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¿Sabías que el Acero Inoxidable fue creado por accidente?

El hombre ha experimentado con aleaciones de acero por miles de años. Pero, no f ue sino hasta 1913 queun metalurgista inglés se topó con una de las más útiles aleaciones del acero: el acero inoxidable.

El acero, como se encuentra en la naturaleza, es conocido como mineral de hierro, y es uno de los cincoelementos más abundantes en el planeta. Sólo existe mayor cantidad de aluminio (entre los metales) yconstituye el 5% de la corteza de la Tierra.

Desde una perspectiva de ingeniería estructural, el mineral de hierro no es muy útil ya que es relativamentesuave, no más duro que el cobre.

Los Hititas

Alrededor del año 1300 AC en la zona que hoy se conocecomo Turquía, los Hititas empezaron a derivar acero delmineral de hierro, empezando una rápida exportación detécnicas de metalurgia del acero por toda Europa y Asia,colaborando con la Edad de Hierro.

Las técnicas metalúrgicas anteriores consistían encalentar dos metales hasta que se volvieran líquidos yluego mezclándolos en un molde hasta que se enf riaran.Esta técnica, aplicada al hierro, resulta en un metal rígidoy f rágil, inútil para armas y herramientas.

Los Hititas descubrieron que el mineral de hierro podía serref orzado y endurecido calentándolo sobre una cama decarbón. Cuando el carbón y el hierro son colocados en unhorno, el carbón se une al hierro y, al enf riarse, cambia f avorablemente toda su estructura cristalina.

Carbono + Hierro = Acero

Como el hierro se caliente por sobre los 1,200 ºF, suf orma cristalina cambia de una estructura cúbica muyunida, a una con 25% más de espacio. A estas altastemperaturas, un pequeño átomo de carbono puedecaber en los pequeños espacios entre los átomo dehierro. Si esta mezcla se enf ría luego rápidamente, losátomos de hierro intentarán reconf igurarse nuevamenteen una estructura ajustada. La presencia de los átomosde carbono, sin embargo, crea una distorsión, lo queprovoca que sea mucho más dif ícil doblar o romper elacero.

Crear acero a partir del hierro resultó en armas yherramientas más f uertes. Durante los siguientes miles deaños los procesos de ref inamiento se volvieron másavanzados.

El acero se usó para otras aplicaciones como la construcción de vías de tren y edif icios. El único problemaera que el acero tradicional no podía resistir la corrosión. Con suf iciente aire húmero, el acero se oxidaba.

Harry Brearley, Metalurgista

En 1908, Harry Brearley, un metalurgista inglés de 36 años, tuvo laoportunidad de ir al Laboratorio de Investigación Brown Firth enShef f ield, Inglaterra. Brearley abandonó la escuela a los 12 años.Educándose sólo, y con ayuda de la escuela nocturna, se volvió unexperto en el análisis y producción de acero. En 1912, el laboratoriode Brearley recibió el encargo de investigar f ormas de eliminar lacorrosión en los cañones de las pistolas.

Cuando un arma dispara una bala, esta baja por el barrilexpandiendo el gas que detona en la recámara. La f ricción entre labala y los surcos del barril provoca que la bala gire, aumentando suprecisión.

La f ricción, sin embargo, desgasta el barril. Eventualmente el barrilse vuelve muy grande para la bala, disminuyendo la precisión. Lo quese necesitaba era un metal más f uerte que pudiera resistirtemperaturas más altas.

Brearly invirt ió meses experimentando con aleaciones de acero, cambiando las mezclas de acero y otrosmetales. Ninguna de sus aleaciones tuvo mucho éxito reduciendo la erosión en el barril, por lo que Brearleylanzaba las muestras f allidas a un bote de basura.

Eureka!

Meses después Brearley notó que una de las muestras in el bote mantenía su brillo, mientras que lasdemás se habían oxidado. Esta muestra tenía niveles particularmente altos de cromo, aproximadamente12%, lo que le brindaba resistencia a la corrosión.

El cromo, el cual brinda al acero sus propiedades inoxidables, t iene una alta af inidad con el oxígeno, ycuando se presenta en cantidades suf icientes en el acero, f orma una capa protectora en la superf icie delmismo.

Esta capa es increiblemente delgada, aproximadamente una diezmilésima parte de un centímetro de grosor.Esto es el equivalente a 30 campos de f útbol americano siendo protegidos por una capa del grosor delpapel f otocopia. Aún así, esta capa microscópica se pega f uertemente al acero.

Si se daña o se elimina de f orma f orzosa, más cromo será expuesto al aire y más de este óxido de cromoprotector será generado.

Esta característica de auto renovación hace del acero inoxidable un material ideal para miles deaplicaciones. Tiene un ciclo de vida de 100 años y no requiere mantenimiento.

“Acero Antioxidable”

Brearley llamó a su nueva invención “acero antioxidable”. Como la ciudad de Shef f ield era conocida por suscubiertos, mandó a un experto en cuchillos a que le hiciera un juego de estos.

Lamentablemente, el acero antioxidable de Brearley no iba muy bien con los cubiertos: no podía ser af ilado.Mal recibido por el público, Brearley ganó muy pronto una reputación por hacer cuchillos que no cortaban.Tomaría años de ref inamiento e investigación para crear un acero inoxidable que pudiera ser af ilado.

El Acero Inoxidable

El nombre “acero inoxidable” (“stainless steel” proviene de stain, que signif ica “mancha” en inglés) seatribuye a un productor que notó que el acero no se manchaba cuando era sumergido en vinagre. Su bajopeso y alta resistencia al óxido a altas temperaturas ha tenido un ef ecto en casi toda la industria moderna,desde la preparación y almacenamiento de alimentos, hasta el transporte y la medicina.

Puede encontrar acero inoxidable en los buques de batalla y en agujas de coser. Se encuentra en su hogaren la f orma de utensilios de cocina, en el lavatorio, y en la aspiradora. Es verdaderamente una maravilla dela tecnología.