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Bronce

El bronce es toda aleación de cobre y estaño, en la que el primero constituye su base y el segundo aparece en una proporción del tres al veinte por ciento. Puede incluir otros metales.

Fragmento de un retrato en bronce de Marco Aurelio

Las aleaciones constituidas por cobre y zinc se denominan propiamente latón; sin embargo, dado que en la actualidad el cobre se suele alear con el estaño y zinc al mismo tiempo, en el lenguaje no especializado la diferencia entre bronce y latón es bastante imprecisa.

El bronce fue la primera aleación de importancia obtenida por el hombre y da su nombre a la Edad del Bronce. Durante milenios fue la aleación básica para la fabricación de armas y utensilios, y orfebres de todas las épocas lo han utilizado en joyería, medallas y escultura. Las monedas acuñadas con aleaciones de bronce tuvieron un protagonismo relevante en el comercio. También se utilizó para armas.

Cabe destacar entre sus aplicaciones actuales su uso en partes mecánicas resistentes al roce y a la corrosión, en instrumentos musicales de buena calidad como campanas, gongs, platillos de acompañamiento, saxofones, y en la fabricación de cuerdas de arpas, guitarras y pianos

Etimología

El término «bronce» deriva probablemente del persa berenj («latón»). Otras versiones lo relacionan con el latín aes brundisium («mineral de Brindisi») por el antiguo puerto de Brundisium. Se cree que la aleación pudiera haber sido enviada por mar a este puerto, y desde allí era distribuida a todo el Imperio romano.[1]

Historia

 
Pendiente-cuchillo de la Edad de bronce proveniente de Ucrania

La introducción del bronce resultó significativa en cualquier civilización que lo halló, constituyendo la aleación más innovadora en la historia tecnológica de la humanidad. Herramientas, armas, y varios materiales de construcción como mosaicos y placas decorativas consiguieron mayor dureza y durabilidad que sus predecesores en piedra o cobre calcopirítico.[cita requerida]

La técnica consistía en mezclar el mineral de cobre —por lo general calcopirita o malaquita— con el de estaño (casiterita) en un horno alimentado con carbón vegetal. El carbono del carbón vegetal reducía los minerales a cobre y estaño que se fundían y aleaban con el 5 al 10% en peso de estaño. El conocimiento metalúrgico de la fabricación de bronce dio origen en las distintas civilizaciones a la llamada Edad de Bronce.[cita requerida]

Inicialmente las impurezas naturales de arsénico permitían obtener una aleación natural superior, denominada bronce arsenical. Esta aleación, con no menos del 2% de arsénico, se utilizaba durante la Edad de Bronce para la fabricación de armas y herramientas, teniendo en cuenta que el otro componente, el estaño, no era frecuente en muchas regiones, y debía ser importado de parajes lejanos.

 
Placa de bronce pulida

La presencia de arsénico hace a esta aleación altamente tóxica, ya que produce —entre otros efectos patológicos— atrofia muscular y pérdida de reflejos.

 
Estatua en cobre del faraón Pepy I. Siglo XXIII a. C.

Las aleaciones basadas en estaño más antiguas que se conocen datan del cuarto milenio a. C. en Susa (actual Irán) y otros sitios arqueológicos en Luristán y Mesopotamia.[cita requerida]

Aunque el cobre y el estaño pueden alearse con facilidad, raramente se encuentran minas mixtas, si bien existen algunas pocas excepciones en antiguos yacimientos en Irán y Tailandia. El forjado regular del bronce involucró desde siempre el comercio del estaño. De hecho, algunos arqueólogos sospechan que uno de los disparadores de la Edad del hierro, con el subsecuente y progresivo reemplazo del bronce en las aplicaciones más importantes, se debió a alguna interrupción seria en el comercio de ese mineral alrededor de 1200 a. C., en coincidencia con las grandes migraciones del Mediterráneo. La principal fuente de estaño en Europa fue Gran Bretaña, que posee depósitos de importancia en Cornualles. Se sabe que ya los fenicios llegaron hasta sus costas con mercancías del Mediterráneo para intercambiarlas por estaño.[cita requerida]

En el Antiguo Egipto la mayoría de los elementos metálicos que se elaboraban consistían en aleaciones de cobre con arsénico, estaño, oro y plata. En tumbas del Imperio Nuevo, o en el templo de Karnak, se encuentran bajorrelieves mostrando una fundición datada en el siglo XV a. C.[cita requerida]

En el caso de la Grecia clásica, conocida por su tradición escultórica en mármol, se sabe que desarrollaron igualmente técnicas de fundición de bronce avanzadas,[2]​ como lo prueban los bronces de Riace, originados en el siglo V a. C.[cita requerida]

 
Bronces de la Dinastía chola (India), aprox. del siglo X

En India, la plenitud artística de la Dinastía chola produjo esculturas notables entre los siglos X y XI de nuestra era, representando las distintas formas del dios Shivá y otras deidades.[cita requerida]

Las civilizaciones de la América prehispánica conocían todas el uso de las aleaciones de bronce, si bien muchos utensilios y herramientas continuaban fabricándose en piedra. Se han hallado objetos fabricados con aleaciones binarias de cobre-plata, cobre-estaño, cobre al plomo e incluso aleaciones poco usuales de latón.[3]​ Ya en la época colonial, las fundiciones más importantes se encontraban en Perú y en Cuba, dedicadas principalmente a la fabricación de campanas y cañones.

El bronce siguió en uso porque el acero de calidad no estuvo ampliamente disponible hasta muchos siglos después, con las mejoras de las técnicas de fundición a inicios de la Edad Media en Europa, cuando se obtuvo acero más barato y resistente, eclipsando al bronce en muchas aplicaciones.[cita requerida]

Propiedades

Exceptuando el acero, las aleaciones de bronce son superiores a las de hierro en casi todas las aplicaciones.[4]​ Por su elevado calor específico, el mayor de todos los sólidos, se emplea en aplicaciones de transferencia del calor.

Comparación entre bronces y aceros

Aunque desarrollan pátina no se oxidan bajo la superficie, son más frágiles y tienen menor punto de fusión. Son aproximadamente un 10% más pesadas que el acero, a excepción de las compuestas por aluminio o sílice. También son menos rígidas, por lo tanto en aplicaciones elásticas como resortes acumulan menos energía que las piezas similares de acero. Resisten la corrosión, incluso la de origen marino, el umbral de fatiga metálica es menor, y son mejores conductores del calor y la electricidad.[cita requerida]

Otra característica diferencial de las aleaciones de bronce respecto al acero es la ausencia de chispas cuando se las golpea contra superficies duras. Esta propiedad ha sido aprovechada para fabricar martillos, mazas, llaves ajustables y otras herramientas para uso en atmósferas explosivas o en presencia de gases inflamables.[5]

Versatilidad

El cobre y sus aleaciones tienen una amplia variedad de usos como resultado de la versatilidad de sus propiedades mecánicas, físicas y químicas. Téngase en cuenta, por ejemplo, la conductividad eléctrica del cobre puro, la excelente maleabilidad de los cartuchos de munición fabricados en latón, la baja fricción de aleaciones cobre-plomo, las sonoridad del bronce para campanas y la resistencia a la corrosión de la mayoría de sus aleaciones.[cita requerida]

Propiedades físicas

Datos para una aleación promedio con 89% de cobre y 11% de estaño:

  • Densidad: 8,90 g/cm³
  • Punto de fusión: de 830 a 1020 °C
  • Punto de ebullición: de 2230 a 2420 °C
  • Coeficiente de temperatura: 0,0006 K-1
  • Resistividad eléctrica: de 14 a 16 µΩ/cm
  • Coeficiente de expansión térmica: entre 20 y 100 °C → 17,00 x 10-6 K-1
  • Conductividad térmica a 23 °C: de 42 a 50 Wm-1

Propiedades mecánicas

Principales aleaciones

Tipos básicos

 
Llave de bronce

La aleación básica de bronce contiene aproximadamente el 88% de cobre y el 12% de estaño.[6]​ El bronce «alfa»[7]​ es la mezcla sólida de estaño en cobre. La aleación alfa de bronce con un 4 a 5% de estaño se utiliza para acuñar monedas y para fabricar resortes, turbinas, y herramientas de corte.

En muchos países se denomina incorrectamente «bronce comercial» al latón, que contiene 90% de cobre y 10% de zinc, pero no estaño. Es más duro que el cobre, y tiene una ductilidad similar. Se utiliza en tornillos y alambres.[8]

Bronce arsenical

La aleación de cobre con arsénico es el primer bronce utilizado por el hombre.[9]​ Es una aleación blanquecina, muy dura y frágil. Se fabrica en una proporción del 70% de cobre y el 30% de arsénico, aunque es posible fundir bronces con porcentajes de arsénico de hasta 47,5%. En estos casos, el resultado es un material gris brillante, fusible al rojo y no alterado por el agua hirviente.

La simple exposición al aire del bronce arsenical produce una pátina oscura. Esta circunstancia, y la alta toxicidad del arsénico la convirtieron en una aleación muy poco utilizada, especialmente a partir del descubrimiento de la alpaca, plata alemana o bronce blanco, conocida desde tiempos antiguos en China y fabricada en Alemania desde finales del siglo XVIII.[8]

Bronce sol

El denominado bronce sol (en alemán; Sonnenbronze) es una aleación utilizada en joyería, tenaz, dúctil y muy dura, que funde a temperaturas próximas a las del cobre (1357 °C) y está constituida hasta por el 60% de cobalto.[8]

Cuproaluminio

El cuproaluminio es un tipo de bronce, de color similar al del oro, en el cual el aluminio es el metal de aleación principal que se agrega al cobre. Una variedad de bronces de aluminio, de composiciones diferentes, han encontrado uso industrial.

Bronce para armas de fuego

 
Cañón pesado de los Dardanelos, utilizado por los turcos en el sitio de Constantinopla (1453)

A partir del descubrimiento de la pólvora se utilizó un bronce para cañones compuesto por un 90 a 91% de cobre y un 9 a 10% de estaño, proporción que se denomina comúnmente «bronce ordinario». Estas armas eran conocidas en China en épocas tan tempranas como el siglo XI a. C., y en Europa se utilizaron a partir del siglo XIII[10]​ tanto para cañones como en falconetes.

Para el siglo XV la artillería del Imperio otomano contaba con grandes bombardas de bronce. Construidas en dos piezas, con un largo total de 5,20 m y 16,8 toneladas de peso, lanzaban balas de 300 kg a una distancia de hasta 1600 metros. De operación difícil, con una capacidad de tiro de no más de 15 disparos diarios, fueron utilizadas en el sitio de Constantinopla en 1453.[8]

Bronce para campanas

 
La Tsar Kólokol (ruso: «zar de las campanas»), es la mayor campana de bronce que se conserva. Fundida en 1733, nunca se utilizó y se exhibe en el Kremlin de Moscú.

La fundición para campanas es generalmente frágil: las piezas nuevas presentan una coloración que varía del ceniza oscuro al blanco grisáceo, con tonos rojo amarillento o incluso rojo azulado en las aleaciones con mayor contenido de cobre.[cita requerida]

La mayor proporción de cobre produce tonos más graves y profundos a igualdad de masa, mientras que el agregado de estaño, hierro o cinc produce tonos más agudos. Para obtener una estructura más cristalina y producir variantes en la sonoridad, los fundidores han utilizado también otros metales como antimonio o bismuto en pequeñas cantidades. [cita requerida]

La aleación con mayor sonoridad para fabricar campanas es el denominado metal de campana, que consta de 78% de cobre y de 22% de estaño. Es relativamente fácil para fundir, tiene una estructura granulosa compacta con fractura vítreo-concoidea de color rojizo. Este tipo de bronce era conocido desde la antigüedad en la India para fabricar gongs. Aunque poco frecuente por su coste, la adición de plata es una de las pocas que mejora aún más la sonoridad.[cita requerida]

También se han utilizado aleaciones con hasta el 2% de antimonio. En China se conocía una aleación con 80% de cobre y 20% de estaño para fabricar campanas, grandes gongos y timbales. [cita requerida]

En Inglaterra se utilizó una aleación constituida por 80% de cobre, 10,25% de estaño, 5,50% de cinc y 4,25% de plomo. Es de sonoridad menor, teniendo en cuenta que el plomo no se homogeneiza con la aleación.[cita requerida]

Para campanillas e instrumentos pequeños se utilizó frecuentemente una aleación del 68% de cobre y el 32% de estaño, que resulta en un material frágil, de fractura cenicienta.[cita requerida]

Para platillos y gongs se usan varias aleaciones que van desde una aleación templada con el 80% de cobre y el 20% de estaño (B20), 88% de cobre y 12% estaño (B12, por ejemplo, ZHT Zildjian, Alpha Paiste), y la más económica B8, la cual consiste en solo el 8% de estaño por el 92% de cobre (Ejemplo, B8 Sabian, Paiste 201, Zildjian ZBT). El temple se logra volviendo a calentar la pieza fundida y enfriándola rápidamente.[cita requerida]

La mayor campana que se conserva, llamada Tsar Kólokol, fue fundida en 1733 por Iván Motorin, por encargo de la emperatriz Ana de Rusia, sobrina del Zar Pedro el Grande. Con un peso de 216 toneladas, 6,14 m de altura y 6,6 de diámetro. Nunca fue utilizada como instrumento, ya que un incendio en 1737 destruyó sus grandes soportes de madera. Desde 1836 se exhibe en el Kremlin de Moscú.

Kara kane

 
Estatua de bronce de Buda Daibutsu, en Kamakura, Japón, tiene 11,40 m de altura y 93 toneladas de peso.

El kara-kane («metal chino» en japonés) es un bronce para campanas y orfebrería tradicional de Japón constituido por un 60% de cobre, 24% de estaño y 9% de cinc, con agregados de hierro y plomo.

Muchos orfebres suelen agregarle pequeñas cantidades de arsénico y antimonio para endurecer el bronce sin perder fusibilidad, y lograr mayor detalle en la impresión de los moldes.

El kara-kane es muy utilizado para artesanía y estatuaria no solo por su bajo punto de fusión, gran fluidez y buenas características de relleno de molde, sino también por su superficie suave que rápidamente desarrolla una fina pátina.

Existe una variedad singular denominada seniokuthis, o bronce dorado, originada en la época de la dinastía Ming en China, que destaca por su textura lustrosa y su tonalidad dorada. En su fabricación tienen especial importancia las técnicas de pátina.

Las grandes esculturas de Buda realizadas por los orfebres japoneses demuestran el alto dominio técnico que poseían y teniendo en cuenta su gran tamaño, la mayoría de ellas debió ser fundida en el lugar de emplazamiento por medio de sucesivas etapas.[11][12]

Aleaciones que imitan la plata

  • Metal de Tonca: aleación compuesta por un 36% de cobre, 28% de níquel y cantidades iguales de estaño, plomo, hierro, cinc y antimonio. Es un metal difícil de fundir, poco dúctil, que se utiliza con poca frecuencia.[8]
  • Mina plata: fabricada con 57% de cobre, 40% de níquel, 3% de tungsteno y trazas de aluminio, tiene la propiedad de no ser atacada por el azufre y presenta propiedades muy similares a la plata.[8]

Aleaciones con plomo

Para la fabricación de cojinetes y otras piezas sometidas a fricción suelen utilizarse aleaciones de bronce con hasta un 10% de plomo, que le otorga propiedades autolubricantes.

La característica distintiva del plomo es que no forma aleación con el cobre; de allí que queda distribuido de acuerdo a la técnica de fundido en la masa de la aleación, sin mezclarse íntimamente. Por este motivo, el calentamiento excesivo de una pieza de maquinaria construida con este material puede llevar a la «exudación» de plomo que queda aparente como barro o lodo. El reciclaje de estas piezas es también dificultoso, porque el plomo se funde y se separa de la aleación mucho antes de que el cobre llegue al punto de fusión.[8]

Aleaciones comerciales

Código Denominación Composición
%
Densidad
g/cm³
Dureza Brinell Mod.Elástico
Gpa
Resist. elec.
Ω/cm
Cond.térmica
W/mK
Punto fusión
ºC
Aplicaciones
SAE40[13] Cu 85 Pb 5 Sn 5 Zn 5 8,82 60 93 1,2-05 71,9 854
SAE64 Cu 80 Pb 10 Sn 10 8,88 60 76 1,7-05 46,9 762
UNS[14]​ C22000 Comercial 90-10 Cu 89/91 Fe < 0,05 Pb < 0,05 Zn 12,5 8,80 53 115 3,91-06 189 1020 matrices de impresión, laminados, tornillos
UNS C22600 Bronce de joyería Cu 86/89 Fe < 0,05 Pb < 0,05 Zn 12,5 8,78 55 115 4,30-06 173 1005 cremalleras, bisutería, monedas
UNS C31400 Templado comercial con plomo Cu 87,5/90,5 Fe < 0,1 Ni < 0,7 Pb 1,3/2,5 Zn 9,25 Otros < 0,05 8,83 115 180 1010 tornillos, contactos eléctricos, partes de herramientas
UNS C31600 Templado niquelado Cu 87,5/90 Fe < 0,1 Ni 0,7/1,2 P 0,04/0,1 Pb 1,2/2,5 Zn 8,1 8,86 115 140 1010 tornillos, contactos eléctricos, partes de herramientas
UNS C40500 Bronce de alta conductividad Cu 95 Sn 1 Zn 4 8.83 117 165

Técnica de fundición

El método más utilizado para la fundición artística del bronce es el de la «cera perdida» o microfusión, que —con diversas variantes— sigue los pasos siguientes:[15]

  1. Modelado original en barro, escayola u otro material.
  2. Toma del molde principal, generalmente en escayola. Una vez fraguado, se retira el núcleo (modelo original).
  3. El molde «negativo» se llena con cera para producir un «positivo» de este material.
  4. Se recubre la cera con una mezcla de arcilla. Una vez seca, se lleva a horno, donde la cera se funde y «se pierde».
  5. En el caso de objetos pequeños, el nuevo molde sirve directamente para el colado del bronce. Para piezas mayores, es habitual llenarlo con una capa de cera que formará una película del espesor deseado para el bronce, y el interior (macho) se rellena con material refractario. Todo el proceso requiere la colocación de aireadores, canales de colado y diversos cuidados para obtener una colada homogénea.
  6. Acabado que incluye limado de imperfecciones, asperezas y pulido de la pieza.
  7. Pátina, mediante la aplicación de distintos ácidos y calentamiento a soplete para agilizar la oxidación.

Simbología

  • Las medallas de bronce premian el tercer puesto en las competiciones deportivas.
  • Representa los ocho años de matrimonio en varias culturas occidentales: Bodas de bronce.
  • Es el octavo nivel en la progresión de la cerbatana deportiva.

Véase también

Referencias

  1. Probablemente, fundición directa mediante original de barro, capa de cera que será sustituida por el bronce fundido, y contramolde exterior de barro: es una técnica muy difícil, en la que el mínimo error destruye la pieza.
  2. Qué sabían de fundición los antiguos habitantes de Mesoamérica.
  3. . JN Aceros. 17 de marzo de 2015. Archivado desde el original el 8 de noviembre de 2018. Consultado el 8 de noviembre de 2018. 
  4. Knapp, Brian. (1996) Copper, Silver and Gold. Reed Library, Australia
  5. Glosario Engineering network
  6. Mario Gándara. . Biblioteca de Joyería. Archivado desde el original el 6 de octubre de 2011. Consultado el 1 de octubre de 2011. 
  7. Los primeros registros de uso de cañones en España refieren al sitio de Sevilla en 1248.[cita requerida]
  8. Aleaciones japonesas
  9. Louis Frédéric. «Kara kane». Japan encyclopedia (en inglés). Consultado el 1 de octubre de 2011. 
  10. . Archivado desde el original el 11 de julio de 2007. Consultado el 1 de junio de 2007. 
  11. UNS: Unified Numbering System (Sistema numerador unificado): Estándar de clasificación de metales operado conjuntamente por la American Society for Testing and Materials y la Society of Automotive Engineers (SAE)
  12. VV.AA. (2010). Técnicas y medios artísticos. Centro de Estudios Ramón Areces S. A. ISBN 978-84-9961-002-3. 

Bibliografía

  • Lexikon der Metalltechnik. Handbuch für alle Gewerbetreibenden und Künstler auf metallurgischem Gebiet. Dirigido por J. Bersch. A. Editorial Hartlebens, Viena/Pest/Leipzig, sin año de publicación.
  • Bronze – unverzichtbarer Werkstoff der Moderne. Instituto alemán del cobre (DKI), Düsseldorf 2003.
  • T. L. Kienlin: Frühes Metall im nordalpinen Raum: Eine Untersuchung zu technologischen und kognitiven Aspekten früher Metallurgie anhand der Gefüge frühbronzezeitlicher Beile. En: Información arqueológica. 27, 2004, Pgs. 187–194.
  • Fichas informativas i15 y i25 del Instituto alemán del cobre (DKI), Düsseldorf 2004.
  • Guss aus Kupferlegierungen. Ernst Brunhuber, Schiele&Schön, Berlín 1986, ISBN 3-7949-0444-3.
  • Ardohain, Sergio Javier, 2018, La restauración de la República, Editorial de la Universidad Nacional de La Plata (EDULP), Universidad Nacional de La Plata (UNLP) - Facultad de Bellas Artes (FBA), ISBN 978-987-4127-64-8.

Enlaces externos

  •   Wikcionario tiene definiciones y otra información sobre bronce.
  •   Wikimedia Commons alberga una categoría multimedia sobre Bronce.
  • La metalurgia del bronce en los Andes Sur Centrales Tiwanaku y San Pedro de Atacama
  • Proceso de fundición del bronce
  • Fundición a cera perdida
  • (en inglés)
  • (en inglés)
  • (en inglés)
  •   Datos: Q34095
  •   Multimedia: Bronze

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El bronce es toda aleacion de cobre y estano en la que el primero constituye su base y el segundo aparece en una proporcion del tres al veinte por ciento Puede incluir otros metales Fragmento de un retrato en bronce de Marco Aurelio Las aleaciones constituidas por cobre y zinc se denominan propiamente laton sin embargo dado que en la actualidad el cobre se suele alear con el estano y zinc al mismo tiempo en el lenguaje no especializado la diferencia entre bronce y laton es bastante imprecisa El bronce fue la primera aleacion de importancia obtenida por el hombre y da su nombre a la Edad del Bronce Durante milenios fue la aleacion basica para la fabricacion de armas y utensilios y orfebres de todas las epocas lo han utilizado en joyeria medallas y escultura Las monedas acunadas con aleaciones de bronce tuvieron un protagonismo relevante en el comercio Tambien se utilizo para armas Cabe destacar entre sus aplicaciones actuales su uso en partes mecanicas resistentes al roce y a la corrosion en instrumentos musicales de buena calidad como campanas gongs platillos de acompanamiento saxofones y en la fabricacion de cuerdas de arpas guitarras y pianos Indice 1 Etimologia 2 Historia 3 Propiedades 3 1 Comparacion entre bronces y aceros 3 2 Versatilidad 3 3 Propiedades fisicas 3 4 Propiedades mecanicas 4 Principales aleaciones 4 1 Tipos basicos 4 2 Bronce arsenical 4 3 Bronce sol 4 4 Cuproaluminio 4 5 Bronce para armas de fuego 4 6 Bronce para campanas 4 7 Kara kane 4 8 Aleaciones que imitan la plata 4 9 Aleaciones con plomo 4 10 Aleaciones comerciales 5 Tecnica de fundicion 6 Simbologia 7 Vease tambien 8 Referencias 9 Bibliografia 10 Enlaces externosEtimologia EditarEl termino bronce deriva probablemente del persa berenj laton Otras versiones lo relacionan con el latin aes brundisium mineral de Brindisi por el antiguo puerto de Brundisium Se cree que la aleacion pudiera haber sido enviada por mar a este puerto y desde alli era distribuida a todo el Imperio romano 1 Historia Editar Pendiente cuchillo de la Edad de bronce proveniente de Ucrania La introduccion del bronce resulto significativa en cualquier civilizacion que lo hallo constituyendo la aleacion mas innovadora en la historia tecnologica de la humanidad Herramientas armas y varios materiales de construccion como mosaicos y placas decorativas consiguieron mayor dureza y durabilidad que sus predecesores en piedra o cobre calcopiritico cita requerida La tecnica consistia en mezclar el mineral de cobre por lo general calcopirita o malaquita con el de estano casiterita en un horno alimentado con carbon vegetal El carbono del carbon vegetal reducia los minerales a cobre y estano que se fundian y aleaban con el 5 al 10 en peso de estano El conocimiento metalurgico de la fabricacion de bronce dio origen en las distintas civilizaciones a la llamada Edad de Bronce cita requerida Inicialmente las impurezas naturales de arsenico permitian obtener una aleacion natural superior denominada bronce arsenical Esta aleacion con no menos del 2 de arsenico se utilizaba durante la Edad de Bronce para la fabricacion de armas y herramientas teniendo en cuenta que el otro componente el estano no era frecuente en muchas regiones y debia ser importado de parajes lejanos Placa de bronce pulida La presencia de arsenico hace a esta aleacion altamente toxica ya que produce entre otros efectos patologicos atrofia muscular y perdida de reflejos Estatua en cobre del faraon Pepy I Siglo XXIII a C Las aleaciones basadas en estano mas antiguas que se conocen datan del cuarto milenio a C en Susa actual Iran y otros sitios arqueologicos en Luristan y Mesopotamia cita requerida Aunque el cobre y el estano pueden alearse con facilidad raramente se encuentran minas mixtas si bien existen algunas pocas excepciones en antiguos yacimientos en Iran y Tailandia El forjado regular del bronce involucro desde siempre el comercio del estano De hecho algunos arqueologos sospechan que uno de los disparadores de la Edad del hierro con el subsecuente y progresivo reemplazo del bronce en las aplicaciones mas importantes se debio a alguna interrupcion seria en el comercio de ese mineral alrededor de 1200 a C en coincidencia con las grandes migraciones del Mediterraneo La principal fuente de estano en Europa fue Gran Bretana que posee depositos de importancia en Cornualles Se sabe que ya los fenicios llegaron hasta sus costas con mercancias del Mediterraneo para intercambiarlas por estano cita requerida En el Antiguo Egipto la mayoria de los elementos metalicos que se elaboraban consistian en aleaciones de cobre con arsenico estano oro y plata En tumbas del Imperio Nuevo o en el templo de Karnak se encuentran bajorrelieves mostrando una fundicion datada en el siglo XV a C cita requerida En el caso de la Grecia clasica conocida por su tradicion escultorica en marmol se sabe que desarrollaron igualmente tecnicas de fundicion de bronce avanzadas 2 como lo prueban los bronces de Riace originados en el siglo V a C cita requerida Bronces de la Dinastia chola India aprox del siglo X En India la plenitud artistica de la Dinastia chola produjo esculturas notables entre los siglos X y XI de nuestra era representando las distintas formas del dios Shiva y otras deidades cita requerida Las civilizaciones de la America prehispanica conocian todas el uso de las aleaciones de bronce si bien muchos utensilios y herramientas continuaban fabricandose en piedra Se han hallado objetos fabricados con aleaciones binarias de cobre plata cobre estano cobre al plomo e incluso aleaciones poco usuales de laton 3 Ya en la epoca colonial las fundiciones mas importantes se encontraban en Peru y en Cuba dedicadas principalmente a la fabricacion de campanas y canones El bronce siguio en uso porque el acero de calidad no estuvo ampliamente disponible hasta muchos siglos despues con las mejoras de las tecnicas de fundicion a inicios de la Edad Media en Europa cuando se obtuvo acero mas barato y resistente eclipsando al bronce en muchas aplicaciones cita requerida Vease tambien Yacimientos de estano y su comercio en la antiguedadPropiedades EditarExceptuando el acero las aleaciones de bronce son superiores a las de hierro en casi todas las aplicaciones 4 Por su elevado calor especifico el mayor de todos los solidos se emplea en aplicaciones de transferencia del calor Comparacion entre bronces y aceros Editar Aunque desarrollan patina no se oxidan bajo la superficie son mas fragiles y tienen menor punto de fusion Son aproximadamente un 10 mas pesadas que el acero a excepcion de las compuestas por aluminio o silice Tambien son menos rigidas por lo tanto en aplicaciones elasticas como resortes acumulan menos energia que las piezas similares de acero Resisten la corrosion incluso la de origen marino el umbral de fatiga metalica es menor y son mejores conductores del calor y la electricidad cita requerida Otra caracteristica diferencial de las aleaciones de bronce respecto al acero es la ausencia de chispas cuando se las golpea contra superficies duras Esta propiedad ha sido aprovechada para fabricar martillos mazas llaves ajustables y otras herramientas para uso en atmosferas explosivas o en presencia de gases inflamables 5 Versatilidad Editar El cobre y sus aleaciones tienen una amplia variedad de usos como resultado de la versatilidad de sus propiedades mecanicas fisicas y quimicas Tengase en cuenta por ejemplo la conductividad electrica del cobre puro la excelente maleabilidad de los cartuchos de municion fabricados en laton la baja friccion de aleaciones cobre plomo las sonoridad del bronce para campanas y la resistencia a la corrosion de la mayoria de sus aleaciones cita requerida Propiedades fisicas Editar Datos para una aleacion promedio con 89 de cobre y 11 de estano Densidad 8 90 g cm Punto de fusion de 830 a 1020 C Punto de ebullicion de 2230 a 2420 C Coeficiente de temperatura 0 0006 K 1 Resistividad electrica de 14 a 16 µW cm Coeficiente de expansion termica entre 20 y 100 C 17 00 x 10 6 K 1 Conductividad termica a 23 C de 42 a 50 Wm 1Propiedades mecanicas Editar Elongacion lt 65 Dureza Brinell de 70 a 300 Modulo de elasticidad de 80 a 115 GPa Resistencia a la cizalla de 230 a 490 MPa Resistencia a la traccion de 300 a 900 MPaPrincipales aleaciones EditarTipos basicos Editar Llave de bronce La aleacion basica de bronce contiene aproximadamente el 88 de cobre y el 12 de estano 6 El bronce alfa 7 es la mezcla solida de estano en cobre La aleacion alfa de bronce con un 4 a 5 de estano se utiliza para acunar monedas y para fabricar resortes turbinas y herramientas de corte En muchos paises se denomina incorrectamente bronce comercial al laton que contiene 90 de cobre y 10 de zinc pero no estano Es mas duro que el cobre y tiene una ductilidad similar Se utiliza en tornillos y alambres 8 Bronce arsenical Editar La aleacion de cobre con arsenico es el primer bronce utilizado por el hombre 9 Es una aleacion blanquecina muy dura y fragil Se fabrica en una proporcion del 70 de cobre y el 30 de arsenico aunque es posible fundir bronces con porcentajes de arsenico de hasta 47 5 En estos casos el resultado es un material gris brillante fusible al rojo y no alterado por el agua hirviente La simple exposicion al aire del bronce arsenical produce una patina oscura Esta circunstancia y la alta toxicidad del arsenico la convirtieron en una aleacion muy poco utilizada especialmente a partir del descubrimiento de la alpaca plata alemana o bronce blanco conocida desde tiempos antiguos en China y fabricada en Alemania desde finales del siglo XVIII 8 Bronce sol Editar El denominado bronce sol en aleman Sonnenbronze es una aleacion utilizada en joyeria tenaz ductil y muy dura que funde a temperaturas proximas a las del cobre 1357 C y esta constituida hasta por el 60 de cobalto 8 Cuproaluminio Editar El cuproaluminio es un tipo de bronce de color similar al del oro en el cual el aluminio es el metal de aleacion principal que se agrega al cobre Una variedad de bronces de aluminio de composiciones diferentes han encontrado uso industrial Bronce para armas de fuego Editar Canon pesado de los Dardanelos utilizado por los turcos en el sitio de Constantinopla 1453 A partir del descubrimiento de la polvora se utilizo un bronce para canones compuesto por un 90 a 91 de cobre y un 9 a 10 de estano proporcion que se denomina comunmente bronce ordinario Estas armas eran conocidas en China en epocas tan tempranas como el siglo XI a C y en Europa se utilizaron a partir del siglo XIII 10 tanto para canones como en falconetes Para el siglo XV la artilleria del Imperio otomano contaba con grandes bombardas de bronce Construidas en dos piezas con un largo total de 5 20 m y 16 8 toneladas de peso lanzaban balas de 300 kg a una distancia de hasta 1600 metros De operacion dificil con una capacidad de tiro de no mas de 15 disparos diarios fueron utilizadas en el sitio de Constantinopla en 1453 8 Bronce para campanas Editar La Tsar Kolokol ruso zar de las campanas es la mayor campana de bronce que se conserva Fundida en 1733 nunca se utilizo y se exhibe en el Kremlin de Moscu La fundicion para campanas es generalmente fragil las piezas nuevas presentan una coloracion que varia del ceniza oscuro al blanco grisaceo con tonos rojo amarillento o incluso rojo azulado en las aleaciones con mayor contenido de cobre cita requerida La mayor proporcion de cobre produce tonos mas graves y profundos a igualdad de masa mientras que el agregado de estano hierro o cinc produce tonos mas agudos Para obtener una estructura mas cristalina y producir variantes en la sonoridad los fundidores han utilizado tambien otros metales como antimonio o bismuto en pequenas cantidades cita requerida La aleacion con mayor sonoridad para fabricar campanas es el denominado metal de campana que consta de 78 de cobre y de 22 de estano Es relativamente facil para fundir tiene una estructura granulosa compacta con fractura vitreo concoidea de color rojizo Este tipo de bronce era conocido desde la antiguedad en la India para fabricar gongs Aunque poco frecuente por su coste la adicion de plata es una de las pocas que mejora aun mas la sonoridad cita requerida Tambien se han utilizado aleaciones con hasta el 2 de antimonio En China se conocia una aleacion con 80 de cobre y 20 de estano para fabricar campanas grandes gongos y timbales cita requerida En Inglaterra se utilizo una aleacion constituida por 80 de cobre 10 25 de estano 5 50 de cinc y 4 25 de plomo Es de sonoridad menor teniendo en cuenta que el plomo no se homogeneiza con la aleacion cita requerida Para campanillas e instrumentos pequenos se utilizo frecuentemente una aleacion del 68 de cobre y el 32 de estano que resulta en un material fragil de fractura cenicienta cita requerida Para platillos y gongs se usan varias aleaciones que van desde una aleacion templada con el 80 de cobre y el 20 de estano B20 88 de cobre y 12 estano B12 por ejemplo ZHT Zildjian Alpha Paiste y la mas economica B8 la cual consiste en solo el 8 de estano por el 92 de cobre Ejemplo B8 Sabian Paiste 201 Zildjian ZBT El temple se logra volviendo a calentar la pieza fundida y enfriandola rapidamente cita requerida La mayor campana que se conserva llamada Tsar Kolokol fue fundida en 1733 por Ivan Motorin por encargo de la emperatriz Ana de Rusia sobrina del Zar Pedro el Grande Con un peso de 216 toneladas 6 14 m de altura y 6 6 de diametro Nunca fue utilizada como instrumento ya que un incendio en 1737 destruyo sus grandes soportes de madera Desde 1836 se exhibe en el Kremlin de Moscu Kara kane Editar Estatua de bronce de Buda Daibutsu en Kamakura Japon tiene 11 40 m de altura y 93 toneladas de peso El kara kane metal chino en japones es un bronce para campanas y orfebreria tradicional de Japon constituido por un 60 de cobre 24 de estano y 9 de cinc con agregados de hierro y plomo Muchos orfebres suelen agregarle pequenas cantidades de arsenico y antimonio para endurecer el bronce sin perder fusibilidad y lograr mayor detalle en la impresion de los moldes El kara kane es muy utilizado para artesania y estatuaria no solo por su bajo punto de fusion gran fluidez y buenas caracteristicas de relleno de molde sino tambien por su superficie suave que rapidamente desarrolla una fina patina Existe una variedad singular denominada seniokuthis o bronce dorado originada en la epoca de la dinastia Ming en China que destaca por su textura lustrosa y su tonalidad dorada En su fabricacion tienen especial importancia las tecnicas de patina Las grandes esculturas de Buda realizadas por los orfebres japoneses demuestran el alto dominio tecnico que poseian y teniendo en cuenta su gran tamano la mayoria de ellas debio ser fundida en el lugar de emplazamiento por medio de sucesivas etapas 11 12 Aleaciones que imitan la plata Editar Metal de Tonca aleacion compuesta por un 36 de cobre 28 de niquel y cantidades iguales de estano plomo hierro cinc y antimonio Es un metal dificil de fundir poco ductil que se utiliza con poca frecuencia 8 Mina plata fabricada con 57 de cobre 40 de niquel 3 de tungsteno y trazas de aluminio tiene la propiedad de no ser atacada por el azufre y presenta propiedades muy similares a la plata 8 Aleaciones con plomo Editar Para la fabricacion de cojinetes y otras piezas sometidas a friccion suelen utilizarse aleaciones de bronce con hasta un 10 de plomo que le otorga propiedades autolubricantes La caracteristica distintiva del plomo es que no forma aleacion con el cobre de alli que queda distribuido de acuerdo a la tecnica de fundido en la masa de la aleacion sin mezclarse intimamente Por este motivo el calentamiento excesivo de una pieza de maquinaria construida con este material puede llevar a la exudacion de plomo que queda aparente como barro o lodo El reciclaje de estas piezas es tambien dificultoso porque el plomo se funde y se separa de la aleacion mucho antes de que el cobre llegue al punto de fusion 8 Aleaciones comerciales Editar Codigo Denominacion Composicion Densidadg cm Dureza Brinell Mod ElasticoGpa Resist elec W cm Cond termicaW mK Punto fusionºC AplicacionesSAE40 13 Cu 85 Pb 5 Sn 5 Zn 5 8 82 60 93 1 2 05 71 9 854SAE64 Cu 80 Pb 10 Sn 10 8 88 60 76 1 7 05 46 9 762UNS 14 C22000 Comercial 90 10 Cu 89 91 Fe lt 0 05 Pb lt 0 05 Zn 12 5 8 80 53 115 3 91 06 189 1020 matrices de impresion laminados tornillosUNS C22600 Bronce de joyeria Cu 86 89 Fe lt 0 05 Pb lt 0 05 Zn 12 5 8 78 55 115 4 30 06 173 1005 cremalleras bisuteria monedasUNS C31400 Templado comercial con plomo Cu 87 5 90 5 Fe lt 0 1 Ni lt 0 7 Pb 1 3 2 5 Zn 9 25 Otros lt 0 05 8 83 115 180 1010 tornillos contactos electricos partes de herramientasUNS C31600 Templado niquelado Cu 87 5 90 Fe lt 0 1 Ni 0 7 1 2 P 0 04 0 1 Pb 1 2 2 5 Zn 8 1 8 86 115 140 1010 tornillos contactos electricos partes de herramientasUNS C40500 Bronce de alta conductividad Cu 95 Sn 1 Zn 4 8 83 117 165Tecnica de fundicion EditarArticulo principal Moldeo a la cera perdida El metodo mas utilizado para la fundicion artistica del bronce es el de la cera perdida o microfusion que con diversas variantes sigue los pasos siguientes 15 Modelado original en barro escayola u otro material Toma del molde principal generalmente en escayola Una vez fraguado se retira el nucleo modelo original El molde negativo se llena con cera para producir un positivo de este material Se recubre la cera con una mezcla de arcilla Una vez seca se lleva a horno donde la cera se funde y se pierde En el caso de objetos pequenos el nuevo molde sirve directamente para el colado del bronce Para piezas mayores es habitual llenarlo con una capa de cera que formara una pelicula del espesor deseado para el bronce y el interior macho se rellena con material refractario Todo el proceso requiere la colocacion de aireadores canales de colado y diversos cuidados para obtener una colada homogenea Acabado que incluye limado de imperfecciones asperezas y pulido de la pieza Patina mediante la aplicacion de distintos acidos y calentamiento a soplete para agilizar la oxidacion Simbologia EditarLas medallas de bronce premian el tercer puesto en las competiciones deportivas Representa los ocho anos de matrimonio en varias culturas occidentales Bodas de bronce Es el octavo nivel en la progresion de la cerbatana deportiva Vease tambien EditarCobre Estano Edad de Bronce Bronce de aluminio Alpaca aleacion Laton Hierro Moldeo a la cera perdida Repujado Escultura en bronceReferencias Editar Glosario de arqueometalurgica Probablemente fundicion directa mediante original de barro capa de cera que sera sustituida por el bronce fundido y contramolde exterior de barro es una tecnica muy dificil en la que el minimo error destruye la pieza Que sabian de fundicion los antiguos habitantes de Mesoamerica Historia de las aleaciones ININ El acero Inoxidable y el cobre Cual es el mejor metal para tu proyecto JN Aceros JN Aceros 17 de marzo de 2015 Archivado desde el original el 8 de noviembre de 2018 Consultado el 8 de noviembre de 2018 Knapp Brian 1996 Copper Silver and Gold Reed Library Australia Glosario Engineering network a b c d e f g Mario Gandara Aleaciones de cobre Biblioteca de Joyeria Archivado desde el original el 6 de octubre de 2011 Consultado el 1 de octubre de 2011 Edad del bronce Los primeros registros de uso de canones en Espana refieren al sitio de Sevilla en 1248 cita requerida Aleaciones japonesas Louis Frederic Kara kane Japan encyclopedia en ingles Consultado el 1 de octubre de 2011 Society of Automotive Engineers SAE Archivado desde el original el 11 de julio de 2007 Consultado el 1 de junio de 2007 UNS Unified Numbering System Sistema numerador unificado Estandar de clasificacion de metales operado conjuntamente por la American Society for Testing and Materials y la Society of Automotive Engineers SAE VV AA 2010 Tecnicas y medios artisticos Centro de Estudios Ramon Areces S A ISBN 978 84 9961 002 3 Bibliografia EditarLexikon der Metalltechnik Handbuch fur alle Gewerbetreibenden und Kunstler auf metallurgischem Gebiet Dirigido por J Bersch A Editorial Hartlebens Viena Pest Leipzig sin ano de publicacion Bronze unverzichtbarer Werkstoff der Moderne Instituto aleman del cobre DKI Dusseldorf 2003 T L Kienlin Fruhes Metall im nordalpinen Raum Eine Untersuchung zu technologischen und kognitiven Aspekten fruher Metallurgie anhand der Gefuge fruhbronzezeitlicher Beile En Informacion arqueologica 27 2004 Pgs 187 194 Fichas informativas i15 y i25 del Instituto aleman del cobre DKI Dusseldorf 2004 Guss aus Kupferlegierungen Ernst Brunhuber Schiele amp Schon Berlin 1986 ISBN 3 7949 0444 3 Ardohain Sergio Javier 2018 La restauracion de la Republica Editorial de la Universidad Nacional de La Plata EDULP Universidad Nacional de La Plata UNLP Facultad de Bellas Artes FBA ISBN 978 987 4127 64 8 Enlaces externos Editar Wikcionario tiene definiciones y otra informacion sobre bronce Wikimedia Commons alberga una categoria multimedia sobre Bronce La metalurgia del bronce en los Andes Sur Centrales Tiwanaku y San Pedro de Atacama Proceso de fundicion del bronce Animacion flash sobre el proceso de fundicion a cera perdida Fundicion a cera perdida Inventario nacional de contaminantes Estados Unidos Ficha sobre cobre y aleaciones en ingles Una fundicion de mas de 125 anos en operaciones en ingles Bronce una tradicion de 3000 anos en ingles Fundicion tradicional campesina en la costa de Ecuador Datos Q34095 Multimedia BronzeObtenido de https es wikipedia org w index php title Bronce amp oldid 136514990, wikipedia, wiki, leyendo, leer, libro, biblioteca,

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