Los arqueólogos industriales han encontrado numerosos talleres de bloomería medievales, principalmente del periodo de asentamiento de los húngaros en el territorio de la actual Hungría y de la época de los ávaros y los arpád (siglos VII-XIII). Sobre la base de los hallazgos, se puede reconstruir la cultura del hierro medieval húngara.
Por primera vez en Hungría, hemos accedido a los conocimientos perdidos de los fundidores de hierro y herreros medievales al revivir y reaprender la tecnología de fundición de hierro medieval.Cada verano, se organiza un campamento internacional de fundición de hierro de cinco días de duración en Somogyfajsz. Cada verano se organiza un campamento internacional de fundición de hierro de cinco días de duración en Somogyfajsz. En el campamento de fundición de hierro, 25 participantes pueden experimentar el renacimiento de la industria del hierro medieval. Sólo disponemos de algunos fuelles de mano y algunos metros cúbicos de leña para poder forjar verdaderos productos de hierro al final del campamento. Durante los primeros días del campamento quemamos carbón en una pila de carbón para el proceso de bloomería y forja, recogemos mineral de hierro de pantano de los depósitos de mineral de hierro cercanos situados en arroyos y construimos réplicas de hornos de bloomería, que pueden verse en el Museo de Bloomery de Somogyfajsz. En la segunda mitad del campamento fundimos el mineral de hierro recogido y, por último, forjamos productos de hierro a partir de las floraciones de hierro. Así es como llegamos con frecuencia del suelo al producto de hierro….
Antecedentes arqueológicos
Hasta la fecha se han excavado en Hungría más de 300 talleres de bloomería de principios de la Edad Media; por János Gömöri en Hungría occidental (principalmente en el condado de Somogy y en el condado de Győr-Moson-Sopron) (Gömöri, 2000) y en el norte-sur de Hungría (principalmente en el condado de Borsod) por Gusztáv Hecenast (Heckenast et al, 1968). A lo largo de estas excavaciones se encontraron muchos objetos relacionados con la tecnología antigua, como restos de:
- pilas de carbón vegetal (en las que se fabricaba carbón vegetal);
- fosas de recalentamiento (un fuego de herrería, en el que se calentaba la masa de hierro hasta la temperatura de forja);
- fosas de tostado de mineral de hierro (en las que se preparaba el mineral de hierro para su fundición);
- hornos (en los que se fundía el hierro y se producía la masa de hierro).
El principal componente de la tecnología era el propio horno. En la cuenca de los Cárpatos se encontraban dos tipos de hornos de bloomería de principios de la Edad Media: el horno de tipo independiente y el horno de tipo empotrado (véase la figura 1) (Gömöri, 2000).
Para nuestros experimentos, siempre utilizamos el horno de tipo Somogyfajszi empotrado, ya que se trata de un horno masivo y se podían llevar a cabo varios procesos de fundición en el mismo horno bajo las mismas condiciones repetibles. El horno de tipo Somogyfajszi se encontró por primera vez en la excavación del taller de bloomería del siglo X d.C. en Somogyfajsz (Gömöri, 2006). En todo el condado de Somogy se utilizaron hornos empotrados similares (véanse los informes de las excavaciones arqueológicas (Gallina y Somogyi, 2004. Gallina et al, 2007)).
En base a las excavaciones arqueológicas, el horno de tipo Fajszi tenía una altura de aproximadamente 70-100 cm y estaba empotrado en la pared lateral de una fosa de taller. Las fosas de los talleres tenían una profundidad de 50-80 cm, una anchura de 3-4 m y eran fosas cuadradas o en forma de herradura. Había varios hornos situados en las paredes laterales. Estos hornos eran cónicos, con un diámetro interior del hogar de aproximadamente 30-40 cm y un diámetro interior de la garganta de 10-15 cm. En la parte delantera del horno había un orificio de 20-30 cm de ancho que se cerraba durante el proceso de fundición mediante un muro de contención. En el orificio de la pared del pecho se colocaba una tobera, a la que se conectaban uno o dos fuelles de mano (Gömöri, 2000).
Del suelo al producto de hierro: pasos tecnológicos
Para revivir todo el proceso de la bloomería medieval se siguen los siguientes pasos:
Paso 1. Fabricación de carbón vegetal
Paso 2. Recoger el mineral de hierro de la ciénaga
Paso 3. Construir hornos en el foso del taller
Paso 4. Fundir el hierro
Paso 5. Forjar la floración de hierro
Es importante destacar que lo que hacemos no son sólo espectaculares experimentos de fundición de hierro, sino que revivimos todo el proceso tecnológico desde la recogida del mineral de hierro del pantano hasta la fabricación de productos de hierro. Además, podemos fabricar acero soldado con patrón utilizando hierro en flor, que es la cima de la tecnología contemporánea. Esto es único en el mundo. En la mayoría de los simposios internacionales, la atención se centra únicamente en los experimentos de fundición y en lo habitual, utilizando mineral de hierro industrial con alto contenido de Fe que garantiza el éxito del proceso.
Paso 1. Hacer carbón vegetal
El proceso de hacer carbón vegetal sigue los pasos tecnológicos que podemos ver aún hoy: la tecnología no ha cambiado a lo largo de los siglos. En primer lugar, cortamos la leña (principalmente roble) y construimos una pila de carbón vegetal utilizando unos 2 m2 de la leña cortada, dejando una chimenea en el centro. A continuación, cubrimos la pila con hojas caídas y hierba para que la siguiente capa -la tierra- no pueda filtrarse por los pequeños orificios de ventilación. Después, se cubre la pila con unos centímetros de tierra húmeda. La pila de carbón se enciende a través de la chimenea: dejamos caer trozos de madera ardiendo y carbones humeantes en la chimenea y la tapamos cuando la pila empieza a echar humo. Para la pirólisis (el proceso por el que la madera se convierte en carbón al perder su contenido de agua) hacemos pequeños agujeros de ventilación en el lateral de la pila de carbón para que entre algo de oxígeno. Una pila de carbón de 2 m2 tarda unas 70-80 horas en estar lista. Cuando el humo que sale de la pila se vuelve gris azulado y el interior de la pila se siente seco, la pila está lista para ser abierta. Antes de abrir la pila, la cubrimos con más tierra húmeda para que se enfríe. Cuando abrimos la pila, nos aseguramos de que los trozos de carbón que aún humean se rocían con agua para evitar el peligro de incendio (Ver Figura 2).
Paso 2. Recogida de mineral de hierro de pantano
Para nuestros experimentos de fundición utilizamos mineral de hierro de pantano en contraposición al mineral de hierro industrial extraído principalmente de las formaciones de hierro en banda (BIF). Las características comunes de los minerales de hierro de pantano son que están situados cerca de la superficie del suelo, lo que hace que sean fáciles de recoger. En segundo lugar, pueden encontrarse en territorios que solían ser humedales o pantanos y son producidos principalmente por bacterias. En Hungría, los minerales de hierro de pantano pueden encontrarse en dos zonas: en el Nyírség (el noreste de Hungría) y en el condado de Somogy (en el suroeste). En el Nyírség hay pocos indicios arqueológicos de la actividad de la bloomería en la Edad Media, hasta ahora no se han encontrado rastros de fundición de hierro, mientras que en Somogy hay hallazgos arqueológicos que demuestran que la fundición intensiva de hierro se realizaba también en la época celta, romana, ávara y húngara (Gömöri, 2000).
Los minerales de hierro de pantano forman lentes bajo el suelo, que se pueden encontrar en los lechos de los arroyos, donde el arroyo ha erosionado de uno a dos metros por debajo del nivel del suelo (véase Thiele y Kecsmár,2013 para obtener detalles sobre los antecedentes geológicos y arqueometalúrgicos de los minerales de hierro de pantano en el condado de Somogy). El mineral de hierro se puede recoger de estas lentes con la ayuda de picos, palas y piquetas. Los terrones de hierro recogidos se lavan en un cesto en el arroyo que elimina la suciedad y la arena.
Antes de la fundición se tuesta el mineral de hierro en una fosa de tostación. El fondo de la fosa está cubierto de arcilla para que no entre tierra en el horno con el mineral de hierro. En la fosa se enciende un gran fuego y se introducen los trozos de mineral de hierro, dejando que el fuego arda durante unas diez horas. Durante este proceso se libera el contenido de agua del mineral de hierro y su estructura se afloja, lo que facilita su fundición. Por último, rompemos el mineral de hierro quemado en trozos de 2-3 cm para que sea más fácil cargar el mineral de hierro en el horno durante el proceso de fundición (Ver Figura 3).
Paso 3. Construir los hornos
Los hornos que utilizamos para nuestros experimentos de fundición se construyen en las paredes laterales de un foso de taller (Gömöri, 2006). El mejor lugar para un foso de taller suele ser una ladera en un bosque donde los árboles dan sombra y protegen de la lluvia. Los hornos se construyen con arcilla mezclada con arena, que podemos encontrar en los lechos de los arroyos y en los alrededores. Cuando el horno está listo, hay que secarlo, lo que lleva aproximadamente un día. Para acelerar el proceso, se suele hacer un fuego en el interior del horno.
Antes del proceso de fundición también se hacen tuyere para conectar el fuelle y el horno. Los tuyere también están hechos de arcilla. Se requiere mucha habilidad y experiencia para construir un buen horno que funcione bien (Ver Figura 4).
Paso 4. Fundición del hierro
El proceso de fundición comienza con el precalentamiento del horno. Una vez precalentado el horno se llena de carbón vegetal encendido. Encima se añade una capa de mineral de hierro de pantano tostado y una capa de carbón vegetal alternativamente. Al cabo de unas 2 ó 3 horas, se extrae la escoria del horno a través de un orificio de extracción de escoria construido en la pared del pecho del horno. La escoria contiene sustancias no férricas procedentes del mineral de hierro y algo de hierro que no pudo reducirse del mineral.
Es importante señalar que, a diferencia de la siderurgia moderna, el hierro permanece en estado sólido durante todo el proceso de fundición. La burbuja de hierro se forma en el hogar del horno. La estructura de la burbuja de hierro es esponjosa y contiene algo de escoria.
El proceso de fundición finaliza cuando la burbuja de hierro alcanza el tamaño de la pared del horno, de modo que puede retirarse rompiendo únicamente la pared del mismo. De este modo, el horno puede volver a utilizarse con una nueva pared de pecho.
Cuando se retira la burbuja de hierro, se comprime sobre un tronco con un martillo de madera. Para un experimento de fundición, utilizamos unos 20 kg de hierro de pantano tostado, 30 kg de carbón vegetal, y todo el proceso de fundición dura entre 10 y 12 horas (Ver Figura 5).
Paso 5. Forjar el bloom de hierro
Es mucho más difícil forjar blooms de hierro que el acero moderno, ya que están llenos de inclusiones de escoria que se abren durante el proceso de forja dando lugar a grietas en el material. Si hay muchas grietas, la estructura de la pastilla de hierro parece un pastel de capas. Para cerrar las grietas se aplica la soldadura de forja. Tras muchos años de experimentos, ahora podemos forjar incluso hojas de cuchillos o espadas soldadas con patrón utilizando flor de hierro (véase la figura 6).