No es casualidad que el acero se haya convertido en la columna vertebral de la infraestructura moderna. Esto sucedió porque alguien descubrió cómo bombear aire a través del hierro fundido lo suficientemente rápido como para evitar que todo se congelara en el proceso. Este método es el proceso Bessemer, el primer método industrial para la producción masiva de acero.
Sir Henry Bessemer recibe el nombre y la patente. Pero la idea no era sólo suya. Fue un choque de mentes al otro lado del Atlántico.
En 1847, William Kelly, un hombre de negocios y científico de Pittsburgh, comenzó a realizar experimentos. Su objetivo era simple, pero radical: eliminar las impurezas del arrabio soplando aire. Su teoría era que soplar aire haría dos cosas. Primero, el oxígeno reaccionaría con las impurezas y las convertiría en óxidos, que precipitarían como escoria. En segundo lugar, esta reacción química produciría calor. Este calor fue crítico. Impidió que la masa fundida se solidificara durante el trabajo. Fueron necesarios varios fracasos para demostrar que funcionaba. Una vez que esto sucedió, pudo producir rápidamente lingotes de acero.
Bessemer trabajó de forma independiente en Sheffield, Inglaterra. En 1856, había desarrollado y patentado el mismo método. Kelly tenía la ciencia pero no el dinero para ampliarla. Bessemer tenía el capital para convertirlo en una realidad comercial.
El proceso aún no estaba completo después de la patente. Tenía que ser refinado para que fuera útil. Robert Forester Mushet, otro inglés, resolvió el problema del equilibrio de carbono. Cuando se completó la inyección de aire, añadió una mezcla de carbono, manganeso y hierro. Esto restableció los niveles de carbono y neutralizó las impurezas restantes, como el azufre. Mientras tanto, Goran Goransson, un maestro del hierro sueco, rediseñó el horno. Hizo que el convertidor fuera confiable.
El resultado fue acero barato que se produjo en grandes cantidades. Llegó al mercado de Gran Bretaña y Estados Unidos. De repente, en la construcción y en los ferrocarriles, apareció un material que podía soportar mayores tensiones que el hierro. Las pistas duraron más. Los puentes cruzaron brechas más grandes. El mundo industrial estaba cambiando.
Mecánica del convertidor
En el centro de esta revolución estaba el convertidor Bessemer. Parece una enorme olla cilíndrica. Originalmente tenía unos 6 metros de altura. El interior estaba revestido con material ignífugo de silicato para soportar el calor.
El aire entra a través de las aberturas en la parte inferior. Estos se llaman toberas. La explosión crea óxidos. El silicio y el manganeso pasan a formar parte de la escoria. Los óxidos de carbono son arrastrados por la corriente de aire. Todo el cambio ocurre en unos minutos. Pasan del arrabio al acero listo para la forja o el laminador.
Por qué el diseño original fracasó en Europa
Hubo una trampa. El convertidor original no podía soportar el fósforo. La mayoría de los minerales de hierro británicos y europeos contenían cantidades significativas de fósforo. El revestimiento silíceo no pudo eliminarlo. El acero quedó quebradizo y defectuoso.
La solución vino de la mano de Sidney Gilchrist Thomas, de Inglaterra. Inventó el convertidor Thomas-Gilchrist. En lugar de un revestimiento de silicato ácido se utilizó un material básico como piedra caliza quemada. Este cambio químico permitió eliminar el fósforo. El proceso se volvió factible para los minerales europeos.
Otro problema continuó durante mucho tiempo. La corriente de aire dejó un pequeño porcentaje de nitrógeno en el acero. Esta deficiencia no se corrigió hasta la década de 1950.
El ascenso y la caída del proceso.
El proceso de hogar abierto nació en la década de 1860. No hubo ningún problema de nitrógeno. Finalmente superó el proceso de Bessemer. El hogar abierto fue la forma dominante durante décadas. Ocupó este cargo hasta mediados del siglo XX.
Posteriormente, el hogar abierto fue sustituido por un proceso básico de oxígeno. Irónicamente, este método moderno es en realidad una extensión y un refinamiento del propio proceso Bessemer.
El legado no se trata sólo de máquinas. Está en el horizonte. Cada vez que ves una viga de acero, ves el resultado entre un pensilvaniano sin un centavo y un inglés adinerado. La ciencia fue compartida. El crédito se dividió. Se construyó acero.
Todavía lo usamos. No exactamente de la misma manera. Los hornos han cambiado. El control ahora es digital. Pero la idea básica sigue siendo la misma. Sopla aire a través del metal para cambiar su naturaleza. Es un proceso violento. Es rápido. Y funciona.
Todavía hay debate sobre cuál es la mejor manera de gestionar los niveles de nitrógeno en la producción moderna de acero. La química se ha vuelto más precisa. La escala ha aumentado. Sin embargo, la cuestión básica no ha cambiado. ¿Cómo podemos hacer que el acero sea lo suficientemente barato para construir el mundo, pero lo suficientemente fuerte como para mantenerlo unido?
La respuesta comenzó con una ráfaga de aire.
