24 abr 2016

Nanomateriales en armas antiguas, el secreto del acero de Damasco

Hay una razón por la que decimos que "la tecnología evoluciona" en lugar de decir "la tecnología involuciona". 
La tecnología está destinada a moverse constantemente hacia adelante, a volverse más compleja, eficiente y manejable, pero todavía hay muchos casos donde una tecnología moderadamente avanzada en comparación con otras desaparece. 
Uno de los ejemplos más llamativos son las espadas de Damasco.

Se sabe que las espadas de Damasco fueron inventadas en los años 300 y su técnica se propagó lentamente durante seiscientos años, desde India hasta medio oriente.


Las espadas de Damasco son parte de la leyenda - literalmente. 

Se cuenta que en una de las cruzadas, Saladino, uno de los mayores gobernantes medievales del mundo islámico, demostró el poder de las espadas de su ejercito a los cristianos invasores, cortando una roca de un golpe y partiendo una pieza de seda lanzada en el aire.
Desde entonces las leyendas se extendieron y las espadas de Damasco fueron aclamadas y preciadas en Europa, desde 1100 hasta 1700, sin embargo la producción de tales fue cesando con el paso del tiempo.



Con el tiempo, la producción fue frenando, y por tanto el conocimiento sobre su fabricación se extinguió, aunque el uso de estas espadas como arma se mantenía y su demanda (aunque extremadamente reducida) existía.

Esto obviamente fue un paso atrás en términos de tecnología, pero la gente no se dio cuenta de lo grande que fue ese paso atrás hasta la década de 2000. 
En los años 2000 un grupo universitario pensó analizar una cara y antigua espada de Damasco, con lo que descubrieron que estas espadas poseían un acero muy especial, ¡estaban dopadas con fullerenos y nanotubos de carbono!

¿Cómo era posible que una antigua arma, de hace casi 1000 años, poseyera incrustaciones de nanomateriales?




Los científicos, tras muchas conjeturas, observaciones y experimentos, dieron finalmente con una buena explicación.


Por lo que sabemos, los nanotubos de carbono se producían en el acero de estas armas debido a los altos niveles de impurezas justo en el proceso de fabricación de acero. 

El acero tenía un nivel de impurezas de carbono del 1,5 por ciento.

Cuando el acero es dopado de carbono y laminado, suele formar pequeñas bandas de cementita (CFe3), rodeado de trazas de ferrita (hierro cristalizado), esto hace las espadas y herramientas de acero frágiles y quebradizas, por lo que se suele querer evitar y obtener un acero lo más vítreo posible. 

Esta cementita junto la ferrita forman lo que se llama perlita, que es el residuo que da a los aceros de baja calidad esa textura granulada o bandeada.

En la obtención de acero damasquizado la formación de cementita no era una desventaja, sino una ventaja, también hay que tomar en cuenta que esta cementita sería común en un acero con tanto carbono.

El acero damasquizado se hacía a base de acero wootz, una aleación extremadamente impura y quebradiza, con una concentración alta de carbón y otros metales, los herreros del acero damasquizado solían doblar decenas de veces y torcer el acero wootz en el proceso de enfriamiento, destruyendo y homogeneizando las formaciones de ferrita y haciendo que las bandas de cementita obtuviesen una matriz dura, haciendo a la espada fuerte y flexible.
Las altas concentraciones de carbono hacían que en el interior de las grandes bandas de cementita se depositasen fibras, nanotubos y fullerenos de carbono, los cuales se formaban por la propia cremación del carbón (en bajas cantidades) y por la reacción de catálisis del dióxido de carbono incandescente con las impurezas metálicas (como manganeso, boratos, etc), desintegrando y re-ordenando el carbono en nanotubos.
Finalmente el herrero solía verter ácido en la espada, comiendo parte del hierro superficial y dejando una capa de nanocables y nanotubos casi tan dura como el cuarzo.


¿Por qué este proceso, obviamente útil, se perdió? 
Nadie lo sabe por completo. 

Algunos piensan que en la India habrían depósitos de hierro superficiales donde la minería sería fácil y el hierro fácil de obtener, que finalmente se agotaron paralizando la producción de acero. O que simplemente estos depósitos fueron olvidados.


Otros piensan que el conocimiento se perdió debido a la agitación social. 


También existe la posibilidad de que el comercio de la espada acabase muriendo a lo largo, de cientos de años por la aparición de nuevas tecnologías primitivas de metalurgia masiva, facilitando la obtención de espadas y haciendo obsoleta la producción de acero damasquizado que era difícil de producir; o por la aparición de las armas de fuego. 


Lo cierto es que actualmente, pocos herreros artesanos y aficionados, han vuelto a empezar a producir este tipo de acero, especialmente por demanda de la industria artística y de lujo, sin embargo las nuevas técnicas son diferentes, más veloces y sencillas gracias a los materiales y tecnologías modernas.

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