Latón
Aleación de cobre y zinc

Astrolabio de bronce de la Edad de Oro islámica
Atril de latón con águila. Atribuido a Aert van Tricht , Limburgo (Países Bajos) , hacia 1500.

El latón es una aleación de cobre y cinc , en proporciones que pueden variarse para conseguir diferentes colores y propiedades mecánicas, eléctricas, acústicas y químicas, [1] pero el cobre suele tener la mayor proporción, generalmente un 66% de cobre y un 34% de cinc. En uso desde tiempos prehistóricos, es una aleación sustitutiva : los átomos de los dos constituyentes pueden sustituirse entre sí dentro de la misma estructura cristalina.

El latón es similar al bronce , una aleación de cobre que contiene estaño en lugar de cinc. [2] Tanto el bronce como el latón pueden incluir pequeñas proporciones de una variedad de otros elementos, entre ellos arsénico , plomo , fósforo , aluminio , manganeso y silicio . Históricamente, la distinción entre las dos aleaciones ha sido menos consistente y clara, [3] y cada vez más los museos utilizan el término más general " aleación de cobre ". [4]

El latón ha sido durante mucho tiempo un material popular por su apariencia brillante similar al oro y todavía se usa para tiradores de cajones y pomos de puertas . También se ha usado ampliamente para hacer esculturas y utensilios debido a su bajo punto de fusión, alta trabajabilidad (tanto con herramientas manuales como con máquinas de torneado y fresado modernas ), durabilidad y conductividad eléctrica y térmica . Los latones con mayor contenido de cobre son más suaves y de color más dorado; por el contrario, aquellos con menos cobre y, por lo tanto, más zinc son más duros y de color más plateado.

El latón todavía se usa comúnmente en aplicaciones donde se requiere resistencia a la corrosión y baja fricción , como cerraduras , bisagras , engranajes , cojinetes , casquillos de munición , cremalleras , plomería , acoplamientos de mangueras , válvulas y enchufes y tomas eléctricas . Se usa ampliamente para instrumentos musicales como cuernos y campanas . La composición del latón lo convierte en un sustituto favorable del cobre en bisutería y joyería de moda , ya que exhibe una mayor resistencia a la corrosión. El latón no es tan duro como el bronce y, por lo tanto, no es adecuado para la mayoría de las armas y herramientas. Tampoco es adecuado para usos marinos, porque el zinc reacciona con los minerales del agua salada, dejando atrás el cobre poroso; el latón marino, con estaño agregado, evita esto, al igual que el bronce.

El latón se utiliza a menudo en situaciones en las que es importante que no se produzcan chispas , como en accesorios y herramientas que se utilizan cerca de materiales inflamables o explosivos. [5]

Propiedades

Microestructura de latón laminado y recocido (aumento de 400x)

El latón es más maleable que el bronce o el cinc. El punto de fusión relativamente bajo del latón (900 a 940 °C; 1.650 a 1.720 °F, dependiendo de la composición) y sus características de fluidez lo convierten en un material relativamente fácil de moldear . Al variar las proporciones de cobre y cinc, se pueden cambiar las propiedades del latón, lo que permite obtener latones duros y blandos. La densidad del latón es de 8,4 a 8,73 g/cm 3 (0,303 a 0,315 lb/cu in). [6]

Hoy en día, casi el 90% de todas las aleaciones de latón se reciclan. [7] Debido a que el latón no es ferromagnético , la chatarra ferrosa se puede separar de él pasándola cerca de un imán potente. La chatarra de latón se funde y se vuelve a fundir en palanquillas que se extruyen en la forma y el tamaño deseados. La suavidad general del latón significa que a menudo se puede mecanizar sin el uso de fluido de corte , aunque existen excepciones a esto. [8]

El aluminio hace que el latón sea más fuerte y más resistente a la corrosión. El aluminio también hace que se forme una capa dura de óxido de aluminio (Al2O3) muy beneficiosa en la superficie que es delgada, transparente y autocurativa. El estaño tiene un efecto similar y se utiliza especialmente en aplicaciones de agua de mar (latones navales). Las combinaciones de hierro, aluminio, silicio y manganeso hacen que el latón sea resistente al desgaste . [ 9 ] La adición de tan solo un 1% de hierro a una aleación de latón dará como resultado una aleación con una atracción magnética notable. [10]

Diagrama de fase binario

El latón se corroe en presencia de humedad, cloruros , acetatos , amoníaco y ciertos ácidos. Esto suele ocurrir cuando el cobre reacciona con el azufre para formar una capa superficial de sulfuro de cobre de color marrón y, eventualmente, negro que, si se expone regularmente a agua ligeramente ácida, como el agua de lluvia urbana, puede oxidarse en el aire para formar una pátina de carbonato de cobre de color verde azulado . Dependiendo de cómo se haya formado la capa de pátina, puede proteger al latón subyacente de daños adicionales. [11]

Aunque el cobre y el zinc tienen una gran diferencia de potencial eléctrico , la aleación de latón resultante no experimenta corrosión galvánica internalizada debido a la ausencia de un entorno corrosivo dentro de la mezcla. Sin embargo, si el latón se pone en contacto con un metal más noble, como la plata o el oro, en un entorno de este tipo, el latón se corroerá galvánicamente; por el contrario, si el latón está en contacto con un metal menos noble, como el zinc o el hierro, el metal menos noble se corroerá y el latón quedará protegido.

Contenido principal

Para mejorar la maquinabilidad del latón, a menudo se añade plomo en concentraciones de alrededor del 2%. Dado que el plomo tiene un punto de fusión más bajo que los demás componentes del latón, tiende a migrar hacia los límites de grano en forma de glóbulos a medida que se enfría después de la fundición. El patrón que forman los glóbulos en la superficie del latón aumenta el área superficial de plomo disponible, lo que, a su vez, afecta el grado de lixiviación. Además, las operaciones de corte pueden esparcir los glóbulos de plomo sobre la superficie. Estos efectos pueden provocar una lixiviación significativa de plomo en latones con un contenido de plomo comparativamente bajo. [12]

En octubre de 1999, el Fiscal General del Estado de California demandó a 13 fabricantes y distribuidores de llaves por el contenido de plomo. En pruebas de laboratorio, los investigadores estatales descubrieron que la llave de latón promedio, nueva o vieja, excedía los límites de la Proposición 65 de California en un factor promedio de 19, suponiendo que se manipulaba dos veces al día. [13] En abril de 2001, los fabricantes acordaron reducir el contenido de plomo al 1,5%, o enfrentarse a la obligación de advertir a los consumidores sobre el contenido de plomo. Las llaves revestidas con otros metales no se ven afectadas por el acuerdo, y pueden seguir utilizando aleaciones de latón con un mayor porcentaje de contenido de plomo. [14] [15]

También en California se deben utilizar materiales sin plomo para "cada componente que entre en contacto con la superficie mojada de tuberías y accesorios de tuberías, accesorios y accesorios de plomería". El 1 de enero de 2010, la cantidad máxima de plomo en el "latón sin plomo" en California se redujo del 4% al 0,25% de plomo. [16] [17]

Latón resistente a la corrosión para entornos hostiles.

Grifo de muestreo de latón con mango de acero inoxidable

Los latones resistentes a la descincificación ( DZR o DR), a veces denominados latones CR ( resistentes a la corrosión ), se utilizan cuando existe un gran riesgo de corrosión y cuando los latones normales no cumplen los requisitos. Las aplicaciones con altas temperaturas del agua, presencia de cloruros o calidades de agua desviadas ( agua blanda ) juegan un papel importante. El latón DZR se utiliza en sistemas de calderas de agua . Esta aleación de latón debe producirse con mucho cuidado, prestando especial atención a una composición equilibrada y a las temperaturas y parámetros de producción adecuados para evitar fallos a largo plazo. [18] [19]

Un ejemplo de latón DZR es el latón C352, con alrededor de un 30 % de zinc, un 61-63 % de cobre, un 1,7-2,8 % de plomo y un 0,02-0,15 % de arsénico. El plomo y el arsénico suprimen significativamente la pérdida de zinc. [20]

Los "latones rojos", una familia de aleaciones con una alta proporción de cobre y generalmente menos del 15% de zinc, son más resistentes a la pérdida de zinc. Uno de los metales llamados "latones rojos" contiene 85% de cobre, 5% de estaño, 5% de plomo y 5% de zinc. La aleación de cobre C23000, que también se conoce como "latón rojo", contiene entre 84 y 86% de cobre, 0,05% de hierro y 0,05% de plomo, y el resto es zinc. [21]

Otro material de este tipo es el bronce de cañón , de la familia de los latones rojos. Las aleaciones de bronce de cañón contienen aproximadamente un 88 % de cobre, un 8-10 % de estaño y un 2-4 % de cinc. Se puede añadir plomo para facilitar el mecanizado o para aleaciones de cojinetes. [22]

El "latón naval", destinado a su uso en agua de mar, contiene un 40% de cinc, pero también un 1% de estaño. La adición de estaño suprime la lixiviación del cinc. [23]

La NSF International exige que los latones con más de un 15 % de zinc, utilizados en tuberías y accesorios de plomería , sean resistentes a la deszincificación. [24]

Uso en instrumentos musicales

Una colección de instrumentos de viento metal

La alta maleabilidad y trabajabilidad, la relativamente buena resistencia a la corrosión y las propiedades acústicas tradicionalmente atribuidas al latón lo han convertido en el metal de elección habitual para la construcción de instrumentos musicales cuyos resonadores acústicos consisten en tubos largos y relativamente estrechos, a menudo plegados o enrollados para que sean más compactos; la plata y sus aleaciones, e incluso el oro , se han utilizado por las mismas razones, pero el latón es la opción más económica. Conocidos colectivamente como instrumentos de metal , o simplemente "los metales", estos incluyen el trombón , la tuba , la trompeta , la corneta , el fliscorno , el corno barítono , el bombardino , el corno tenor y la trompa , y muchos otros " cuernos ", muchos de ellos en familias de diversos tamaños, como los saxhornos .

Otros instrumentos de viento pueden estar construidos de latón u otros metales, y de hecho la mayoría de las flautas y flautines modernos de modelo de estudiante están hechos de alguna variedad de latón, generalmente una aleación de cuproníquel similar a la alpaca (también conocida como plata alemana) . Los clarinetes , especialmente los clarinetes bajos como el contrabajo y el subcontrabajo , a veces están hechos de metal debido a los suministros limitados de las maderas duras tropicales densas y de grano fino que tradicionalmente se prefieren para los instrumentos de viento de madera más pequeños . Por la misma razón, algunos clarinetes bajos, fagotes y contrafagotes presentan una construcción híbrida, con secciones largas y rectas de madera y juntas curvas, mástil y/o campana de metal. El uso de metal también evita los riesgos de exponer los instrumentos de madera a cambios de temperatura o humedad, que pueden causar agrietamiento repentino. Aunque los saxofones y sarrusófonos se clasifican como instrumentos de viento de madera, normalmente se fabrican de latón por razones similares y porque sus orificios cónicos anchos y sus cuerpos de paredes delgadas se fabrican más fácil y eficientemente formando chapa metálica que mecanizando madera.

Las llaves de la mayoría de los instrumentos de viento de madera modernos, incluidos los instrumentos con cuerpo de madera, también suelen estar hechas de una aleación como la alpaca. Estas aleaciones son más rígidas y duraderas que el latón que se utiliza para construir los cuerpos de los instrumentos, pero aún así se pueden trabajar con herramientas manuales sencillas, lo que resulta muy útil para realizar reparaciones rápidas. Las boquillas de los instrumentos de viento de madera y, con menos frecuencia, de los instrumentos de viento de metal suelen estar hechas también de latón, entre otros metales.

Además de los instrumentos de viento metal, el uso más notable del viento metal en la música es en varios instrumentos de percusión , en particular platillos , gongs y campanas orquestales (tubulares) ( las campanas grandes de "iglesia" normalmente están hechas de bronce ). Las campanillas pequeñas y los " cascabeles " también suelen estar hechos de latón.

La armónica es un aerófono de lengüeta libre , también fabricado a menudo con latón. En los tubos de órgano de la familia de las lengüetas, se utilizan tiras de latón (llamadas lengüetas) como lengüetas, que golpean contra la chalota (o golpean "a través" de la chalota en el caso de una lengüeta "libre"). Aunque no forman parte de la sección de metales, los tambores a veces también están hechos de latón. Algunas partes de las guitarras eléctricas también están hechas de latón, especialmente los bloques de inercia en los sistemas de trémolo por sus propiedades tonales, y las cejuelas y las monturas de las cuerdas por sus propiedades tonales y su baja fricción. [25]

Aplicaciones germicidas y antimicrobianas

Las propiedades bactericidas del latón se han observado durante siglos, en particular en entornos marinos donde previene la bioincrustación . Según el tipo y la concentración de patógenos y el medio en el que se encuentren, el latón mata estos microorganismos en cuestión de minutos u horas tras el contacto. [26] [27] [28]

Numerosos estudios independientes [26] [27] [28] [29] [30] [31] [32] confirman este efecto antimicrobiano, incluso contra bacterias resistentes a los antibióticos, como SAMR y SAVR. Los mecanismos de acción antimicrobiana del cobre y sus aleaciones, incluido el latón, son objeto de una intensa y continua investigación. [27] [33] [34]

Agrietamiento de temporada

Grietas en el latón causadas por el ataque de amoniaco

El latón es susceptible al agrietamiento por corrosión bajo tensión , [35] especialmente por amoníaco o sustancias que contienen o liberan amoníaco. El problema a veces se conoce como agrietamiento estacional después de que se descubrió por primera vez en cartuchos de latón utilizados para munición de rifle durante la década de 1920 en el ejército indio británico . El problema fue causado por altas tensiones residuales del conformado en frío de las vainas durante la fabricación, junto con el ataque químico de trazas de amoníaco en la atmósfera. Los cartuchos se almacenaron en establos y la concentración de amoníaco aumentó durante los meses calurosos del verano, iniciando así grietas frágiles. El problema se resolvió recociendo las vainas y almacenando los cartuchos en otro lugar.

Tipos

ClaseProporción en peso (%)Notas
CobreZinc
Latones alfa> 65<35Los latones alfa son maleables, se pueden trabajar en frío y se utilizan en aplicaciones de prensado, forjado o similares. Contienen solo una fase, con una estructura cristalina cúbica centrada en las caras . Con su alta proporción de cobre, estos latones tienen un tono más dorado que otros. La fase alfa es una solución sólida de sustitución de zinc en cobre. Tiene propiedades similares a las del cobre, es resistente, fuerte y algo difícil de mecanizar. La mejor formabilidad se obtiene con un 32 % de zinc. Los latones rojos resistentes a la corrosión, con un 15 % de zinc o menos, pertenecen a esta categoría.
Latones alfa-beta55–6535–45También llamados latones dúplex , son adecuados para el trabajo en caliente. Contienen fases α y β'; la fase β' es cúbica centrada en el cuerpo ordenada , con átomos de zinc en el centro de los cubos, y es más dura y resistente que la α. Los latones alfa-beta suelen trabajarse en caliente. La mayor proporción de zinc significa que estos latones son más brillantes que los latones alfa. Con un 45% de zinc, la aleación tiene la mayor resistencia.
Latones beta [ cita requerida ]50–5545–50Los latones beta solo se pueden trabajar en caliente y son más duros, resistentes y aptos para la fundición. Su alto contenido de zinc y bajo contenido de cobre significa que son unos de los latones más brillantes y menos dorados de todos.
Latones gamma33–3961–67También existen latones gamma Ag-Zn y Au-Zn, Ag 30–50%, Au 41%. [36] La fase gamma es un compuesto intermetálico de red cúbica , Cu 5 Zn 8 .
Latón blanco< 50> 50Son demasiado frágiles para su uso general. El término también puede referirse a ciertos tipos de aleaciones de níquel y plata , así como aleaciones de Cu-Zn-Sn con altas proporciones (normalmente más del 40 %) de estaño y/o zinc, así como aleaciones de fundición predominantemente de zinc con aditivos de cobre. Estas prácticamente no tienen coloración amarilla y, en cambio, tienen un aspecto mucho más plateado.

Otras fases distintas de α, β y γ son ε, un intermetálico hexagonal CuZn 3 , y η, una solución sólida de cobre en zinc.

Aleaciones de latón

Nombre de la aleaciónProporción en peso (%)OtroNotas
CobreZincEstañoDirigir
Oro de Abisinia (Bronce comercial [C220])9010
Latón del Almirantazgo69301El estaño inhibe la pérdida de zinc en muchos entornos.
Aleación de Aich60,6636,581.021,74% de hierroDiseñado para su uso en el servicio marítimo debido a su resistencia a la corrosión, dureza y tenacidad. Una aplicación característica es la protección de los fondos de los barcos, pero los métodos más modernos de protección catódica han hecho que su uso sea menos común. Su apariencia se asemeja a la del oro. [37]
Latón de aluminio77,520.52% aluminioEl aluminio mejora la resistencia a la corrosión. Se utiliza para tubos de intercambiadores de calor y condensadores. [38]
Latón arsenicalArsénico ; frecuentemente aluminio.Se utiliza para cajas de fuego de calderas . [39] [40]
Latón arsenical 2597029.5≤0,05Arsénico 0,2-0,6, Hierro ≤0,05Intercambiadores de calor, plomería que requieren una excelente resistencia a la corrosión en agua. [40]
Brasil----Cobre, silicio, zincUna aleación de cobre, zinc y silicio que tiene una resistencia a la tracción increíblemente alta y es resistente a la corrosión. Doehler Die Casting Co. de Toledo, Ohio, era conocida por la producción de Brastil. [41] [42] Se probó notablemente en 1932 en una pistola M1911, ya que era más barata que el acero en ese momento como una medida rentable.
Latón sin plomo de California< 0,25Según la definición del proyecto de ley AB 1953 de la Asamblea de California, el contenido de plomo no supera el 0,25 %. [16] El límite superior anterior era del 4 %.
Cartucho de latón (C260)7030—≤  0,07 [43]Buenas propiedades de trabajo en frío . Se utiliza para casquillos de munición, plomería y ferretería.
Latón común6337También llamado latón remachable . Barato y estándar para trabajar en frío.
Latón DZRArsénicoLatón resistente a la deszincificación con un pequeño porcentaje de arsénico.
Metal delta5541–431–3% de hierro y el resto compuesto por varios otros metales.Las proporciones utilizadas hacen que el material sea más duro y adecuado para válvulas y cojinetes.
Latón de fácil mecanizado (C360)61,535.52,5–3,70,35% de hierroTambién llamado latón 360 o C360. Alta maquinabilidad. [43]
Metal dorado955El tipo de latón más blando que se encuentra disponible habitualmente. El metal dorado se utiliza normalmente para las "cubiertas" de las balas de munición; por ejemplo, balas con cubierta metálica completa . De color casi rojo.
Bronce88102Por ejemplo, el bronce del Almirantazgo británico. Tiene variaciones.
Latón alto6535Tiene una alta resistencia a la tracción y se utiliza para resortes , tornillos y remaches .
Latón con plomo> 0Un latón alfa-beta con una adición de plomo para mejorar la maquinabilidad.
Latón bajo8020Color dorado claro, muy dúctil; se utiliza para mangueras metálicas flexibles y fuelles metálicos .
Latón al manganeso77127% manganeso , 4% níquelSe utiliza como revestimiento para monedas de dólar de oro de los Estados Unidos . [44] Existen otras composiciones de aleación de latón y manganeso.
Metal Muntz6040Rastros de hierroSe utiliza como revestimiento en embarcaciones.
Latón naval (C464)59401Similar al bronce del almirantazgo. También conocido como bronce Tobin, 464 o C464. [45]
Latón naval, alto contenido de plomo (C485)60,537.51.80,7Latón naval con plomo añadido para maquinabilidad. También conocido como 485 o C485. [46]
Latón niquelado70–7620–24,54–5,5 % de níquelEl anillo exterior de las monedas bimetálicas de una libra esterlina y dos libras esterlinas y de la moneda de un euro , más la parte central de la moneda de dos euros. Antiguamente se utilizaba para la moneda redonda de una libra esterlina.
Oro nórdico89515% aluminioSe utiliza en monedas de 10, 20 y 50 céntimos de euro .
Oricalco75-8015-20RastroTrazas de níquel y hierroDeterminado a partir de 39 lingotes recuperados de un antiguo naufragio en Gela , Sicilia .
Imitación89% o 93%11% o 7%Inventado a principios del siglo XVIII por Christopher Pinchbeck. Se parece tanto al oro que la gente puede comprar el metal como joyería económica con "efecto oro".
El metal del príncipe7525Un tipo de latón alfa. Debido a su color amarillo, se utiliza como imitación del oro. [47] También llamado metal del príncipe Rupert , la aleación recibió su nombre en honor al príncipe Ruperto del Rin .
onza de metal85555A veces llamado "latón rojo"
Aleación de cobre C2300084–85.914-16mínimo 0,07%mínimo 0,05% de hierro[43] [48] A veces llamado "latón rojo".
Latón rojo, latón rosa (C230)85555Tanto un término estadounidense para la aleación de cobre, zinc y estaño conocida como gunmetal , como una aleación que se considera tanto un latón como un bronce. [49] [50] El latón rojo también es un nombre alternativo para la aleación de cobre C23000 , que se compone de un 14-16 % de zinc, un mínimo de 0,05 % de hierro y un mínimo de 0,07 % de contenido de plomo, [43] y el resto de cobre. [48] También puede referirse a la onza de metal (Cu 85,0, Zn 5,0, Pb 5,0, Sn 5,0).
Latón rico y grave, Tombac80-975–20Se utiliza a menudo en aplicaciones de joyería. Existen muchas variantes.
Tumba de silicio80164% de silicioSe utiliza como alternativa para piezas de acero fundido de inversión.
Latón Tonval>  0También denominado CW617N o CZ122 u OT58. No se recomienda su uso en agua de mar, ya que es susceptible a la descincificación. [51] [52]
Latón amarillo6733Término estadounidense para latón con 33 % de zinc.

Historia

Aunque se han utilizado formas de latón desde la prehistoria , [53] su verdadera naturaleza como aleación de cobre y zinc no se entendió hasta el período postmedieval porque el vapor de zinc que reaccionaba con el cobre para formar latón no se reconoció como un metal . [54] La Biblia King James hace muchas referencias al "latón" [55] para traducir "nechosheth" (bronce o cobre) del hebreo al inglés. Los primeros latones pueden haber sido aleaciones naturales hechas mediante la fundición de minerales de cobre ricos en zinc . [56] En el período romano, el latón se producía deliberadamente a partir de minerales metálicos de cobre y zinc utilizando el proceso de cementación , cuyo producto era el latón de calamina , y las variaciones de este método continuaron hasta mediados del siglo XIX. [57] Finalmente fue reemplazado por el decapado , la aleación directa de cobre y zinc metálico que se introdujo en Europa en el siglo XVI. [56]

Históricamente, al latón se lo ha denominado en ocasiones "cobre amarillo". [58] [59]

Aleaciones tempranas de cobre y zinc

En Asia occidental y el Mediterráneo oriental, se conocen hoy en día pequeñas cantidades de aleaciones de cobre y zinc en varios yacimientos del tercer milenio a. C. en el Egeo , Irak , los Emiratos Árabes Unidos , Kalmykia , Turkmenistán y Georgia , y en yacimientos del segundo milenio a. C. en la India occidental , Uzbekistán , Irán , Siria , Irak y Canaán . [60] Se conocen ejemplos aislados de aleaciones de cobre y zinc en China desde el siglo I d. C., mucho después de que el bronce se utilizara ampliamente. [61]

Las composiciones de estos primeros objetos de "latón" son muy variables y la mayoría tienen contenidos de cinc de entre el 5% y el 15% en peso, que es inferior al del latón producido por cementación. [62] Pueden ser "aleaciones naturales" fabricadas mediante la fundición de minerales de cobre ricos en cinc en condiciones redox . Muchas tienen contenidos de estaño similares a los de los artefactos de bronce contemporáneos y es posible que algunas aleaciones de cobre y cinc fueran accidentales y tal vez ni siquiera se distinguieran del cobre. [62] Sin embargo, la gran cantidad de aleaciones de cobre y cinc que se conocen actualmente sugiere que al menos algunas fueron fabricadas deliberadamente y muchas tienen contenidos de cinc de más del 12% en peso, lo que habría dado lugar a un color dorado distintivo. [62] [63]

En los siglos VIII y VII a. C., las tablillas cuneiformes asirias mencionan la explotación del "cobre de las montañas", lo que puede referirse al latón "natural". [64] "Oreikhalkon" (cobre de montaña), [65] la traducción griega antigua de este término, se adaptó más tarde al latín aurichalcum, que significa "cobre dorado", que se convirtió en el término estándar para el latón. [66] En el siglo IV a. C., Platón sabía que el oricalco era raro y casi tan valioso como el oro [67] y Plinio describe cómo el auricalco había llegado de los depósitos minerales chipriotas que se habían agotado en el siglo I d. C. [68] El análisis de fluorescencia de rayos X de 39 lingotes de oricalco recuperados de un naufragio de 2.600 años de antigüedad frente a Sicilia descubrió que eran una aleación hecha con un 75-80% de cobre, un 15-20% de zinc y pequeños porcentajes de níquel, plomo y hierro. [69] [70]

Mundo romano

Jarra persa del siglo VII en latón con incrustaciones de cobre, Museo de Arte Walters , Baltimore , Maryland, EE. UU.

Durante la última parte del primer milenio a. C., el uso del latón se extendió por una amplia zona geográfica desde Gran Bretaña [71] y España [72] en el oeste hasta Irán y la India en el este. [73] Esto parece haber sido alentado por las exportaciones y la influencia del Medio Oriente y el Mediterráneo oriental, donde se había introducido la producción deliberada de latón a partir de minerales de cobre metálico y zinc. [74] El escritor del siglo IV a. C. Teopompo , citado por Estrabón , describe cómo calentar la tierra de Andeira en Turquía produjo "gotitas de plata falsa", probablemente zinc metálico, que podrían usarse para convertir el cobre en oreichalkos. [75] En el siglo I a. C., el griego Dioscórides parece haber reconocido un vínculo entre los minerales de zinc y el latón al describir cómo se encontró cadmia ( óxido de zinc ) en las paredes de los hornos utilizados para calentar mineral de zinc o cobre y explicar que luego puede usarse para hacer latón. [76]

Hacia el siglo I a. C., el latón ya estaba disponible en cantidades suficientes para utilizarse como moneda en Frigia y Bitinia , [77] y después de la reforma monetaria de Augusto del año 23 a. C. también se utilizó para fabricar dupondii y sestertii romanos . [78] El uso uniforme del latón para acuñación de monedas y equipamiento militar en todo el mundo romano puede indicar un grado de participación estatal en la industria, [79] [80] e incluso parece que el latón fue boicoteado deliberadamente por las comunidades judías de Palestina debido a su asociación con la autoridad romana. [81]

El latón se producía mediante el proceso de cementación, en el que el cobre y el mineral de zinc se calientan juntos hasta que se produce vapor de zinc que reacciona con el cobre. Hay buena evidencia arqueológica de este proceso y se han encontrado crisoles utilizados para producir latón por cementación en sitios del período romano, incluidos Xanten [82] y Nidda [83] en Alemania , Lyon en Francia [84] y en varios sitios en Gran Bretaña. [85] Varían en tamaño, desde diminutos del tamaño de una bellota hasta grandes recipientes similares a ánforas, pero todos tienen niveles elevados de zinc en el interior y están tapados. [84] No muestran signos de escoria o perlas de metal , lo que sugiere que los minerales de zinc se calentaron para producir vapor de zinc que reaccionó con cobre metálico en una reacción de estado sólido . La tela de estos crisoles es porosa, probablemente diseñada para evitar una acumulación de presión, y muchos tienen pequeños agujeros en las tapas que pueden estar diseñados para liberar presión [84] o para agregar minerales de zinc adicionales cerca del final del proceso. Dioscórides mencionó que se utilizaban minerales de zinc tanto para trabajar como para terminar el latón, lo que quizás sugiere adiciones secundarias. [86]

El latón fabricado durante el período romano temprano parece haber variado entre un 20% y un 28% en peso de zinc. [86] El alto contenido de zinc en monedas y objetos de latón disminuyó después del siglo I d. C. y se ha sugerido que esto refleja la pérdida de zinc durante el reciclaje y, por lo tanto, una interrupción en la producción de latón nuevo. [78] Sin embargo, ahora se piensa que probablemente se trató de un cambio deliberado en la composición [87] y, en general, el uso de latón aumenta durante este período, llegando a representar alrededor del 40% de todas las aleaciones de cobre utilizadas en el mundo romano en el siglo IV d. C. [88]

Periodo medieval

El bautismo de Cristo en la pila bautismal del siglo XII

Se sabe poco sobre la producción de latón durante los siglos inmediatamente posteriores al colapso del Imperio Romano . La interrupción del comercio de estaño por bronce de Europa occidental puede haber contribuido a la creciente popularidad del latón en el este y para los siglos VI-VII d.C. más del 90% de los artefactos de aleación de cobre de Egipto estaban hechos de latón. [89] Sin embargo, también se utilizaron otras aleaciones como el bronce con bajo contenido de estaño y varían según las actitudes culturales locales, el propósito del metal y el acceso al zinc, especialmente entre el mundo islámico y bizantino . [90] Por el contrario, el uso de latón verdadero parece haber disminuido en Europa occidental durante este período a favor de los metales de cañón y otras aleaciones mixtas [91] pero hacia el año 1000 se encontraron artefactos de latón en tumbas escandinavas en Escocia , [92] el latón se estaba utilizando en la fabricación de monedas en Northumbria [93] y hay evidencia arqueológica e histórica de la producción de latón de calamina en Alemania [82] y los Países Bajos , [94] áreas ricas en mineral de calamina .

Estos lugares seguirían siendo centros importantes de fabricación de latón durante el período de la Edad Media , [95] especialmente Dinant . Los objetos de latón todavía se conocen colectivamente como dinanderie en francés. La pila bautismal de la iglesia de San Bartolomé, Lieja en la Bélgica moderna (antes de 1117) es una obra maestra sobresaliente de fundición de latón románico , aunque también se describe a menudo como bronce. El metal del candelabro de Gloucester de principios del siglo XII es inusual incluso para los estándares medievales al ser una mezcla de cobre, zinc, estaño, plomo, níquel , hierro, antimonio y arsénico con una cantidad inusualmente grande de plata , que varía desde el 22,5% en la base hasta el 5,76% en la bandeja debajo de la vela. Las proporciones de esta mezcla pueden sugerir que el candelabro se hizo a partir de un tesoro de monedas antiguas, probablemente romanas tardías. [96] Latten es un término para aleaciones medievales de composición incierta y a menudo variable que a menudo cubren bordes decorativos y objetos similares cortados de chapa metálica, ya sea de latón o bronce. En el arte tibetano , en particular, el análisis de algunos objetos muestra composiciones muy diferentes en los distintos extremos de una pieza de gran tamaño. Los aguamaniles se fabricaban normalmente en latón tanto en el mundo europeo como en el islámico.

Aguamanil de latón de Baja Sajonia , Alemania, c. 1250

El proceso de cementación siguió utilizándose, pero fuentes literarias tanto de Europa como del mundo islámico parecen describir variantes de un proceso líquido a mayor temperatura que se llevaba a cabo en crisoles abiertos. [97] La ​​cementación islámica parece haber utilizado óxido de zinc conocido como tutiya o tutty en lugar de minerales de zinc para la fabricación de latón, lo que dio como resultado un metal con menores impurezas de hierro . [98] Varios escritores islámicos y el italiano Marco Polo del siglo XIII describen cómo se obtenía esto por sublimación a partir de minerales de zinc y se condensaba en arcilla o barras de hierro, ejemplos arqueológicos de los cuales se han identificado en Kush en Irán. [99] Luego podía usarse para la fabricación de latón o con fines medicinales. En el siglo X, Yemen al-Hamdani describió cómo esparcir al-iglimiya, probablemente óxido de zinc, sobre la superficie del cobre fundido producía vapor de tutiya que luego reaccionaba con el metal. [100] El escritor iraní del siglo XIII Al-Kashani describe un proceso más complejo en el que se mezclaba la tutiya con pasas y se tostaba suavemente antes de añadirla a la superficie del metal fundido. En ese momento se añadía una tapa temporal, probablemente para minimizar el escape de vapor de zinc. [101]

En Europa se llevó a cabo un proceso líquido similar en crisoles abiertos que probablemente era menos eficiente que el proceso romano y el uso del término tutty por Albertus Magnus en el siglo XIII sugiere influencia de la tecnología islámica. [102] El monje alemán del siglo XII Teófilo describió cómo los crisoles precalentados se llenaban hasta una sexta parte con calamina en polvo y carbón y luego se rellenaban con cobre y carbón antes de fundirse, agitarse y llenarse nuevamente. El producto final se fundía y luego se fundía nuevamente con calamina. Se ha sugerido que esta segunda fusión puede haber tenido lugar a una temperatura más baja para permitir que se absorbiera más zinc . [ 103] Albertus Magnus notó que el "poder" tanto de la calamina como del tutty podía evaporarse y describió cómo la adición de vidrio en polvo podía crear una película para unirlo al metal. [104] Se conocen crisoles alemanes para la fabricación de latón de Dortmund que datan del siglo X d. C. y de Soest y Schwerte en Westfalia que datan de alrededor del siglo XIII, lo que confirma el relato de Teófilo, ya que tienen la parte superior abierta, aunque los discos de cerámica de Soest pueden haber servido como tapas sueltas que pueden haberse utilizado para reducir la evaporación de zinc , y tienen escoria en el interior resultante de un proceso líquido. [105]

África

Cabeza de bronce del siglo XII de Ife , en realidad de "zinc y latón con abundante plomo".

Algunos de los objetos más famosos del arte africano son las fundiciones a la cera perdida de África occidental, en su mayoría procedentes de lo que hoy es Nigeria , producidas primero por el Reino de Ife y luego por el Imperio de Benín . Aunque normalmente se describen como "bronces", los Bronces de Benín , ahora en su mayoría en el Museo Británico y otras colecciones occidentales, y las grandes cabezas de retrato como la Cabeza de bronce de Ife de "zinc-latón fuertemente plomado" y la Cabeza de bronce de la Reina Idia , ambas también del Museo Británico, se describen mejor como latón, aunque de composiciones variables. [106] El trabajo en latón o bronce continuó siendo importante en el arte de Benín y otras tradiciones de África occidental como las pesas de oro Akan , donde el metal se consideraba un material más valioso que en Europa.

Europa renacentista y postmedieval

El Renacimiento fue testigo de importantes cambios tanto en la teoría como en la práctica de la fabricación de latón en Europa. En el siglo XV hay evidencia del uso renovado de crisoles de cementación con tapa en Zwickau , Alemania. [107] Estos grandes crisoles eran capaces de producir aproximadamente 20 kg de latón. [108] Hay rastros de escoria y trozos de metal en el interior. Su composición irregular sugiere que se trataba de un proceso a menor temperatura, no completamente líquido. [109] Las tapas de los crisoles tenían pequeños orificios que se bloqueaban con tapones de arcilla cerca del final del proceso, presumiblemente para maximizar la absorción de zinc en las etapas finales. [110] Luego se utilizaron crisoles triangulares para fundir el latón para la fundición . [111]

Los escritores técnicos del siglo XVI, como Biringuccio , Ercker y Agricola, describieron una variedad de técnicas de fabricación de latón de cementación y se acercaron a la comprensión de la verdadera naturaleza del proceso al notar que el cobre se volvía más pesado a medida que cambiaba a latón y que se volvía más dorado a medida que se añadía calamina adicional. [112] El metal de zinc también se estaba volviendo más común. En 1513, los lingotes de zinc metálico de la India y China llegaban a Londres y los gránulos de zinc condensados ​​en los conductos de los hornos de Rammelsberg en Alemania se explotaron para la fabricación de latón de cementación desde alrededor de 1550. [113]

Finalmente se descubrió que el cinc metálico podía ser aleado con cobre para hacer latón, un proceso conocido como desoxidación, [114] y en 1657 el químico alemán Johann Glauber había reconocido que la calamina no era "nada más que cinc infundible" y que el cinc era un "metal medio maduro". [115] Sin embargo, algunos latones con alto contenido de cinc y bajo contenido de hierro anteriores, como la placa conmemorativa de latón Wightman de 1530 de Inglaterra, pueden haber sido fabricados mediante la aleación de cobre con cinc e incluyen trazas de cadmio similares a las que se encuentran en algunos lingotes de cinc de China. [114]

Sin embargo, el proceso de cementación no fue abandonado, y hasta principios del siglo XIX hay descripciones de cementación en estado sólido en un horno abovedado a alrededor de 900-950 °C y con una duración de hasta 10 horas. [116] La industria europea del latón continuó floreciendo en el período postmedieval impulsada por innovaciones como la introducción en el siglo XVI de martillos accionados por agua para la producción de artículos como ollas. [117] En 1559, la ciudad alemana de Aquisgrán por sí sola era capaz de producir 300.000 cwt de latón al año. [117] Después de varios comienzos en falso durante los siglos XVI y XVII, la industria del latón también se estableció en Inglaterra aprovechando los abundantes suministros de cobre barato fundido en el nuevo horno de reverbero alimentado con carbón . [118] En 1723, el fabricante de latón de Bristol Nehemiah Champion patentó el uso de cobre granulado , producido al verter metal fundido en agua fría. [119] Esto aumentó el área superficial del cobre, ayudándolo a reaccionar, y se informaron contenidos de zinc de hasta un 33 % en peso utilizando esta nueva técnica. [120]

En 1738, el hijo de Nehemías, William Champion, patentó una técnica para la primera destilación a escala industrial de zinc metálico conocida como destilación per descencum o "el proceso inglés". [121] [122] Este zinc local se utilizó en el descascarillado y permitió un mayor control sobre el contenido de zinc del latón y la producción de aleaciones de cobre con alto contenido de zinc que habrían sido difíciles o imposibles de producir mediante cementación, para su uso en objetos costosos como instrumentos científicos , relojes , botones de latón y bisutería . [123] Sin embargo, Champion continuó utilizando el método de cementación con calamina, más económico, para producir latón con menor contenido de zinc [123] y se han identificado restos arqueológicos de hornos de cementación con forma de colmena en sus obras en Warmley . [124] A mediados y fines del siglo XVIII, los avances en la destilación de zinc más barata, como los hornos horizontales de John-Jaques Dony en Bélgica y la reducción de los aranceles sobre el zinc [125], así como la demanda de aleaciones con alto contenido de zinc resistentes a la corrosión, aumentaron la popularidad del decapado y, como resultado, la cementación se abandonó en gran medida a mediados del siglo XIX. [126]

Véase también

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