Construir una forja de reducción (bloomery) y fundir hierro — la Edad del Hierro

Diseño: el horno de cuba

Un bloomery es una cuba alta que crea una columna reductora: el mineral y el carbón se cargan por arriba, el aire se sopla por abajo y en la base se acumula una lupia de hierro.

Especificaciones

• Altura: 80-120 cm, un tamaño habitual en hornos experimentales pequeños (una chimenea más alta da al gas más tiempo para reducir el mineral)
• Diámetro interior: 25-35 cm
• Grosor de pared: 10-15 cm (mezcla de arcilla y arena, igual que el horno cerámico)
• Tobera: un tubo de arcilla de unos pocos centímetros de calibre, que atraviesa la pared cerca de la base, por encima del crisol, inclinado hacia abajo en dirección al centro. La altura y el ángulo varían entre diseños de horno probados, así que tómalos de un único diseño documentado en lugar de mezclar cifras
• Arco de extracción (opcional): una abertura en la base para sacar la lupia, sellada con arcilla durante la fundición

Construcción

1. Construye una base circular de arcilla con una depresión poco profunda en forma de cuenco (el crisol). Ahí se forma la lupia.
2. Usa la técnica de churros del Blueprint 02, a mayor altura.
3. Coloca la tobera (un tubo de arcilla) atravesando la pared a la altura que indique el diseño elegido, por encima del crisol.
4. Déjalo secar desde varios días hasta una semana o más, según el tiempo. Un bloomery es más grueso que un horno cerámico y necesita más tiempo de secado.
5. Cúralo con fuegos cada vez más calientes (mismo protocolo que el Blueprint 02).

Preparación del mineral

1. Tuesta el mineral en un fuego abierto durante unas horas. Así se eliminan la humedad y algunas impurezas, se transforman los óxidos hidratados y los minerales rocosos se trituran con más facilidad.
2. Tritura el mineral tostado a tamaño de avellana (1-2 cm). No demasiado fino: el aire tiene que poder pasar.
3. Lava el mineral triturado para quitar la arcilla y las impurezas ligeras.

La fundición (6-10 horas)

1. Precalentamiento: llena el bloomery de carbón vegetal y enciéndelo. Déjalo arder con los fuelles durante una hora aproximadamente, reponiendo carbón, hasta que toda la cuba esté caliente.
2. Primera carga: añade una carga medida de carbón y encima una carga medida de mineral. Pesa las cargas en lugar de juzgar por el grosor de las capas: a lo largo de toda la fundición, carbón y mineral se usan en pesos aproximadamente iguales, y el carbón mantiene la atmósfera reductora.
3. Cargas sucesivas: cada vez que la columna haya bajado una carga, añade otra de carbón y después de mineral por arriba.
4. Fuelles — CONTINUAMENTE: dos personas turnándose, o un fuelle de doble efecto. El aporte de aire no debe detenerse: sin aire forzado el horno se enfría enseguida.
5. Sangrado de la escoria: la escoria fundida (vidrio líquido a ~1200 °C) se acumula sobre la lupia. Si el horno tiene piquera, ábrela periódicamente para vaciar la escoria. Si no la tiene, la escoria se queda en el crisol, así que el crisol debe ser lo bastante profundo para que la escoria no suba hasta la tobera y bloquee el aire.
6. Duración: 6-10 horas de funcionamiento continuo. La fundición termina cuando has procesado todo el mineral.

Qué ocurre dentro

Fe₂O₃ + 3CO → 2Fe + 3CO₂    (a ~800-1200 °C)

El monóxido de carbono (procedente del carbón) reduce el óxido de hierro a hierro metálico. Pero, a diferencia del cobre, el hierro nunca se funde: se forma como partículas sólidas que se sueldan entre sí en una masa esponjosa (la lupia) asentada en un baño de escoria líquida.

Extracción de la lupia

1. Saca la lupia al terminar la fundición, mientras aún está a temperatura de soldadura; es más fácil compactarla enseguida, y puede recalentarse después.
2. Si tienes arco de extracción: rompe el sello de arcilla y saca la lupia con tenazas.
3. Si no hay arco: rompe la parte inferior del horno para sacar la lupia. (El horno es desechable: muchos bloomeries históricos eran de un solo uso.)

Qué deberías ver

Una masa tosca y porosa — en una fundición pequeña, a menudo del tamaño de un pomelo grande — de color pardo rojizo a gris oscuro, esponjosa, con escoria vítrea atrapada por todas partes. Esa es tu lupia.

Consolidación (paso crítico)

La lupia en bruto está llena de escoria, trocitos de carbón y huecos. Hay que martillarla en caliente para expulsar las impurezas y soldar entre sí las partículas de hierro:

1. Trabaja la lupia a temperatura de soldadura — de amarillo brillante a blanco amarillento —, recalentándola en una fragua cada vez que se enfríe.
2. Colócala en el yunque y empieza con golpes suaves: una lupia recién sacada es quebradiza y puede deshacerse. Golpea más fuerte a medida que se mantiene unida: la escoria salta en chispas y gotas. Es espectacular y peligroso; usa protección ocular y mantén alejados a los demás.
3. Cuando esté compacta, córtala, dóblala y vuelve a soldarla para refinarla más. Cuenta con muchas caldas.
4. Cada soldadura cierra más huecos y expulsa más escoria.
5. Tras la consolidación tienes una barra tosca de hierro forjado.

La cadena de innovación completa

Has recorrido el camino madera → carbón vegetal → horno → cobre → bronce → hierro. Cada paso se apoyó en el anterior. Cada uno exigió conocimiento acumulado. Así funciona la innovación: no como inventos aislados, sino como una cadena conectada en la que cada capacidad hace posible la siguiente.

Lo que viene después

Tu hierro de lupia es útil pero blando. Las siguientes innovaciones de la cadena:

• Cementación (carburación): envuelve el hierro en carbón y caliéntalo durante horas → el carbono se difunde en él → acero (más duro)
• Temple: calienta el acero al rojo y sumérgelo en agua → se forma martensita → muy duro pero frágil
• Revenido: recalienta el acero templado a una temperatura determinada (el color de revenido azul corresponde a unos 300 °C) → cede algo de dureza a cambio de mucha más tenacidad
• Soldadura en patrón: dobla y suelda juntos aceros con distinto contenido de carbono → acero soldado en patrón (a menudo llamado impropiamente «damasco»)

Cada uno de ellos será un futuro blueprint de la Ruta de la Innovación.