El bronce es una aleación que se compone principalmente de cobre , comúnmente con alrededor de un 12-12,5 % de estaño y a menudo con la adición de otros metales (incluidos aluminio , manganeso , níquel o zinc ) y, a veces, no metales, como fósforo , o metaloides , como arsénico o silicio . Estas adiciones producen una gama de aleaciones que pueden ser más duras que el cobre solo o tener otras propiedades útiles, como resistencia , ductilidad o maquinabilidad .
El período arqueológico en el que el bronce fue el metal más duro de uso generalizado se conoce como la Edad del Bronce . El comienzo de la Edad del Bronce en Eurasia occidental y la India se fecha convencionalmente a mediados del cuarto milenio a. C. (~3500 a. C.), y a principios del segundo milenio a. C. en China; [1] en otros lugares se extendió gradualmente por las regiones. La Edad del Bronce fue seguida por la Edad del Hierro, que comenzó alrededor del 1300 a. C. y llegó a la mayor parte de Eurasia alrededor del 500 a. C., aunque el bronce continuó siendo mucho más utilizado que en los tiempos modernos.
Como las obras de arte históricas solían estar hechas de latones (cobre y cinc) y bronces de distintas composiciones metálicas, en las descripciones modernas de obras de arte antiguas que hacen los museos y los académicos se utiliza cada vez más el término generalizado "aleación de cobre" en lugar de los nombres de las aleaciones individuales. Esto se hace (al menos en parte) para evitar que las búsquedas en bases de datos fallen simplemente por errores o desacuerdos en la denominación de las aleaciones de cobre históricas. [2]
La palabra bronce (1730-1740) proviene del francés medio bronze (1511), que a su vez proviene del italiano bronzo ' metal de campana, latón ' (siglo XIII, transcrito en latín medieval como bronzium ) de:
El descubrimiento del bronce permitió a las personas crear objetos metálicos más duros y duraderos que lo que era posible hasta entonces. Las herramientas , armas , armaduras y materiales de construcción de bronce , como los azulejos decorativos, eran más duros y duraderos que sus predecesores de piedra y cobre (" Calcolítico "). Inicialmente, el bronce se fabricaba a partir de cobre y arsénico o de minerales mezclados de forma natural o artificial de esos metales, formando bronce arsénico . [6]
Los primeros artefactos conocidos de aleación de arsénico y cobre provienen de un sitio de la Cultura Yahya (Período V 3800-3400 a. C.), en Tal-i-Iblis en la meseta iraní , y fueron fundidos a partir de cobre arsénico nativo y arseniuros de cobre, como algodonita y domeykita . [7] [8]
El artefacto más antiguo hecho con aleación de estaño y cobre se ha datado en torno al 4650 a. C. , en un yacimiento de la cultura Vinča en Pločnik ( Serbia ), y se cree que fue fundido a partir de un mineral natural de estaño y cobre, la estannita . [9]
Otros ejemplos tempranos datan de finales del cuarto milenio a. C. [ ancla rota ] en Egipto , Susa (Irán) y algunos sitios antiguos en China, Luristán (Irán), Tepe Sialk (Irán), Mundigak (Afganistán) y Mesopotamia (Irak). [7] [10]
El bronce al estaño era superior al bronce al arsénico en el sentido de que el proceso de aleación se podía controlar más fácilmente y la aleación resultante era más fuerte y más fácil de fundir. Además, a diferencia de los de arsénico , el estaño metálico y los humos del refinado del estaño no son tóxicos .
El estaño se convirtió en el principal ingrediente no cúprico del bronce a finales del tercer milenio a. C. [11] Los minerales de cobre y el estaño, mucho más raro, no suelen encontrarse juntos (las excepciones incluyen Cornualles en el Reino Unido, un yacimiento antiguo en Tailandia y uno en Irán), por lo que el trabajo serio en bronce siempre ha implicado el comercio con otras regiones. Las fuentes de estaño y el comercio en la antigüedad tuvieron una gran influencia en el desarrollo de las culturas. En Europa, una fuente importante de estaño fueron los depósitos británicos de mineral en Cornualles , que se comercializaban hasta Fenicia en el Mediterráneo oriental . En muchas partes del mundo, se encuentran grandes acumulaciones de artefactos de bronce, lo que sugiere que el bronce también representaba una reserva de valor y un indicador de estatus social. En Europa, se encuentran grandes acumulaciones de herramientas de bronce, típicamente hachas con casquillo (ilustradas arriba), que en su mayoría no muestran signos de desgaste. Con los bronces rituales chinos , que están documentados en las inscripciones que llevan y en otras fuentes, el caso es claro. Estos se fabricaban en enormes cantidades para los entierros de la élite, y también eran utilizados por los vivos para ofrendas rituales.
Aunque el bronce es generalmente más duro que el hierro forjado , con una dureza Vickers de 60-258 frente a 30-80, [12] la Edad del Bronce dio paso a la Edad del Hierro después de una grave interrupción del comercio del estaño: las migraciones de población de alrededor de 1200-1100 a. C. redujeron el envío de estaño por el Mediterráneo y desde Gran Bretaña, lo que limitó los suministros y aumentó los precios. [13] A medida que mejoraba el arte de trabajar el hierro, este se volvía más barato y mejoraba en calidad. A medida que las culturas posteriores avanzaron del hierro forjado a mano al hierro forjado a máquina (normalmente hecho con martillos de viaje impulsados por agua), los herreros también aprendieron a fabricar acero . El acero es más fuerte y más duro que el bronce y mantiene un borde más afilado durante más tiempo. [14] El bronce todavía se utilizaba durante la Edad del Hierro y ha seguido utilizándose para muchos fines hasta nuestros días.
Existen muchas aleaciones de bronce diferentes, pero el bronce moderno suele estar compuesto por un 88 % de cobre y un 12 % de estaño. [15] El bronce alfa consiste en la solución sólida alfa de estaño en cobre. Las aleaciones de bronce alfa con un 4-5 % de estaño se utilizan para fabricar monedas, resortes, turbinas y aspas. Los "bronces" históricos son muy variables en su composición, ya que la mayoría de los trabajadores del metal probablemente utilizaban cualquier chatarra que tuvieran a mano; el metal del candelabro inglés de Gloucester del siglo XII es bronce que contiene una mezcla de cobre, zinc, estaño, plomo, níquel, hierro, antimonio, arsénico y una cantidad inusualmente grande de plata: entre un 22,5 % en la base y un 5,76 % en la bandeja debajo de la vela. Las proporciones de esta mezcla sugieren que el candelabro se hizo a partir de un tesoro de monedas antiguas. Los Bronces de Benín del siglo XIII son en realidad de latón, y la pila bautismal románica del siglo XII de la Iglesia de San Bartolomé de Lieja a veces se describe como de bronce y a veces como de latón .
En la Edad del Bronce se utilizaban habitualmente dos formas de bronce: el "bronce clásico", con un 10 % de estaño aproximadamente, que se utilizaba para la fundición; y el "bronce dulce", con un 6 % de estaño aproximadamente, que se martillaba a partir de lingotes para hacer láminas. Las armas blancas se fundían principalmente a partir de bronce clásico, mientras que los cascos y las armaduras se martillaban a partir de bronce dulce.
El bronce comercial moderno (90 % de cobre y 10 % de zinc) y el bronce arquitectónico (57 % de cobre, 3 % de plomo , 40 % de zinc) se consideran más apropiadamente aleaciones de latón porque contienen zinc como el principal ingrediente de aleación. Se utilizan comúnmente en aplicaciones arquitectónicas. [16] [17] El bronce plástico contiene una cantidad significativa de plomo, lo que mejora la plasticidad, [18] y posiblemente fue utilizado por los antiguos griegos en la construcción de barcos. [19] El bronce de silicio tiene una composición de Si: 2,80–3,80%, Mn: 0,50–1,30%, Fe: 0,80% máx., Zn: 1,50% máx., Pb: 0,05% máx., Cu: equilibrio. [20] Otras aleaciones de bronce incluyen bronce de aluminio , bronce fosforoso , bronce de manganeso, metal de campana , bronce arsénico , metal de espéculo , bronce de bismuto y aleaciones de platillos .
Las aleaciones a base de cobre tienen puntos de fusión más bajos que el acero o el hierro y se producen más fácilmente a partir de sus metales constituyentes. Por lo general, son aproximadamente un 10 por ciento más densas que el acero, aunque las aleaciones que utilizan aluminio o silicio pueden ser ligeramente menos densas. El bronce es un mejor conductor de calor y electricidad que la mayoría de los aceros. El costo de las aleaciones a base de cobre es generalmente más alto que el de los aceros, pero más bajo que el de las aleaciones a base de níquel .
Los bronces son aleaciones típicamente dúctiles, considerablemente menos frágiles que el hierro fundido. El cobre y sus aleaciones tienen una gran variedad de usos que reflejan sus versátiles propiedades físicas, mecánicas y químicas . Algunos ejemplos comunes son la alta conductividad eléctrica del cobre puro, las propiedades de baja fricción del bronce para cojinetes (bronce que tiene un alto contenido de plomo: 6-8%), las cualidades resonantes del bronce para campanas (20% de estaño, 80% de cobre) y la resistencia a la corrosión por agua de mar de varias aleaciones de bronce.
El punto de fusión del bronce varía según la proporción de los componentes de la aleación y es de unos 950 °C (1742 °F). El bronce no suele ser magnético, pero ciertas aleaciones que contienen hierro o níquel pueden tener propiedades magnéticas. Normalmente, el bronce se oxida solo superficialmente; una vez que se forma una capa de óxido de cobre (que finalmente se convierte en carbonato de cobre), el metal subyacente queda protegido de una mayor corrosión . Esto se puede ver en estatuas del período helenístico. Si se forman cloruros de cobre, un modo de corrosión llamado " enfermedad del bronce " acabará destruyéndolo por completo. [21]
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Durante un período más prolongado, el bronce o las aleaciones y mezclas similares al bronce se utilizaron para la fabricación de monedas. El bronce era especialmente adecuado para su uso en accesorios de barcos y embarcaciones antes del amplio uso del acero inoxidable debido a su combinación de dureza y resistencia a la corrosión por agua salada. El bronce todavía se utiliza comúnmente en hélices de barcos y cojinetes sumergidos. En el siglo XX, se introdujo el silicio como el principal elemento de aleación, creando una aleación con una amplia aplicación en la industria y la forma principal utilizada en la estatuaria contemporánea . Los escultores pueden preferir el bronce de silicio debido a la fácil disponibilidad de varillas de soldadura de bronce de silicio, que permiten la reparación de defectos en piezas fundidas con colores a juego. El aluminio también se utiliza para el bronce de aluminio, un metal estructural. Las piezas de bronce son resistentes y se utilizan normalmente para cojinetes , clips, conectores eléctricos y resortes .
El bronce también tiene baja fricción contra metales diferentes, lo que lo hace importante para los cañones antes de la tolerancia moderna , donde las balas de cañón de hierro de otra manera se atascarían en el cañón. [22] Todavía se usa ampliamente hoy en día para resortes, cojinetes, bujes, cojinetes piloto de transmisión de automóviles y accesorios similares, y es particularmente común en los cojinetes de pequeños motores eléctricos . El bronce fosforoso es particularmente adecuado para cojinetes y resortes de grado de precisión. También se utiliza en cuerdas de guitarra y piano . A diferencia del acero, el bronce golpeado contra una superficie dura no generará chispas, por lo que (junto con el cobre-berilio ) se usa para hacer martillos , mazos , llaves y otras herramientas duraderas para usar en atmósferas explosivas o en presencia de vapores inflamables. El bronce se usa para hacer lana de bronce para aplicaciones de carpintería donde la lana de acero decoloraría el roble . El bronce fosforoso se usa para hélices de barcos, instrumentos musicales y contactos eléctricos. [23] Los cojinetes a menudo están hechos de bronce por sus propiedades de fricción. Se puede impregnar con aceite para fabricar el Oilite patentado y materiales similares para cojinetes. El bronce de aluminio es duro y resistente al desgaste, y se utiliza para cojinetes y guías de máquinas herramienta. [24] La Doehler Die Casting Co. de Toledo, Ohio, era conocida por la producción de Brastil , una aleación de bronce resistente a la corrosión y de alta resistencia a la tracción. [25] [26]
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El edificio Seagram en la Park Avenue de la ciudad de Nueva York es la "icónica caja de vidrio revestida de bronce, diseñada por Mies van der Rohe ". [27] El edificio Seagram fue la primera vez que un edificio entero fue revestido de bronce. [28] La General Bronze Corporation fabricó 3.200.000 libras (1.600 toneladas) de bronce en su planta de Garden City, Nueva York . [28] El edificio Seagram es un edificio de 38 pisos y 516 pies de alto de vidrio teñido de bronce y topacio . [27] El edificio parece una "torre cuadrada de 38 pisos revestida de un sobrio muro cortina de metal y vidrio". [29] "Se seleccionó el bronce por su color, tanto antes como después del envejecimiento, su resistencia a la corrosión y sus propiedades de extrusión . [28] [27] No solo fue el edificio más caro de su tiempo (36 millones de dólares), sino que fue el primer edificio del mundo con paredes de vidrio de piso a techo. [27] Mies van der Rohe logró los bordes nítidos que fueron hechos a medida con detalles específicos por el General Bronze [28] e "incluso los tornillos que sujetan las ventanas fijas con placas de vidrio estaban hechos de latón". [27]
El bronce se utiliza ampliamente para fundir esculturas de bronce . Las aleaciones de bronce comunes tienen la propiedad inusual y deseable de expandirse ligeramente justo antes de fraguar, llenando así los detalles más finos de un molde. Luego, a medida que el bronce se enfría, se encoge un poco, lo que facilita su separación del molde. [30] El rey asirio Senaquerib (704–681 a. C.) afirma haber sido el primero en fundir estatuas monumentales de bronce (de hasta 30 toneladas) utilizando moldes de dos partes en lugar del método de cera perdida . [31]
Las estatuas de bronce se consideraban la forma más alta de escultura en el arte griego antiguo , aunque las supervivencias son pocas, ya que el bronce era un material valioso y escaso en los períodos de la Antigüedad tardía y la Edad Media. Muchas de las esculturas de bronce griegas más famosas se conocen a través de copias romanas en mármol, que tenían más probabilidades de sobrevivir. En la India, se han encontrado esculturas de bronce de los períodos Kushana ( tesoro de Chausa ) y Gupta ( Brahma de Mirpur-Khas , tesoro de Akota, Buda de Sultanganj ) y períodos posteriores ( tesoro de Hansi ). [32] Los artesanos hindúes indios del período del imperio Chola en Tamil Nadu utilizaron el bronce para crear estatuas intrincadas a través del método de fundición a la cera perdida con detalles ornamentados que representan a las deidades del hinduismo . La forma de arte sobrevive hasta el día de hoy, con muchos silpis, artesanos, trabajando en las áreas de Swamimalai y Chennai .
En la antigüedad, otras culturas también produjeron obras de arte con bronce. Por ejemplo, en África, las cabezas de bronce del Reino de Benín ; en Europa, los bronces griegos, que suelen representar figuras de la mitología griega ; en Asia oriental , los bronces rituales chinos de las dinastías Shang y Zhou , que suelen ser vasijas ceremoniales, pero también algunos ejemplos de figurillas. El bronce sigue siendo uno de los materiales preferidos para la estatuaria monumental en la actualidad.
Los estudios de vidrio Tiffany, que se hicieron famosos gracias a Louis C. Tiffany, solían referirse a su producto como vidrio favrile o " vidrio Tiffany " y utilizaban bronce en su trabajo artesanal para sus lámparas Tiffany . [33] [34] [35] [36]
La fuente de bronce más grande y ornamentada que se conoce en el mundo fue realizada por Roman Bronze Works y General Bronze Corporation en 1952. El material utilizado para la fuente, conocido como bronce estatuario, es una aleación cuaternaria hecha de cobre, zinc, estaño y plomo, y tradicionalmente de color marrón dorado. Esta fue realizada para la fuente conmemorativa Andrew W. Mellon en el Triángulo Federal en Washington, DC. [37] Otro ejemplo de los proyectos de diseño masivos y ornamentados en bronce, y atribuidos a General Bronze/Roman Bronze Works, fueron las enormes puertas de bronce del edificio de la Corte Suprema de los Estados Unidos en Washington, DC. [38]
Antes de que fuera posible producir vidrio con superficies aceptablemente planas, el bronce era un material estándar para los espejos. El bronce se utilizó para este propósito en muchas partes del mundo, probablemente basándose en descubrimientos independientes. Los espejos de bronce sobreviven del Imperio Medio egipcio (2040-1750 a. C.) y China desde al menos c. 550 a. C. En Europa, los etruscos fabricaban espejos de bronce en el siglo VI a. C., y los espejos griegos y romanos siguieron el mismo patrón. Aunque se habían utilizado otros materiales como el metal de espéculo , y los espejos de vidrio occidentales habían tomado el control en gran medida, los espejos de bronce todavía se fabricaban en Japón y en otros lugares en el siglo XVIII, y todavía se fabrican a pequeña escala en Kerala , India.
El bronce es el metal preferido para las campanas en forma de una aleación de bronce con alto contenido de estaño conocida como metal de campana , que normalmente contiene alrededor de un 23 % de estaño.
Casi todos los platillos profesionales están hechos de bronce, lo que proporciona un equilibrio deseable entre durabilidad y timbre . Se utilizan varios tipos de bronce, comúnmente el bronce B20 , que está compuesto aproximadamente por un 20 % de estaño, un 80 % de cobre, con trazas de plata, o el bronce B8 más resistente, hecho de un 8 % de estaño y un 92 % de cobre. A medida que aumenta el contenido de estaño en una campana o platillo, el timbre disminuye. [39]
El bronce también se utiliza para el bobinado de cuerdas de acero y nailon de diversos instrumentos de cuerda, como el contrabajo , el piano, el clavicémbalo y la guitarra. Las cuerdas de bronce suelen reservarse en el piano para los tonos más bajos, ya que poseen una calidad de sustain superior a la del acero de alta resistencia. [40]
Los bronces de diversas propiedades metalúrgicas se utilizan ampliamente en idiófonos percutidos en todo el mundo, en particular campanas, cuencos cantores, gongs , platillos y otros idiófonos de Asia. Los ejemplos incluyen cuencos cantores tibetanos , campanas de templo de muchos tamaños y formas, gamelan javanés y otros instrumentos musicales de bronce . Los primeros hallazgos arqueológicos de bronce en Indonesia datan del 1 al 2 a. C., incluidas placas planas probablemente suspendidas y golpeadas por un mazo de madera o hueso. [40] [41] Los tambores de bronce antiguos de Tailandia y Vietnam datan de hace 2000 años. Las campanas de bronce de Tailandia y Camboya datan de 3600 a. C.
Algunas empresas fabrican ahora saxofones de bronce fosforoso (entre un 3,5 y un 10 % de estaño y hasta un 1 % de contenido de fósforo). [42] El bronce de campana/B20 se utiliza para hacer los anillos de tono de muchos modelos profesionales de banjos . [43] El anillo de tono es un anillo de metal pesado (normalmente de 3 libras; 1,4 kg) plegado o arqueado unido a un borde de madera grueso, sobre el que se estira una piel, o más a menudo, una membrana (o parche) de plástico: es el bronce de campana el que le da al banjo un registro inferior nítido y potente y un registro agudo claro y similar a una campana. [44]
El bronce también se ha utilizado en monedas; la mayoría de las monedas de "cobre" son en realidad de bronce, con aproximadamente un 4 por ciento de estaño y un 1 por ciento de zinc. [45]
Al igual que con las monedas, el bronce se ha utilizado en la fabricación de varios tipos de medallas durante siglos, y las " medallas de bronce " son conocidas en la época contemporánea por ser otorgadas por el tercer lugar en competiciones deportivas y otros eventos. El término ahora se usa a menudo para el tercer lugar incluso cuando no se otorga una medalla de bronce real. El uso surgió en parte del trío de oro , plata y bronce para representar las tres primeras Edades del Hombre en la mitología griega: la Edad de Oro , cuando los hombres vivían entre los dioses; la Edad de Plata , donde la juventud duraba cien años; y la Edad de Bronce , la era de los héroes. Se adoptó por primera vez para un evento deportivo en los Juegos Olímpicos de Verano de 1904. En el evento de 1896, se otorgó plata a los ganadores y bronce a los subcampeones, mientras que en 1900 se entregaron otros premios en lugar de medallas.
El bronce es el material habitual para la forma relacionada de la plaquette , normalmente una obra de arte rectangular con una escena en relieve , para el mercado de coleccionistas.
Hay más de 125 referencias al bronce ('nehoshet'), que parece ser la palabra hebrea utilizada para el cobre y cualquiera de sus aleaciones. Sin embargo, no se cree que los hebreos de la era del Antiguo Testamento tuvieran la capacidad de fabricar zinc (necesario para hacer latón) y, por lo tanto, es probable que 'nehoshet' se refiera al cobre y sus aleaciones con estaño, ahora llamado bronce. [46] En la versión King James, no se usa la palabra 'bronce' y 'nehoshet' se tradujo como 'latón'. Las traducciones modernas usan 'bronce'. El bronce (nehoshet) se usó ampliamente en el Tabernáculo para elementos como el altar de bronce (Éxodo cap. 27), la fuente de bronce (Éxodo cap. 30), los utensilios y el espejo (Éxodo cap. 38). Se mencionó en el relato de Moisés sosteniendo una serpiente de bronce en un poste en Números cap. 21. En 1 Reyes se menciona que Hiram era muy hábil en el trabajo con bronce, y que fabricó muchos muebles para el Templo de Salomón , incluyendo columnas, capiteles, pedestales, ruedas, cuencos y platos, algunos de los cuales eran sumamente decorativos (véase 1 Reyes 7:13-47). El bronce también se usó ampliamente como armadura y casco de batalla, como en la batalla de David y Goliat en 1 Samuel 17:5-6;38 (véase también 2 Crónicas 12:10).
El edificio Seagram marca el punto culminante de la carrera de Mies van der Rohe
Fuente Conmemorativa Andrew W. Mellon, situada en la cima del complejo Federal Triangle en el centro de Washington, DC
"De todos nuestros proyectos monumentales, repartidos a lo largo de dos vidas, las puertas de la Corte Suprema son la única obra que firmamos: así de importantes fueron". – JOHN DONNELLY, JR., Escultor
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