La cocción en tres fases (o cocción en tres pasos ) o técnica de reducción de hierro es una técnica de cocción utilizada en la producción de cerámica de la antigua Grecia , específicamente para vasos pintados . Ya los vasos de la Edad del Bronce presentan la coloración típica de la técnica, con arcilla amarilla, naranja o roja y decoración marrón o roja. Hacia el siglo VII a. C., el proceso se perfeccionó en la Grecia continental ( Corinto y Atenas ), lo que permitió la producción de superficies engobadas negras extremadamente brillantes , lo que condujo al desarrollo de las técnicas de figuras negras y figuras rojas , que dominaron la pintura de vasos griegos hasta aproximadamente el 300 a. C.
La opinión convencional, desarrollada en tiempos modernos en vista de la falta de relatos contemporáneos, era que la cerámica griega pintada recibía una única cocción, después de que la pieza moldeada se hubiera secado hasta endurecerse como el cuero y luego se hubiera pintado. Pero la cocción tenía tres fases, diseñadas para crear los colores deseados. A veces se añadía más pintura en otros colores después de la cocción, especialmente en los vasos de fondo blanco y los vasos helenísticos. Sin embargo, nuevos estudios proporcionan evidencia material de que la cerámica se hacía con dos o más cocciones separadas [1] en las que la cerámica se somete a múltiples etapas de cocción. La visión convencional se describe con más detalle a continuación, pero debe tenerse en cuenta la posibilidad de diferentes cocciones para las fases descritas.
Todos los colores de la pintura griega de vasos negros y rojos se producen por las diferentes concentraciones de hierro en la arcilla y los diferentes grados en que ese hierro se oxida durante la cocción. El hierro tiene la característica especial de formar óxidos de varios colores, incluido el óxido de hierro (II) gris (FeO), el óxido de hierro (III) rojo (Fe 2 O 3 ) y la magnetita negra profunda (Fe 3 O 4 ). Cuál de estos tipos de oxidación se logra depende de la disponibilidad de oxígeno y la temperatura de la mezcla reactiva: un alto contenido de oxígeno fomenta la producción de Fe 2 O 3 , mientras que su falta tiende a conducir a la creación de FeO o Fe 3 O 4 . Por lo tanto, el color de las arcillas ricas en hierro se puede influir controlando la atmósfera durante la cocción, con el objetivo de que sea "reductora" (es decir, pobre en oxígeno y rica en carbono) u "oxidante" (es decir, rica en oxígeno). Este control es la esencia de la cocción en tres fases.
Para conseguir más de un color en un mismo jarrón es necesario un truco más: hay que impedir que la magnetita negra Fe3O4 se transforme en hematita roja mate Fe2O3. En otras palabras, hay que impedir que las zonas que se van a mantener negras tengan acceso al oxígeno y que sus partículas oxidadas queden "selladas". Esto se consigue aprovechando otra propiedad de la arcilla: el punto de vitrificación , es decir, la temperatura a la que las partículas de arcilla individuales se fusionan de forma irreversible, depende de la composición de la arcilla y de las partículas que contiene. [2]
Las partículas de arcilla más pequeñas y un alto contenido de calcio reducen el punto de sinterización . [3] La producción de barbotinas de pintura finamente variadas se logró mediante levigación y el posterior desprendimiento de varias capas. [4] La adición de sustancias "peptizantes" (es decir, sustancias que rompen y separan las partículas de arcilla y evitan que se coagulen nuevamente) puede reducir aún más el tamaño de las partículas. Entre estas sustancias se encuentran la sosa cáustica (NaOH), el amoniaco (NH 3 ), la potasa (K 2 CO 3 ) y los polifosfatos como el calgon (NaPO 3 ) 6 : estos se adhieren a las partículas de arcilla con fuertes enlaces de hidrógeno y, por lo tanto, evitan que, de manera similar a los tensioactivos , se vuelvan a unir y coagulen nuevamente. En otras palabras, las partículas de arcilla ahora están en un estado de suspensión coloidal . [5]
Una condición previa para la cocción en tres fases era un horno controlable . Al parecer, la tecnología necesaria se desarrolló en Corinto en el siglo VII a. C. Solo los hornos abovedados con aberturas de ventilación inventados entonces permitieron la producción de cerámica de figuras negras y, posteriormente, de figuras rojas . [6] El control de la temperatura podía asegurarse visualmente utilizando un orificio de observación o colocando piezas de prueba en el horno. [7]
Antes de la cocción, las vasijas de arcilla se apilaban en el horno una tras otra . Como la cerámica ática no contiene esmaltes propiamente dichos (es decir, que se funden y vitrifican por completo), las vasijas podían tocarse en el horno. Sin embargo, era de suma importancia lograr una buena circulación de aire/gas, para evitar fallas en la cocción. [8]
La cocción típica probablemente se produjo a una temperatura de 850–975 °C (1.562–1.787 °F). [9] Con la cocción constante del horno, tales temperaturas se alcanzaron después de aproximadamente 8 a 9 horas. Durante este proceso, los recipientes en el horno inicialmente perdieron cualquier humedad que les quedara. A una temperatura de 500 °C (932 °F), después de 6 o 7 horas, comenzó la verdadera cocción de los recipientes ahora al rojo vivo. Con un suministro constante de oxígeno y una temperatura aún en aumento, el engobe brillante rico en hierro se oxidó y se volvió rojo, junto con el resto del recipiente. Durante este proceso, el contenido de hierro se transforma en hematita de color rojo oscuro (Fe 2 O 3 ). No es necesario, pero es muy probable, que esta fase de encendido tuviera lugar en una atmósfera oxidante: en cualquier caso, es probable que se trate de un fuego rico en oxígeno, ya que es mucho más eficaz para producir calor. Además, el hecho de que los incendios de reducción fueran extremadamente humeantes probablemente se habría considerado indeseable, y por eso se limitaron a la relativamente corta segunda fase.
A unos 900 °C (1.650 ° F ), se corta el suministro de oxígeno, lo que crea condiciones reductoras, de modo que la hematita roja Fe2O3 se convierte en óxido de hierro negro mate FeO, y la barbotina negra se convierte en magnetita negra profunda Fe3O4 . En la antigüedad, esto se podía lograr cerrando las aberturas de suministro de aire y añadiendo matorrales no secos y madera verde, que solo se quemarían de forma incompleta, produciendo monóxido de carbono (CO en lugar de CO2 ) . [10] La temperatura se mantenía durante algún tiempo, probablemente a unos 945 °C (1.733 °F), para asegurar una fusión y sinterización completas de la barbotina de pintura de partículas finas. [11] Posteriormente, la temperatura descendía por debajo del punto de sinterización (vitrificación) de la barbotina pintada de nuevo, mientras todavía estaba en una atmósfera reductora. [12] Ahora, la película está "sellada" y no permite que más oxígeno reaccione con su contenido, de modo que los óxidos de magnetita Fe3O4 en su interior conservan su color negro.
Durante la fase final de la cocción, se vuelven a abrir las aberturas de aireación del horno: se restablecen las condiciones de oxidación. Las zonas de los recipientes que no se sellaron en la fase 2 se vuelven a oxidar: el óxido de hierro negro FeO se convierte de nuevo en hematita roja Fe2O3 . [ 13 ] Tras la oxidación completa de las zonas rojas, se puede abrir el horno, se deja enfriar lentamente su contenido y, finalmente, se retira.