L'edat del ferro

Mil anys abans de la nostra era es va descobrir la manera de separar el ferro de la seva mena. En la naturalesa, el ferro es troba en forma d'òxids, hidròxids, carbonats, i sulfurs. Vegem els minerals de ferro més importants: els òxids són la magnetita (Fe₃O₄) i la hematita (Fe₂O₃); pel que fa als hidròxids, la limonita; i com a carbonats, la siderita (carbonat de ferro FeCO₃). Aquests minerals de ferro es troben barrejats amb d'altres substàncies que s'anemena ganga els quals es poden separar d'aquests fent ús de dos mètodes de selecció: per densitat, submergint la mostra en un líquid de densitat intermedia entre la ganga i els minerals de ferro, o, modernament, per imantació (llevat de la limonita, que no presenta propietats magnètiques). Havent separat la ganga, en els alts forns el mineral de ferro es converteix primer de tot en arrabi (ferro fos) per separar les impureses (sofre i fosfor), mitjançant la reducció amb carbó (modernament, amb coque, substància obtinguda de la destilació de la hulla que es produeix en els forns de coque) i pedra calissa (carbonat de calci, CaCO₃) i, finalment, a l'aceria, l'alt contingut en carboni (entre el 2% i el 5%) de la fosa s'ha de reduir a valors no superiors al 2%, a la vegada que cal barrejar-lo amb daltres metalls (crom, vanadi, níquel, manganès) donat els diversos tipus d'acer en funció de les propietats desitjades d'aquests.

El ferro té més duresa que el coure i, per tant, amb l'ús d'aquest metall s'inicià una nova revolució tecnològica en la història de la humanitat: l'Edat del Ferro. Cal tenir en compte que el punt de fussió del ferro (1535 ºC) és sensiblement superior al del coure (1083 ºC): això sol, a l'antigüitat un obstacle important que en dificultava l'obtenció i manipulació a partir del mineral per poder-ne separar el metall; i, després, preparar-lo, obtenint alitages amb d'altres elements. Ja en el propi procés de separació del ferro de la ganga, s'obté un aliatge amb petites quantitats de carboni, el qual prové de la combustió necessària per reduir el mineral de ferro: l'afegit estudiat de més proporció de carboni juntament amb l'afegit d'altres elements dóna un ampli ventall d'acers (siderurgia). Això permeté fabricar eines amb les propietats necessàries adequades a l'ús concret que se'n volgués fer. Per altra banda, l'obtenció de les diverses formes alotròpiques que són funció de la temperatura de tremp van constituir la clau per aprendre a treure partit de les qualitats òptimes del ferro (de l'acer) per a cada aplicació concreta. Fins ben entrat el segle XVIII la siderurgia era més un art que una ciència, i els seus secrets es guardaven gelosament pels mestres de l'ofici.