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En las Entrañas del Acero (I)

Imagen de Marc Gener
 
En las Entrañas del Acero (I)
 
Cómo y porqué.
"La fragua de Vulcano", por Diego de Velázquez
(1630).© Museo del Prado, Madrid.
Es imposible realizar una aproximación fiable a un estudio histórico de las armas (ni de cualquier objeto manufacturado, de hecho) sin tener en cuenta las multitud de aspectos antropológicos que constituyen su circunstancia. Toda herramienta es un producto directo del contexto humano en que se desarrolla. Y las armas no son si no herramientas especializadas a pesar de acarrear, eso sí, un incuestionable y oscuro glamour. Por eso, todos, absolutamente todos los factores humanos que la rodean intervienen, en mayor o menor grado, en su aspecto final. Así, a la hora de analizar el objeto, estos factores deben considerarse como un todo, e ignorar cualquiera de ellos nos conduce necesariamente a una visión fundamentalmente incompleta del artefacto estudiado.
Vulcano forjando un yelmo. De la "Eneida" 
de Heinrich von Waldech, s. XIII.
(actualmente en Berlín)
Uno de dichos factores a considerar es el de la tecnología. Las armas suelen ser los objetos en que se intenta aplicar lo mejor que la tecnología de una cultura puede ofrecer. El hecho de que de ellas dependan la vida y la muerte de aquellos que las utilizan tiene mucho que ver, claro está. Cuando las circunstancias así lo reclaman, el individuo se provee de las mejores armas que puede permitirse. Otro asunto es, desde luego, lo que puede en efecto permitirse, un buen ejemplo, precisamente, de cómo esos "otros" factores mencionados intervienen en las características de los objetos que han llegado a nuestras manos. Así, tenemos que la tecnología proporciona respuestas específicas a problemas concretos, y es precisamente por eso que es imprescindible conocer la naturaleza de esos problemas para entender el motivo de las características tecnológicas específicas de cada objeto. Aunque en primera instancia esto haga que el estudio de cada tipo de arma, incluso de cada pieza individual, deba considerarse un problema diferente, digno de un estudio particular, es posible, sin embargo, encontrar características generales que nos permiten crear grupos, tipologías y categorías. Es más, es necesario hacerlo para poder integrar los objetos en su contexto cultural y establecer cómo el conjunto de una civilización se refleja en ellos. Es por eso que en este artículo se tratará de mostrar someramente los principios tecnológicos básicos que gobiernan la fabricación de armas blancas en general, y de las espadas como caso particular, y también como estos principios han sido abordados por diferentes culturas y para diferentes objetos con una función general parecida pero con características particulares distintas en cada caso.

"Der Schimdt" grabado del s. XVI
realizado por Jost Amman.
Las espadas, como ya se ha mencionado, son herramientas especializadas. De hecho, y probablemente ahí reside parte de su encanto, son algunas de las armas blancas más especializadas que existen. No derivan de herramientas ni de implementos de caza, como la mayoría de armas blancas que conocemos, si no que están diseñadas original y exclusivamente para el combate. Comprensible, entonces, que en tantas culturas sean consideradas el símbolo del guerrero. Y, a un nivel completamente distinto, fácil, también, que precisamente por su morfología tan especializada representen un interesante problema de ingeniería. Es en ese nivel en el que nos vamos a mover. 
Si simplificamos el problema hasta un grado muy elemental, podemos decir que para funcionar de manera adecuada, las espadas exigen, fundamentalmente, dos propiedades físicas:dureza y tenacidad. La dureza, a los efectos que nos interesan, es lo que da al metal su capacidad para retener un filo. También está, en parte, relacionada con su elasticidad, es decir, su capacidad para recuperar su forma espontáneamente al ser sometida a una deformación. La tenacidad es la capacidad que tienen los metales de absorber energía antes de romperse, y aplicada a nuestro caso está relacionada con la capacidad de la hoja de resistir impactos y tensiones, como los que se producen en el combate, sin romperse. Para poner un ejemplo simple, el cristal es extremadamente duro. Las aristas de un trozo de cristal están muy afiladas. Además, si lo deformamos ligeramente vuelve a su posición original como si nada hubiera pasado. Asimismo, el caucho es muy tenaz, pensad en un neumático, absorbe golpes y tensiones sin fallar de manera catastrófica. Pero estos mismos ejemplos nos ilustran el precio que se paga por estas propiedades. La dureza implica también fragilidad: el cristal, ante un golpe, estalla en pedazos, y si el metal es muy duro le pasa lo mismo. Y la tenacidad, en cambio, implica una cierta dosis de blandura y poca resistencia al desgaste, uno desde luego no se afeita con una cuchilla de caucho. Las propiedades que se buscan en la espada son, pues, contrapuestas. ¿Cómo hacer entonces que convivan en una misma pieza? La respuesta es: "compromisos".
Taller de herrería de principios del s. XVIII.
Fragmento de ilustración incluida en
"L'Encyclopedie" de Diderot y D'Alembert.
Estos compromisos se reflejan en un producto que o bien está, metalúrgicamente hablando, en un punto más o menos intermedio entre no demasiada dureza y no demasiada tenacidad, pero con suficiente de ambas para hacer su trabajo, lo que con la tecnología antigua de producción y tratamiento de l acero no siempre era posible, o bien se procuraba maximizar cada una de estas propiedades en la zona del instrumento que más las necesita y minimizarla en la zona en la que más perjudican. La dureza es necesaria en el filo del arma, para mantener la capacidad de corte, y perjudicial en el cuerpo de la hoja que, si es frágil, se romperá bajo un golpe. Y, al contrario, la tenacidad es necesaria en el cuerpo del arma para absorber los impactos, y perjudicial en los filos dónde la falta de resistencia al desgaste haría que, con el uso, perdiera rápidamente su capacidad de corte.
Hay que hacer notar que éste es un problema de carácter universal para todo tipo de armas de corte. En el caso concreto de las espadadas simplemente se hace todavía más crítico debido a su configuración y su uso: las hojas largas son más susceptibles a la rotura o a la deformación bajo un impacto que las hojas cortas, mientras que su manejo y su masa exigen un filo razonable y medianamente duradero para ser efectivas. Es decir, que aquí los compromisos son más críticos. Y es por ello que todos los armeros, en todo el mundo, en todas las culturas, se dedican a forzar los límites de su Arte para resolver este problema con los conocimientos y los medios que tienen a mano. Las soluciones son muchas y muy variadas, fruto de la tradición o de la búsqueda sistemática, de la aplicación ciega de un ritual aprendido o de un conocimiento más o menos estructurado de los aspectos fenomenológicos de los procesos elementales que tienen lugar en el trabajo del metal. Pero, al final, a un nivel estrictamente metalúrgico, las soluciones siempre pasan por la manipulación de dos elementos claves: la cantidad de carbono en el acero y lavelocidad de enfriamiento durante el temple.
Para seguir avanzando, hace falta un poco de metalurgia fácil...

El acero es una aleación compuesta de hierro (mucho) y carbono (poco). El acero histórico que se usa para armas, que es el que nos interesa, tiene, por norma general, menos de un 1% de carbono. Hemos quedado que "fácil", así que no haré mención de toda la multitud de otros elementos aleantes que, a este nivel, realmente no vienen al caso. El objetivo es tener una idea general (MUY general) de lo que pasa al trastear con el metal y porqué. El caso es que al calentar el acero (entre 750 y 900ºC), el carbono queda disuelto en el hierro, como el azúcar en el café caliente. Pero si el café es con hielo y le echamos el azúcar, este no se disuelve tan fácilmente, e igualmente, al enfriarse el acero el carbono ya no es tan soluble. El hierro no es café, y el carbono no se puede quedar al fondo de una hipotética taza mareado de tantas vueltas con la hipotética cucharilla. Así que lo que ocurre en este caso, a nivel microscópico, es que los átomos de hierro y de carbono se separan, éstos últimos en forma de compuestos. Si dejamos que el acero se enfríe lentamente, el carbono se separa de manera ordenada: el hierro se queda por un lado, y los compuestos de carbono por otro, formando grupos de pequeñas láminas (ver Figura).
Acero visto a 2200 aumento. Se puede ver la separación de los
componentes tras ser enfriado.
El acero con esta estructura microscópica (o "microestructura") es muy tenaz, pero muy poco duro. Para endurecerlo hace falta ser algo más agresivos. El procedimiento consiste en calentarlo a la temperatura a la que el carbono está totalmente disuelto en el hierro, para, seguidamente, enfriarlo muy rápidamente, por ejemplo sumergiéndolo en agua o aceite (por cierto, el cuerpo de un esclavo musculoso, como dicen algunas leyendas, NO vale para esto. Además, teniendo en cuenta que los esclavos, y más los musculosos, siempre han sido un artículo tirando a caro, sería la ruina). Es lo que se conoce como templado. Durante este proceso, los átomos de carbono no tienen tiempo de agruparse entre ellos y separarse ordenadamente, así que quedan atrapados en la estructura del hierro provocándole, consecuentemente, tensiones y distorsiones. El acero es ahora como un arco con la cuerda totalmente tirante: rígido e inflexible, en resumen, duro. Normalmente demasiado duro, en realidad. Así que lo que se hace para compensar esto es volver a calentarlo, a mucha menos temperatura y durante un periodo de tiempo más o menos largo según lo hayamos calentado más (menos tiempo) o menos (más tiempo). Este proceso se conoce como revenido. Lo que estamos haciendo es disminuir las tensiones producidas en la microestructura por el violento proceso de templado, dándole la oportunidad de que se "asiente" un poco. En el proceso perdemos parte de la dureza adquirida, pero reducimos también la fragilidad, y por lo tanto la posibilidad de rotura catastrófica.

Herrería egipcia de principios del s. XIX. 
Imagen extraída de "Description de l'Egypte",
Gilles Néret (ed.).
Ahora que conocemos un poco mejor los procesos que ocurren en las entrañas del acero, podemos entender por qué antiguamente se hacía lo que se hacía y de la manera que se hacía. Este es un conocimiento que no ha estado a nuestro alcance hasta el s. XIX. Actualmente, esto nos da una ventaja enorme a la hora de conseguir que el acero adquiera las propiedades que nos interesan, pero los antiguos trabajadores del metal, al desconocer estos procesos, se guiaban por un conocimiento adquirido a través de años de experimentación fenomenológica y transmitido de maestro a discípulo. Aprendían, aplicaban e investigaban procedimientos, no buscaban las causas. Algunos sí lo hacían, de ahí la alquimia, por ejemplo, pero en la mayoría de los casos estos conocimientos se traspasaban como secretos del oficio. Lo cual no impedía que sus recetas y fórmulas funcionaran perfectamente para cumplir su cometido, ni que los profesionales supieran distinguir perfectamente el hierro del acero, elegir la temperatura adecuada para cada proceso, o diferenciar un buen temple de uno malo. Cosa que sus obras no dejan de recordarnos elocuentemente.
Así, en cada lugar del mundo en que se trabajara el acero y se hicieran armas con él, encontramos diferentes procedimientos para llegar a un mismo fin: combinar en la hoja las deseadas propiedades de dureza y tenacidad, en las proporciones necesarias. Condicionado por los recursos disponibles (calidad del acero, tipo de combustibles...) y por el uso concreto al que se iban a destinar las armas (longitud de la hoja o del mango, uso de tajo o punta o una combinación específica de ambos, tipo de armadura que se le iba a oponer...), el artesano aplica, con mayor o menor fortuna, su arte y su ciencia. Y todo ello nos conduce siempre, como hemos comentado, a controlar la cantidad de carbono en el acero y la velocidad de enfriamiento durante el templado. 

La cantidad de carbono en diferentes puntos de la pieza se controla esencialmente de dos maneras: uniendo (soldando) diversos trozos de acero con diferentes contenidos en carbono de manera que éstos queden distribuidos de la manera que más conviene, o añadiendo carbono a la pieza ya conformada antes de templarla. Para resumir estos procesos, decir que las soldaduras se hacen "a la calda", es decir, calentando las piezas a unir, añadiendo inmediatamente un fundente (o "flux") a la zona de la unión para eliminar los óxidos que impedirían una buena soldadura, para seguidamente juntar y martillear las piezas alegremente hasta que quedan unidas. Así, por ejemplo, se pueden juntar piezas de bajo contenido en carbono para el centro de la espada y reservar las de alto contenido en carbono para los filos que queremos endurecer. O dejar un núcleo de acero de bajo contenido en carbono envuelto en una capa externa (o "camisa" ) de acero con mayor contenido en carbono. 
Forja en Borneo, circa 1890.
En cuanto al añadido de carbono, tradicionalmente se hacía mediante un proceso que ahora se conoce como "cementado". Se calienta (también a alrededor de 750-900ºC) el acero en recipientes cerrados y en presencia de materia orgánica (huesos, pieles, carbón... depende de la "receta") durante un tiempo más o menos largo. Esto crea compuestos gaseosos de carbono que permiten que éste se difunda (se introduzca) en el acero, creando una capa de mayor contenido en carbono que será más o menos gruesa dependiendo de factores como la temperatura o el tiempo. Se usaba tanto para obtener acero para materia prima como en piezas ya conformadas, antes de darles el tratamiento térmico.
En todos los casos, si se ha hecho bien, al templar la pieza sólo se va a endurecer la zona que tenga un contenido en carbono apreciable, es decir, los filos o la capa externa, manteniendo el resto de la pieza la tenacidad estructural que se necesita. 

El control de la velocidad de enfriamiento con frecuencia se combina con el control de la cantidad de carbono para obtener el efecto deseado. Hay multitud de técnicas y variantes para ello. Muchas de ellas, por ejemplo, pasan por la elección adecuada del medio en que se sumerge la pieza caliente para enfriarla. El agua es un medio muy agresivo, ya que dispersa el calor muy rápidamente y la violencia del enfriamiento puede provocar la aparición de grietas en la hoja, así como deformaciones, que por otra parte no son anormales, sobre todo en armas de hoja larga, fina y/o estrecha. Si aparecen se corrigen a posteriori, generalmente durante o después del revenido. Por eso, la temperatura del agua es también importante. Se pueden usar medios menos radicales, como aceite, o plomo (en realidad, probablemente plomo-estaño) fundido. 
El espadero tradicional japonés Yoshihara
Yoshindo con sus aprendices en 1986.
© Kodansha International.
También se usaba agua con sales disueltas, que modifican la capacidad de extracción de calor del líquido. De ahí las historias de usar orina o sangre para el templado. Ambos materiales, por cierto, aunque esencialmente se puedan considerar como agua con sales y materia orgánica disuelta, tienen serios inconvenientes para su uso práctico como medio de templado (dejo a la imaginación del astuto lector las posibles consecuencias, por ejemplo, olfativas, de sumergir un hierro al rojo vivo en un tanque lleno de orines de caballo). 
Otro conjunto de técnicas de control de la velocidad de enfriamiento consiste en interrupciones o ciclos de interrupciones del temple. Éstas son muy delicadas, y la verdad es que bastante específicas según el tipo de hoja que se esté templando. Básicamente, el proceso pasa por retirar la pieza del líquido pasado un corto tiempo, dejándose enfriar al aire, y volviendo a sumergirse. Esto se puede repetir un par de veces, y no solo está también condicionado por el líquido que se use, si no que además estas técnicas juegan con el hecho de que las partes más delgadas de la pieza (los filos) pierden calor más rápido que las partes más gruesas. Con lo que, y de ahí la especificidad mencionada, no será lo mismo un cuchillo, que una espada que una cabeza de hacha, por ejemplo, ni tampoco sumergir la pieza primero por la punta, o por el filo, o por el dorso. Relacionado con esto tenemos el método japonés, que consiste en recubrir las partes que no se quieren endurecer de una arcilla refractaria, dejando el filo sin cubrir. Se deja secar la arcilla, para después calentar la hoja, con la arcilla aplicada, de manera homogénea y sumergirla en agua. La parte cubierta con arcilla pierde calor mucho más lentamente, de manera que no se templa. El filo, en cambio, sin cubrir, se endurece. Esta técnica, dejar una línea en el acero que separa la zona endurecida de la que no lo está, y permite controlar la forma de esta línea, la cual puede adquirir un perfil artístico y, con el pulido adecuado, se hace visible.

El Maestro Yoshihara en el crítico
momento del templado.
© Kodansha International
De esta manera, combinando el uso de los métodos que la tradición, la experiencia y los medios a su alcance dictaban, los herreros aplicaban su Arte. De todas manera, hay que hacer notar que no siempre era posible apurar tanto. Se podía llegar a un compromiso metalúrgico, por ejemplo con un acero con poco carbono, o con un temple suave, de manera que se obtenía un producto más o menos aceptable. De hecho, se hacía bastante, pero el resultado era una pieza de menos calidad. Suficiente, en según que circunstancias, pero desde luego nada sobre lo que componer canciones de gesta. Como también ocurre hoy en día, todos los niveles tecnológicos tenían su aplicación, y no hay que olvidar que una solución rápida y barata es la mejor solución cuando lo que aprieta es la prisa o la economía. 
Evidentemente, todo lo expuesto en este artículo es una versión muy simplificada del proceso de fabricación de las hojas de las armas blancas en la antigüedad, pero el objetivo de esta primera aproximación es ofrecer una visión general de los problemas básicos que hay detrás de dicho proceso, las soluciones que se buscan para resolverlos y las razones por las que se eligen esas soluciones. Queda pendiente una profundización en los aspectos más técnicos del proceso. Ésta pasa, por ejemplo, por una exposición más elaborada de la microestructura del acero y sus cambios, y por abordar los detalles de los métodos de fabricación más complejos, como las técnicas agrupadas bajo el nombre de "damasco mecánico" o los mitos y realidades asociados con la tecnología del a veces llamado "acero damasco auténtico", "verdadero damasco" o, poco apropiadamente "wootz". 

Todo esto queda para próximos artículos. 


Marc Gener
Asociación Española de Esgrima Antigua