraron hierro en algunos de sus fundidos cuando los minerales de hierro se mezclaron con los de cobre. Esta teoría es aún más factible ya que estas personas serían las únicas que tendrían las instalaciones para producir el calor requerido, así como la habilidad en la producción de mineral.

Cualquiera que sea el origen real de la fundición del hierro, era un proceso bien conocido a finales del segundo milenio antes de Cristo. Se encuentran numerosas citas en los poemas homéricos (alrededor del 880 a. C.) que hacen referencia a instrumentos de hierro. Herodoto hace referencia a él en su "Historia" (446 a. C.) y Aristóteles (350 a. C.) atribuye las fuentes de hierro a las minas de Elba y las minas calibianas cerca de Ambus [8].

En la época de los romanos, el proceso de fundición del hierro era bien conocido y la Europa mediterránea podía considerarse bien entrada en la Edad del Hierro.

Fundición

  • El punto de fusión del hierro puro es de 1540 ° C. Landels señala que incluso en la época romana los hornos europeos no producían mucho calor por encima de los 1100 ° C [9]. La fundición de hierro, a diferencia de la fundición de los metales de punto de fusión más bajo, cobre, zinc y estaño, no implicaba que el hierro pasara al estado líquido. En cambio, fue una conversión de estado sólido que requirió la reducción química del mineral. El mineral se colocó en un pozo y se mezcló en un fuego de carbón caliente. El aire se introdujo en la estructura cubierta de la cúpula a través de fuelles a través de una boquilla de arcilla ignífuga llamada tobera. Después de una temperatura sostenida de 1100 ° C-1200 ° C, la escoria (no metálicos oxidados) cayó al fondo dejando la masa esponjosa que contenía el hierro. Los agujeros que formaban la textura de la esponja fueron el resultado de la eliminación de los no metálicos cuando la escoria se fundió. Algunos [10, 11] llaman a la masa esponjosa una flor. Esta masa esponjosa fue luego machacada, generalmente mientras aún estaba caliente, y cayó más escoria a medida que el metal se concentraba en una masa más densa. El metal machacado se llamaba hierro forjado.

Aitchison da una composición media de una flor típica, pero esto podría variar ampliamente, dependiendo especialmente del origen del mineral.

Carbón 0.097%
Silicio 0.046%
Manganeso 0.040%
Azufre 0.025%
Fosforoso 0.044%
Arsénico 0.049%
Cobre 0.010%
Planchar recordatorio

Aceros al carbono lisos

  • Los aceros al carbono simples son aceros en los que los elementos de aleación no juegan un papel significativo en la determinación de las propiedades del metal. Los dos sistemas utilizados se basan ambos en el contenido de carbono. El diagrama de fases de la aleación de hierro / carbono indica que al 0,8% de carbono existe una composición eutectoide y se forma una estructura perlítica al enfriarse lentamente. Con un contenido de carbono inferior al 0,8%, los aceros a veces se denominan "hipoeutectoides" y con un contenido de carbono superior al 0,8% tenemos aceros "hipereutectoides".

Desafortunadamente, la clasificación basada en la estructura eutectoide es burda y se usa poco con fines prácticos. En cambio, el acero de bajo, medio y alto carbono son las agrupaciones preferidas utilizadas.


Figura 1 Clasificaciones de acero al carbono

    Acero con poco carbono (0,06% - 0,25% de carbono)

  • (0,15% a 0,25% de carbono a veces se denomina acero dulce)
  • material de construcción común de bajo costo
  • no se considera endurecible por tratamiento térmico
  • su alta ductilidad lo hace ideal para el conformado a presión (industria automotriz, láminas, varillas, tubería y alambre).
  • soldada, soldada o forjada fácilmente.

    Acero al carbono medio (0,25% - 0,5% de carbono)

  • más fuerte que los aceros con bajo contenido de carbono
  • Puede fortalecerse aún más mediante tratamiento térmico.
  • más duro que los aceros con bajo contenido de carbono, pero no lo suficientemente duro para ser utilizado como acero para herramientas de corte
  • soldable pero no tan fácil como el acero con bajo contenido de carbono
  • La mayoría se suministra laminada en caliente y mecanizada hasta su forma final.

    Acero con alto contenido de carbono (0,5% - 1,6% de carbono)

  • se usa solo donde la resistencia y la dureza son más importantes que la ductilidad
  • siempre dado un tratamiento térmico de endurecimiento
  • utilizado para herramientas de corte
  • Incluso con un contenido de carbono del 1%, una broca es demasiado difícil de mecanizar en condiciones normalizadas. Para permitir el mecanizado, el calentamiento prolongado justo por debajo de la temperatura del eutectoide hace que las plaquitas de carburo de la perlita se "hinchen". Esto produce una estructura esferizada (mecanizable). Después del mecanizado, la broca se puede recalentar a la fase de austenita (1500 y degF / 850 y degC). Sigue el enfriamiento con agua y se forma la martensita. La martensita es una forma cúbica de hierro centrada en el cuerpo que atrapa átomos de carbono que se disolvieron en la austenita. La gran dureza se debe a las distorsiones en la red provocadas por los carbonos atrapados.

Existe un debate considerable en cuanto a la posibilidad de que la verdadera producción de acero haya ocurrido realmente en el mundo antiguo. Parr reconoce que los antiguos fabricaron acero endurecido, pero considera que esto fue un subproducto accidental del carbón vegetal junto a la flor. Considera inapropiado llamar a las aleaciones de acero al carbono fabricadas en este momento como la base de la industria del acero diciendo que esto es muy parecido a afirmar que "el bebé que golpea el piano de al lado está haciendo música". [13] Otros tampoco consideran el la fabricación de acero por los antiguos era una industria intencionada [14, 15].

Aunque la calidad del acero producido por los antiguos debe haber sido deficiente e inconsistente, deben haberse esforzado por lograr una fórmula para el acero. El hecho de que no entendieran qué proporcionó al acero sus propiedades deseables no es motivo para desacreditar a la incipiente industria del acero. Plinio, en su Historia Natural, Libro XXXIV, describe el proceso de templado utilizado por los herreros romanos. Aunque sus explicaciones son incorrectas, se constata que se conocía y utilizaba un proceso de endurecimiento en herramientas a base de hierro. El hierro puro, incluso el hierro forjado con muy bajo contenido de carbono, no se puede endurecer. Solo mediante un proceso bien informado de introducción de carbono en el hierro, el proceso de templado habría tenido algún efecto sobre la dureza de la herramienta. El desconocimiento de los detalles del templado continuó hasta la época medieval, cuando se atribuyeron varios procesos para impartir las mejores cualidades. Sherby menciona a un herrero que insistió en apagar el acero en "la orina de un niño pelirrojo" [16].

Aunque no se entendía el proceso exacto, se sabía desde hace mucho tiempo que la yuxtaposición de hierro forjado con carbón aumentaba la dureza del hierro forjado. En la antigüedad se conocían y practicaban dos procesos de fabricación de acero: el proceso de cementación y el proceso de crisol. El proceso de cementación implicó calentar el hierro forjado en contacto con una fuente de carbono (generalmente carbón vegetal) de tal manera que se excluyera la exposición al aire. En el proceso del crisol, se fundían barras de hierro forjado en crisoles en los que se había colocado carbón.

En Gran Bretaña se encontraron herramientas de acero fabricadas mediante el proceso de cementación de origen romano que datan del siglo II d. C. [17]. El contenido de carbono varió irregularmente a lo largo del 0% al 1,3%. Fue esta distribución irregular de carbono lo que hizo que el proceso de cementación, o el acero romano & quothome-made & quot, fuera menos deseable.

Parr [18] sugiere que la producción real de acero comenzó ya en el año 500 a. C. en la India. Este material se denominó wootz. En la época de Alexander, la producción de wootz era un proceso bien establecido de dos pasos que utilizaba el método del crisol. Se pueden utilizar dos métodos, conversión de una forma de hierro fundido o conversión de una forma de hierro forjado.

La primera fue similar a la simple reducción a hierro forjado descrita anteriormente. Sin embargo, los fabricantes de acero de wootz utilizaron una versión diferente de alto horno. El mineral de hierro y un material carbonoso se agregaron juntos en un crisol, esto se llamó carga. La carga se colocó en la parte superior del horno y la explosión se aplicó al fondo [19, 20]. Si se mantiene a una temperatura suficientemente alta durante mucho tiempo, la floración absorbería suficiente carbono para reducir el punto de fusión del hierro. Esto daría como resultado que la masa se fundiera y se formaran botones de hierro fundido en los crisoles. Estos tendrían un alto contenido de carbono que habría que reducir (descarburación), que era el segundo paso de este proceso. Luego, los botones de hierro fundido se recalentaron y se encendieron en la llama de explosión directa a una temperatura justo por debajo de su punto de fusión. A continuación, los botones podrían calentarse y soldarse entre sí golpeándolos. Este proceso proporcionó una aleación de acero bastante homogénea con un contenido de carbono del 1-1,6%.

El segundo método empleado parece un proceso de construcción más sencillo y es sugerido por Sherby [21]. Después de que se formara una flor de hierro forjado por reducción, se rompió en pedazos pequeños y se colocó en un crisol de arcilla sellado con una cantidad previamente medida de carbón. El crisol tenía unos 7 cm de diámetro y unos 15 cm de altura. De nuevo, el crisol se colocó en el alto horno y se calentó a aproximadamente 1200 ° C hasta que el carbón fue absorbido por el hierro, reduciendo así el punto de fusión. Cuando se agitó el crisol, se buscó un sonido de chapoteo para confirmar que el proceso se había completado. El enfriamiento lento del crisol durante varios días daría como resultado una aleación de acero homogénea con 1,5-2% de carbono. Durante el enfriamiento lento se produce un crecimiento de cristales que tienen una gran proporción de carburo de hierro (Fe3C). Los metalúrgicos identifican esta estructura blanca en metalográficos como cementita. Los antiguos herreros del Mediterráneo oriental descubrieron una técnica de forja que producía una fuerza y ​​una dureza asombrosas que sólo se ha explicado recientemente [22]. Al calentar el wootz a una temperatura entre 600 ° C y 850 ° C, la cementita no se disolvería en la austenita. Si se trabajara (machacara) a esa temperatura, los cristales de cementita se harían más pequeños y retendrían la resistencia del acero sin mantener la fragilidad intrínseca de los cristales de cementita más grandes. Esta explicación metalúrgica de las propiedades de resistencia y elasticidad, así como la coloración en remolino de los aceros de Damasco (elaborada mediante este proceso desde aproximadamente el 330 a. C.) es un contraste directo con explicaciones anteriores. Friend [23] y Parr [24] se encuentran entre los que explican estos aceros como una mezcla de hierro fundido y hierro forjado machacados juntos. Sin embargo, la evidencia reunida por Sherby y Wadsworth [25] desacredita hipótesis anteriores que abogaban por la mezcla de hierro fundido y forjado.

Limitaciones del desarrollo y las aplicaciones del acero

  • Aunque el acero wootz y los procesos de fabricación del acero de Damasco probablemente se introdujeron en el oeste alrededor de la época de Alejandro, su importancia fue extrañamente poco explotada, con una excepción, las espadas de hoja de acero de Damasco. Explicar por qué los romanos no adoptaron o desarrollaron el proceso de fabricación de acero wootz y los métodos de forja de Damasco debe ser especulativo. Landels plantea la sugerencia de que el diseño del horno romano hizo que la producción de suficiente calor fuera inalcanzable, sin embargo, continúa señalando que el máximo de 1150 ° C podría extenderse fácilmente a 1300 ° C utilizando la tecnología disponible [26]. Agregue a esto el hecho de que el proceso de cementación poco confiable utilizado por los romanos proporcionaba aceros de contenido medio de carbono y esto solo podría haber reducido la temperatura para fundir el acero a un rango razonablemente alcanzado por los hornos romanos existentes. El hecho es que existió la oportunidad de realizar mejoras en la industria del acero, pero no se aprovechó. Existían condiciones técnicas durante la dominación romana de Europa que han proporcionado a los herreros romanos la capacidad de producir acero tipo wootz de calidad relativamente alta. El escritor sugiere dos posibilidades para el fracaso de los buenos herreros romanos en la fabricación de un acero tipo wootz. Una posibilidad es que las acciones fortuitas de forjar un trozo de hierro fundido, que inevitablemente se habría formado en algún momento durante la fundición romana, no ocurrieron. Esto se debió a que los romanos siempre fueron fastidiosos a la hora de evitar que las cosas no maleables se vieran en sus flores, o simplemente no experimentaron con los pequeños botones duros y sucios que ocasionalmente se encontraban en los hornos. Una segunda posibilidad podría ser que los proveedores del acero wootz mantuvieran el proceso en secreto para sus clientes occidentales.

Tales especulaciones no carecen de precedentes. El Inca del Perú no encontró ocasión para merecer la invención de la rueda y los chinos no revelaron el secreto de la fuente de la seda a sus ansiosos clientes europeos hasta el 552 dC [27].

Otro tema que merece preguntarse es "¿por qué los antiguos griegos y romanos no hicieron más con el acero wootz que convertirlo en espadas?" La capacidad de una espada de acero de Damasco para doblarse en ángulo recto y aún así volver a tomar forma habría revelado su potencial como un resorte muy superior al bronce y la tripa que se usaba en ese momento. Los ganchos, aros de arnés, neumáticos, cinceles, azuelas, sierras y palas podían fabricarse con una calidad aceptable con los aceros romanos caseros. Incluso los bordes cortantes cementados se encuentran comúnmente entre los artefactos romanos [28]. Las grúas y otros dispositivos de carga podrían haberse aprovechado de la resistencia de los buenos aceros. La resistencia a la tracción del acero por unidad de longitud es la razón principal de sus aplicaciones de ingeniería modernas. A pesar de su capacidad para forjar flores de considerable peso (Aitchison menciona una flor romana encontrada en Northumberland, Inglaterra, con un peso de 344 libras [29]), no parece que se hayan hecho intentos para fabricar vigas de vigas grandes u otras estructuras de soporte importantes con acero. (Se han encontrado pequeñas vigas en las casas de baños, pero estaban hechas de hierro forjado [30]).

El hierro tenía varias aplicaciones como ornamentación, moneda y herramientas, incluidas las armas [31]. El alambre de oro y cobre se fabricaba y se usaba a menudo en joyería. Estos alambres incluso fueron torcidos en torques parecidos a cuerdas [32] por los celtas. Aunque habrían tenido la capacidad de convertir acero en alambre y fabricar cuerdas con él, como hacemos con el cable de acero hoy en día, esta también parece haber sido otra oportunidad perdida.

En resumen, además de la superioridad en las aplicaciones de muelles, el acero wootz o el acero de Damasco habrían proporcionado mejores resultados que los aceros romanos caseros en cualquier aplicación donde se requiriera carga de tracción o voladizo.

No fue hasta finales del período medieval que se produjeron avances significativos en la fabricación de acero en Europa, y esto se debió principalmente a las técnicas mejoradas de voladura. Estos se debieron principalmente al uso de carbón como combustible y permitieron alcanzar mayores temperaturas. Como resultado, el hierro fundido se convirtió en un producto común. Sin embargo, no fue hasta 1781 que se explicó la relación entre el hierro y el acero. Esto fue logrado por Torben Bergman en su artículo científico & quotDisseratatio Chemica de Analysi Ferri & quot [33].

El acero, como muchos otros elementos y principios, no fue entendido por los antiguos. Sin embargo, la falta de comprensión rara vez es una barrera para las aplicaciones de ingeniería. Afortunadamente, nuestros antepasados ​​de la ingeniería aplicaron un axioma de la ingeniería moderna común al práctico material que llamamos acero: "Si funciona, úselo".


Las antiguas minas de cobre excavadas por niños

Desde la cima del Great Orme, el paisaje parece tan pacífico como sorprendente y todas las colinas verdes y tierras de cultivo que se extienden hasta el azul del mar de Irlanda.

Pero el promontorio que se eleva sobre Llandudno, Gales, tiene un secreto, uno que estuvo enterrado durante miles de años.

Más de cinco millas (8 km) de túneles corren debajo de la superficie de la colina. Se extienden a lo largo de nueve niveles diferentes y alcanzan los 230 pies (70 m) de profundidad, algunos son tan estrechos que solo los niños serían lo suficientemente pequeños para acceder a ellos.

Estos son los túneles de una mina de cobre: ​​una que se excavó por primera vez hace unos 3.800 años y que, en un par de siglos, fue la más grande de Gran Bretaña.

"En las décadas de 1980 y 1990, pasaste de que no se conocían minas de la Edad del Bronce en Gran Bretaña, a & ndash repentinamente & ndash; se descubrieron muchas minas pequeñas", dice Alan Williams del Departamento de Arqueología de la Universidad de Liverpool en el Reino Unido, cuyo La investigación de doctorado se centra en el Gran Orme. "Y luego, la estrella de la corona fue básicamente el Gran Orme, que creció hasta ser mucho más grande que todos los demás y, de hecho, es uno de los más grandes de toda Europa. Resultó ser el Stonehenge de la minería del cobre . "

Se podría decir que hubo una edad de oro de la Edad de Bronce del Gran Orme.

En el último año, el análisis de Williams sobre el mineral de cobre Great Orme y ndash que presentó en la Conferencia Internacional de Arqueometalurgia en Europa de 2015 y que se publicará en un próximo artículo, confirmó que la mina produjo tanto cobre de alta calidad para la fabricación de bronce. , algunos terminaron en lugares tan lejanos como Francia, Holanda y posiblemente Dinamarca.

En lo que él llama un "ejercicio tipo CSI", ha descubierto que el cobre de Great Orme coincide con el de los artefactos de bronce encontrados en el noroeste de Europa. Para mostrar esto, examinó dos variables que "imprimen" el cobre: ​​los oligoelementos del mineral y la proporción de diferentes isótopos de plomo.

"Se podría decir que hubo una edad de oro de la Edad del Bronce del Gran Orme, cuando suministró la mayor parte del mineral metálico de Gran Bretaña", dice Williams. "No solo eso, sino que lo hemos encontrado en el continente, en Bretaña, en Holanda y posiblemente en otros lugares".

Sin embargo, es igualmente extraordinario que, si bien la Gran Orme era la mina de cobre más grande de la Gran Bretaña prehistórica, no era la única.

La primera gran mina de cobre en las Islas Británicas surgió en Ross Island, en el suroeste de Irlanda, hace unos 4.400 años. Una de las razones por las que sabemos esto es que se han encontrado artefactos como herramientas de hueso y carbón en muchas de las minas prehistóricas de Gran Bretaña, lo que permite a los investigadores usar la datación por radiocarbono para estimar su edad.

Hacer bronce requería una gran sofisticación

El cobre, el primer metal que los humanos descubrieron además del oro, era muy deseable. Pero aunque era llamativo, era demasiado suave para ser ideal para fabricar herramientas o armas.

Mejor era mezclar un poco de estaño duro y quebradizo con el cobre. Esto formó la mezcla ideal: bronce. Llegó por primera vez a las Islas Británicas desde otros lugares, pero hace unos 4.100 años Gran Bretaña estaba produciendo la suya propia.

Hacer bronce requería una gran sofisticación: no solo tecnológicamente, sino en términos de organizar grupos de personas, comunicarse y hacer planes, a veces a grandes distancias. This helps explain why researchers think of the Bronze Age, which in Britain is usually said to last from about 4,000 to 2,800 years ago, as a time of social complexity and connections across communities.

Take the manpower that had to be devoted just to obtain and smelt copper. Aside from mining, you needed people to cut and collect wood to make fires for smelting and others to bring stones from the beaches and turn them into tools &ndash among other responsibilities required.

Meanwhile, the only place in Britain where tin is mined is Cornwall, a roughly 300-mile (480km) boat trip south from the Great Orme. And, as Great Orme manager Nick Jowett points out: "If you're going to go all the way to Cornwall, there's no point showing up at the beach with two tons of copper. There must have been meeting times. They must have communicated."

Ten Welsh copper mines as much as 4,100 years old have been found, says the Cambridge Archaeological Unit's Simon Timberlake. "Their working reflects a whole phase of looking for copper around the British Isles," he says.

However, he says, "a lot of these mines are very small, in fairness. They're nowhere near as big as the Great Orme."

By about 3,500 years ago, the last of these mines had petered out. Some may not have had rich deposits to begin with. Others were either exhausted or flooded when miners reached the water table.

Like the other, smaller mines, the Great Orme got its start as a system of surface workings. Miners simply dug out the green and black veins of copper ore that they saw on the surface.

While there's a lot of copper in vast parts of the country, the Great Orme is special

But soon after, the miners decided to follow the veins of copper malachite both horizontally as well as down&hellip and down, creating the winding, narrow tunnels that we see today.

The most intensive period of production was for two or three centuries around 3,500 years ago, although radiocarbon dating shows that the mine kept operating for another millennium.

"While there's a lot of copper in vast parts of the country, the Great Orme is special," says Williams. This was for several reasons.

Although copper can be smelted from a number of different types of ore, the Orme's mineral was a form of copper carbonate called "malachite" that was particularly easy to smelt.

It turned out to be the Stonehenge of copper mining

The veins were surrounded by dolomitic limestone. This is softer and therefore easier to excavate than other kinds of rock such as silica.

Since the Great Orme is situated in a headland, miners had a lot of rock to get through before they hit the water table. There were also natural cave passages that could be exploited.

But that did not mean mining was easy.

More than 2,500 stone hammers &ndash the largest weighing 66lb (30kg) &ndash and more than 35,000 bone tool artefacts have been found in the Orme. As a result, we know that miners usually hammered away at the rock with stone until they could scrape it away with bone.

However, more than 40 fragments of bronze have also been discovered in the mine &ndash as have markings in the rock that could not have been made from stone or bone. Evidence of bronze picks has also been found in mines from the same period in Austria.

More than 2,500 stone hammers and 35,000 bone tool artefacts have been found in the Orme

This suggests the miners also used bronze mining tools. It is not surprising that only a few dozen have been found: a prehistoric miner might well toss away a bone tool underground, whereas a bronze one could be melted down for re-use, so would be worth hanging onto.

Given the back-breaking work, it is little wonder that the tunnels are so small. You would not want to dig more than you had to.

"Yes, they're really hard to crawl through, but then I think 'Oh, how about hitting the wall in front of you for eight hours at a time with a stone hammer' &ndash that's hard, too," says Jowett with a laugh.

As for the tunnels that remain too small for even the most agile adults, these were probably excavated by children.

Family groups likely worked the mines, Jowett says. "Children were probably scraping out these veins while their parents were nearby. It was a different time. There's no school to go to. That's just the way."

As the miners dug deeper, they were in ever more risk of flooding. By the end, since the water levels changed seasonally, they probably would only have accessed the lowest levels in the summer. At 230 feet (70m) down, they hit the water table.

Children were probably scraping out these veins while their parents were nearby

Eventually the mine was abandoned completely. Within a few hundred years, Britain was once more getting nearly all of its bronze from the Continent, where miners were finding the veins even easier to exploit.

But in that few hundred years, the Orme had helped shape bronze networks across Europe.

No one can be sure exactly how much copper the mine produced. A number of factors make it nearly impossible to pinpoint, says Williams, including not knowing how much ore there was versus waste, and how much was lost during mining and smelting. As a result, estimates have ranged anywhere between 25 and 1,760 tonnes.

The more access you had to bronze, the more powerful you were

"Some of those higher figures have been criticised because it seems like far too much metal," Williams says.

It is hard to see what the small population of the British Isles could possibly do with so much bronze. As Timberlake points out, the combined metal contents of all the recorded Early Bronze Age axes from Ireland only amounts to 0.75 tonnes.

"But," Williams adds, "if you say that some of the metal was exchanged over long distances, that makes it more possible."

On mainland Europe as in Britain, bronze was used for everything from jewellery to spears. But among the most common finds are axe heads. Opposed to a fragile stone or a softer copper axe, a bronze axe would have made gruelling tasks like clearing fields, building houses or cutting firewood far easier and faster &ndash making it the major multi-tasking technology of its day.

Because of its versatility and value, bronze helped shape society across Britain and mainland Europe. The more access you had to bronze, the more powerful you were, which archaeologists generally say helped underpin the era's hierarchical social systems.

Exchange of bronze also forged ties between communities, helping to spread ideas, new technologies and objects. And, ironically, that would come to include the spread of copper into Britain from mainland Europe &ndash reversing the Great Orme's trend and ultimately meaning that Britain relied on trade with the Continent once more.

Not for another 1,500 years, with the arrival of the Romans, would metal mining become such a large industry in Britain again.

This story is a part of BBC Britain: a series focused on exploring this extraordinary island, one story at a time. Readers outside of the UK can see every BBC Britain story by heading to the Britain homepage you also can see our latest stories by following us on Facebook y Gorjeo.


The first artificial sweetener poisoned lots of Romans

Romans used an artificial sweetener, Sugar of Lead, to sweeten and preserve their foods without taking on additional calories.

Sugar of Lead, likely the first artificial sweetener, is now known as the chemical compound Lead (II) Acetate , and it's a poisonous crystalline solid that resembles table salt.

Let's take a look at how the Romans stumbled upon this artificial sweetener, the evolution of its use, and its possible role in the fall of the Roman Empire.

Top image: a Roman fresco showing a banquet scene from the Casa dei Casti Amanti .

Needs more flavor
The Romans desired heavily flavored food, but lacked sweetening agents. Honey worked, but a large amount of honey is necessary to sweeten, and honey is often in short supply. Grapes, however, are plentiful two thousand years ago in Rome.

Roman winemakers found that boiling of unfermented grape juice created a sweeter liquid known as defrutum o sapa. Defrutum is created by boiling off half the volume of wine, while sapa is the result of a reduction to one-third the original volume of wine.

The dark side of this ancient artificial sweetener
Romans used the sweeter liquids to improve the flavor of existing foods, preserve fruit, and to preserve food for Roman soldiers (Ancient MREs!). The boiling process involved long hours and high temperatures, causing lead to seep out of the container, inadvertently artificially sweetening the sapa . The sweet taste is due to acetic acid in the wine converting to its hydrolyzed form, acetate. Acetate ions combined with lead cations leached from the containers, forming lead acetate.

Winemakers chose lead containers over brass ones when they noticed the lead pots yielded a sweeter flavor. Columella, a Roman winemaker, explained this away by condemning the properties of brass pots, saying :

For, in the boiling [. ] brazen (brass) vessels throw off copper rust which has a disagreeable flavor.

A modern attempt to re-create the sapa using lead vessels resulted in a liquid with a lead content of 2,900 parts per billion — one thousand times the acceptable dose in most countries.

Vicious cycle
In time, Romans learned how to make the crystalline form of lead acetate by exposing litharge (lead oxide) to acetic acid (vinegar). If allowed to solidify, lead acetate forms a clear crystal similar to glucose or table salt.

A lead derivative is included in roughly 90 of the 450 recipes included in the Apicius , a late 4th century Roman cook book. Symptoms of lead poisoning include a metallic taste and loss of appetite, leading the patient to consume more food to overcome the poor aftertaste and absence of feeling full.

Romans also used defrutum y sapa to sweeten fermented wines. A typical Roman might drink a liter of wine in a day, and, in doing so, ingest up to 20 mg of lead in the process.

Responsible for the Fall of Rome?
Consistent use of lead acetate to sweeten food led to poisoning in many individuals, and observant Romans determined the correlation between lead consumption and poisoning over time. Scientists eventually determined lead acetate to be the culprit, and the compound lost its place as a food supplement.

Historians argue over the extent of lead poisoning amongst Romans, with some academics suggesting lead poising played a major role in the decline of the Roman Empire. It is certainly plausible, with most blaming lead pipes of the Roman aqueducts for poisoning, and not Sugar of Lead. However, calcium carbonate would likely build up inside the pipes, creating a lining within that would prevent leaching of lead into the water supply. If lead poisoning did play a role on the fall of Rome, it did so as an artificial sweetener, and not as an accidental additive to the water supply.

Modern use of lead acetate
The crystalline solid lead acetate is not completely removed from modern society. The sweet taste accompanied by some lipsticks is due to lead acetate.

Lead acetate also appears as an active ingredient in some hair dyes . The compound, through repeated applications, gradually builds up in the hair, turning the hair a dark brown or black color when it binds to protein . And, in a very unusual use, lead acetate mixed with water is a home remedy for sore nipples .

I don't feel so bad about aspartame anymore
While we certainly do not lack for controversy surrounding today's artificial sweeteners, I don't feel so bad about grabbing a single serving packet to sweeten my morning coffee. I'll stick with sucralose for the time being — at least my options are far better and less dangerous than in Ancient Rome.

Are all artificial sweeteners equal?

You're at the communal coffee pot at the office. You take a pink packet one day, a blue packet the…

Images from CC sources and the New York Academy of Medicine. Sources linked within the article.

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DISCUSSION

I always find the "this caused the fall of the Rome" ideas to fall a little flat, because they don't really explain why Rome persisted for as long as it did. If the whole population of the city had chronic lead poisoning, youɽ think it wouldn't have become a great empire at all, or even a major presence in Italy. Even if it was just its leaders had those sorts of problems, it would have caused it to decline a lot more quickly than it did. Plus, you have to wonder if the average lifespan back then was short enough that the worry about long term lead poisoning wasn't as much a concern when there were all manner of other germs, infections, and people with knives about.


Copper in the 21 st Century

Copper jewelry worn directly on skin has been used for a hundred years or more as a remedy for many ailments, including arthritis. Now, copper bracelets to ease joint and arthritis pain are ubiquitous in health food stores, and health magazines and catalogues.

With the understanding that copper deficiency can result in gray hair, skin wrinkles, crow's feet, varicose veins and saggy skin, copper has recently been touted as a "Fountain of Youth" for its ability to improve the elastic fiber in skin, increase skin flexibility, and act as an anti-wrinkle treatment. It has even been said to be able to return gray hair back to its natural color.

As modern researches continue to investigate the role of copper in the functioning of the human body, the efficacy of copper as a trace element critical to human health and wellness is slowly but surely being discovered . . . or, shall we say, rediscovered, since the incredible healing properties of copper have been understood and used throughout human history.



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