La fragua catalana es un conjunto de procesos tecnológicos diseñados para obtener hierro mediante la reducción directa del mineral —sin pasar por el intermediario de la fundición como en un alto horno— y luego tejando la masa resultante . [Notas 1] La fragua catalana emplea energía hidráulica para operar un martillo o martinete , y se utiliza un sistema de ventilación, conocido como trompe , para mantener la combustión del horno. El término se refiere a la tecnología y al edificio donde se realiza esta actividad. A pesar de su nombre, este tipo de fragua fue ampliamente utilizada desde el siglo XVII al XIX en regiones montañosas como los Alpes , el Macizo Central y los Pirineos , así como por los primeros colonos americanos.
La metalurgia ha utilizado durante milenios minerales ricos y fácilmente fundibles, entre los que se incluyen hematitas marrones compactas y carbonatos hidratados descompuestos . Los minerales se colocaban en fogones circulares excavados en el suelo y construidos con arcilla de manera rudimentaria. Estos fogones se alimentaban con carbón y se activaban mediante dos fuelles de cuero. Los minerales se transformaban en una masa maleable de hierro, conocida como "rebaba", mediante la aplicación de calor y presión. Esta masa se golpeaba luego con martillos para eliminar la escoria y las impurezas. Esta era la "fragua de mano" [1] o "fragua volante", construida donde se descubría el mineral. Cuando la veta se agotaba o escaseaba el carbón, los metalúrgicos abandonaban el lugar y establecían sus operaciones en otro lugar, dejando atrás los crisoles y los montones de escoria . [2] El consumo de carbón vegetal fue un factor que contribuyó significativamente a la deforestación de los Pirineos, lo que a su vez dio lugar a numerosos conflictos, entre ellos la Guerra de las Doncellas .
La fragua era una herramienta primitiva muy extendida. Poco a poco se fue entendiendo que los molinos de río, que se utilizaban para moler grano o para accionar aserraderos, también podían utilizarse para batir metales. El molino de hierro [3] sustituyó poco a poco a la fragua manual por dos ruedas hidráulicas, una de las cuales accionaba el fuelle y la otra el martillo . La innovación que se convertiría en el aspecto más distintivo de la forja catalana apareció en Italia a principios del siglo XVII. Esta innovación, conocida como los "Pirineos" o los "Alpes" en diferentes regiones, llegó a los Pirineos franceses hacia mediados de siglo y posteriormente proliferó por toda la región pirenaica. [4]
Una característica definitoria de la forja catalana es la necesidad de una altura relativamente elevada, que oscila entre los 7 y los 10 metros. El agua se dirige a un receptáculo de madera, el paicherou , y se deja fluir por un tubo vertical, el pozo. Normalmente, funcionan dos pozos al mismo tiempo. El pozo se construye a partir de un tronco de árbol partido en dos y ahuecado posteriormente. Posteriormente, se fijan bandas de hierro para unir los dos componentes. En el extremo superior del tubo, se crean aberturas en ángulos oblicuos, que descienden hacia el interior y sirven como aspiradores. La abertura del pozo se cierra mediante cuñas móviles, operadas desde abajo, que regulan el flujo de agua. El extremo inferior del pozo culmina en un receptáculo de madera trapezoidal de tamaño considerable denominado "caja de viento". El agua fluye hacia la caja de viento, que se dirige a una estructura similar a un banco protegida por una losa de piedra. Luego sale de la caja de viento a través de una puerta corredera. A medida que el agua desciende, el aire se introduce a través de los tubos de succión, lo que da lugar a una mezcla de agua y aire que fluye hacia el interior de la caja. El aire presurizado se transporta a continuación a través de un conducto cuadrangular, denominado "hombre o centinela", y posteriormente a través de una boquilla hasta la parte superior de la caja de fuego. En consecuencia, la probóscide ofrece una solución permanente y automatizada para la ventilación de la caja de fuego, que se puede regular con precisión variando el caudal. [1] [2]
Otra característica definitoria de la fragua catalana es el soplado sobre un hogar bajo y abierto con un trompe . Así, la fragua catalana se diferencia del Stückofen, otro horno bajo muy avanzado del mismo período, en que la carga llenaba la chimenea de este último. [2]
El horno es una masa cuadrangular de mampostería (compuesta por arcilla y piedras grandes), que mide de 2,5 a 3 metros de largo y de 0,70 a 0,90 metros de alto. Uno de sus lados está inclinado en ángulo con respecto al suelo. El hogar está situado en la intersección de dos paredes. Las dimensiones del horno varían según el herrero y sus necesidades específicas. La base del horno, o hogar, está construida a partir de una sola losa grande de granito o gneis. Las piedras que sostienen y rodean el crisol son con frecuencia muelas o fragmentos de antiguas muelas, lo que evita la acumulación de agua o humedad. La pared del lado más corto del crisol es arqueada y tiene una abertura a través de la cual puede pasar la boquilla de la caja de viento. [5] [2]
El crisol, un componente fundamental de la forja catalana, presenta superficies internas distintivas. La cara frontal, designada como la "mano", está situada a la izquierda cuando se observa el crisol desde una perspectiva frontal. La cara izquierda, que permite el paso del viento, se llama porges . El aspecto posterior del crisol es la bodega, mientras que el aspecto lateral es el mineral o contrevent. El sótano está construido de mampostería, mientras que los lados restantes están revestidos con gruesas placas de hierro. El latairol está construido con dos placas, separadas por una tercera placa, el restanque , que sirve como punto de apoyo para las palancas de los trabajadores, facilitando el levantamiento del massé . Como se mencionó anteriormente, las placas están fijadas entre sí por un travesaño horizontal. Este plie está sostenido por estructuras robustas a cada lado, que a menudo comprenden piedras sustanciales y una cabeza de martillo anticuada. [5] [2]
El martillo utilizado para golpear la masa representa la herramienta principal empleada por la fragua. Una rueda hidráulica impulsa el martillo. La rueda está fijada a un eje cilíndrico de madera, con levas que sobresalen de su circunferencia. Las levas están diseñadas para sujetar la cola del martillo, [Notas 2] que está colocada perpendicularmente y se puede mover verticalmente sobre un eje. El martillo se eleva hasta que la leva suelta su agarre y cae hacia atrás. [5] En este punto, la leva siguiente avanza para iniciar una repetición del proceso, como se mencionó anteriormente. El yunque, el punto en el que se posa la cabeza del martillo, está equipado con una pila de metal extraíble en su centro, que puede cambiarse según la naturaleza del trabajo en curso. De manera similar, la cabeza del martillo es una masa de metal pesada, pero su parte inferior, la parte que entra en contacto con la cabeza del martillo, también es extraíble. La cadencia de los golpes del martillo se regula variando la velocidad de caída sobre la rueda. [2]
La fragua está situada en un curso de agua con un caudal adecuado, una elevación suficiente y una accesibilidad conveniente, dada la necesidad de transportar mineral, carbón y productos terminados, generalmente en mula. La llegada del cuerno impulsó la reubicación o modernización de las fraguas existentes, dependiendo de su posición geográfica. [Notas 3] [5]
El agua se canaliza y se dirige a dos paicherous : uno alimenta el trompe, y el otro es la rueda de paletas que impulsa el o los vencejos. El flujo de agua se puede regular abriendo o cerrando las válvulas correspondientes. El interior de la forja consta de múltiples secciones, una de las cuales está designada para los martillos. El martillo, o malh (en realidad un vencejo), es la herramienta fundamental que se utiliza para dar forma a la masa de hierro en bruto (el 'massé'), transformándola en barras refinadas o en su forma final antes del envío. [2]
La caja de viento, situada estratégicamente en la base del cuerno, es un componente crucial que garantiza la eficiencia del horno. Una pared a través de la cual pasa la tobera la separa del horno. Las distintas salas o compartimentos se encargan de la recepción y distribución de las materias primas, es decir, minerales, carbón y hierro terminado. Además, a los trabajadores se les puede asignar un área designada durante sus períodos de descanso designados. [2] [5]
En principio la forja está formada por una brigada de ocho trabajadores. [2]
Una lupa de hierro pesa aproximadamente 125 kilogramos, por lo que un equipo bien coordinado puede manejar el dispositivo manualmente. [Notas 4] La producción de esta lupa requiere cinco horas de trabajo de forjado y de tejado antes de que pueda transformarse en un producto de hierro comercializable. [6]
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En Francia, las numerosas y modestas instalaciones metalúrgicas rurales que dependían de la forja catalana, que habían persistido a pesar de la llegada y las mejoras de los altos hornos, finalmente dejaron de existir con la llegada del siglo XX, cuando se perfeccionó el proceso Thomas [8] . Este proceso fue responsable de la notable expansión de la industria siderúrgica de Lorena. Antes de la guerra franco-prusiana de 1870, los dos departamentos de Meurthe y Moselle producían colectivamente el 1,4% de la producción de acero de Francia. En 1913, Thomas Steel, producido exclusivamente en Meurthe-et-Moselle , representaba el 69% de la producción total de acero del país. [9] Esta tendencia también se acentuó por el avance significativo en los métodos de transporte, que permitieron que los bienes manufacturados se entregaran a lugares distantes de su punto de producción.
Los primeros colonos americanos refinaban el hierro fundido que producían [10] utilizando la fragua catalana, una construcción relativamente sencilla en comparación con los altos hornos y sus fraguas asociadas. Este proceso se empleó en el sur de los Estados Unidos hasta mediados del siglo XIX. [11]
El auge y posterior decadencia de las forjas catalanas tuvo una notable influencia en el precio del carbón vegetal. En el apogeo del proceso, el precio de la madera aumentó considerablemente: de 1833 a 1842, el coste del quintal pasó de 7,50 a 9-10 francos. A medida que la producción disminuyó, el precio también bajó. En 1854-1855, se vendía a 8 francos, pero en 1868, valía solo 6,10 francos, y en 1872, [13] , valía 6,80 francos, a pesar de la alta tasa de inflación .