Età del ferro della civilizzazione: il metallo cambia il mondo

Grazie al ferro, il primitivo sistema tribale fu sostituito dall’emergente società di classe, dalla formazione di stati e dalla creazione di nuove relazioni commerciali. Durante la prima età del ferro, fu stabilita la famosa via commerciale della Grande Via della Seta.

Per quanto irreale possa sembrare, tutto iniziò con il ferro di origine extraterrestre… Sì, il ferro fu ricavato prima dai meteoriti. Questi oggetti di ferro avevano un alto contenuto di nichel. Più tardi, il ferro terrestre fu usato per la fabbricazione di beni.

Nonostante la maggiore complessità tecnologica e l’intensità di lavoro richiesti per fare il ferro rispetto al bronzo, l’età del ferro superò tranquillamente l’età del bronzo perché il ferro si trova più frequentemente in natura del bronzo. Durante l’età del bronzo, molti beni metallici sono stati rilavorati in armi. Una carenza di stagno per la fusione del bronzo è ciò che costrinse gli antichi produttori di acciaio a cercare un’alternativa. L’ampio uso del minerale di ferro portò a miglioramenti nella tecnologia di produzione del metallo. Quando lo stagno tornò disponibile, il ferro era più economico, più forte e più leggero, e il ferro forgiato sostituì per sempre gli utensili di bronzo.

Come si produceva il ferro all’alba dell’età del ferro

La tecnologia di produzione del ferro comprendeva una serie di operazioni per ridurlo dai minerali e, secondo gli esperti, fu scoperta nel secondo millennio a.C. in Asia Minore.

A tale scopo si usavano i forni floomery. L’aria veniva pompata nelle fornaci con dei mantici. Le prime fornaci erano a forma di cono e alte circa un metro. La parte inferiore della fornace aveva degli ugelli attraverso i quali veniva fornita aria per bruciare il carbone. Questo creava una temperatura molto alta nella fornace, che rendeva possibile la fusione della miscela carica di ossidi di ferro e ganga. Come risultato di reazioni chimiche, una parte degli ossidi si fondeva con la ganga formando scorie fusibili, mentre un’altra parte veniva ridotta a ferro e fusa in un materiale morbido e poroso chiamato bloom. Dopo di che, gli antichi produttori di acciaio rompevano la parete anteriore della fornace per estrarre il bloom di ferro. Tuttavia, a differenza del bronzo, il metallo in questa forma non era adatto alla fusione in stampi. Un bloom aveva l’aspetto di una spugna di ferro sinterizzata sotto forma di grani di metallo. A caldo, il bloom veniva forgiato, il che rendeva il metallo più rigido e omogeneo. Questo metallo veniva poi utilizzato per fabbricare diversi oggetti di metallo in una bottega di fabbro. Un fabbro scaldava il metallo con una fiamma aperta e, usando un martello e un’incudine, creava oggetti di metallo forgiato.

Come l’età del ferro ha influenzato lo sviluppo della civiltà

Per molto tempo prima della rivoluzione industriale, la maggior parte delle persone nella prima età del ferro allevavano bestiame e lavoravano nell’agricoltura. La vita era incentrata intorno al villaggio, dove le comunità coltivavano la terra e facevano a mano gli oggetti essenziali per la loro vita.

La fabbricazione di strumenti di ferro ha contribuito a rendere il lavoro agricolo più facile ed efficiente. I contadini furono in grado di coltivare terreni più duri, il che rese possibile coltivare e far crescere nuovi tipi di piante. Lo stesso valeva per l’allevamento del bestiame. Modi più efficaci di fare il lavoro aiutarono a liberare tempo.

Avere più tempo significava che le persone potevano ora intraprendere occupazioni diverse dall’agricoltura, come vendere o commerciare ciò che avevano coltivato. Alcune famiglie iniziarono ad aprire panetterie o laboratori di cucito e fabbro. Lo sviluppo del fabbro, a sua volta, promosse lo sviluppo di mestieri come la lavorazione del cuoio, del legno e delle ossa. Il commercio fiorì durante questo periodo.

Sviluppo delle tecnologie di lavorazione del ferro

La tecnologia di lavorazione del metallo si stava sviluppando costantemente e rapidamente. A quell’epoca, le armi saldate e l’acciaio di Damasco vennero alla luce, mentre i forni bloomery furono sostituiti da forni Stuckofen più alti. Alla fine del XIII secolo, questi forni alti quattro metri cominciarono ad essere usati nell’Europa moderna. Questi forni potevano produrre fino a 250 kg di ferro al giorno.

A metà del 15° secolo, i forni Stuckofen furono sostituiti da forni Blauofen ancora più alti, dotati di preriscaldamento ad aria. Tuttavia, questi forni avevano un grande svantaggio: le temperature più alte nei forni Blauofen non solo aumentavano la resa del ferro dal minerale, ma aumentavano anche dal 10% al 30% (rispetto al forno Stuckofen) la formazione di “ferro grezzo” carbonizzato, cioè il ferro che non sapevano come trattare a quel tempo. Questa fu una motivazione per migliorare la tecnologia.

Il passo successivo nello sviluppo dei metodi di lavorazione del ferro fu l’invenzione dell’altoforno. Le dimensioni maggiori, così come il preriscaldamento e la fornitura meccanica di aria all’altoforno, assicuravano che tutto il ferro potesse essere trasformato in metallo caldo. I forni funzionavano continuamente ed erano in grado di produrre fino a una tonnellata e mezza di metallo caldo al giorno.

Nel XVI secolo, un processo metallurgico divenne popolare in Europa per trasformare il ferro in metallo caldo e rimuovere il carbonio quando è ancora in forma liquida, trasformando il ferro in acciaio.

In seguito, le tecnologie basate sul carbone, il coking, il puddling e la sabbiatura a caldo iniziarono a essere utilizzate attivamente in metallurgia. Nel 1856, l’inventore inglese Henry Bessemer progettò un convertitore e brevettò la sua tecnologia di produzione dell’acciaio, che divenne nota come processo Bessemer.

Nel 20° secolo, i forni a cielo aperto iniziarono a sostituire attivamente i convertitori Bessemer. Ma anche questi forni divennero obsoleti alla fine del secolo, quando furono sostituiti dal processo di base del forno a ossigeno. Con l’avvento di forti centrali elettriche come fonti di energia, la tecnologia di siderurgia elettrica si diffuse nell’industria per la produzione di metalli ferrosi e non ferrosi.

Il XXI secolo ha visto i propri adattamenti alla lavorazione del ferro, costringendoci a pensare non solo ai benefici, ma anche ai danni che la metallurgia fa all’ambiente. Oggi, il processo di utilizzo dell’idrogeno per la riduzione diretta del ferro dal minerale sembra essere il più promettente dal punto di vista ambientale. Nella fase successiva del processo, l’acciaio si ottiene dalla fusione di particelle di ferro in forni elettrici, seguita dall’aggiunta di carbonio.

I moderni processi innovativi stanno diventando un fattore determinante per la metallurgia per mantenere la sua competitività nel mercato globale.

Negli ultimi secoli, il ferro ha migliorato la qualità della vita. Il mondo ha sperimentato la crescita più rapida nei momenti in cui sono state scoperte tecnologie di lavorazione più avanzate. Le conquiste dell’industria metallurgica a metà del XVIII secolo hanno portato al rapido sviluppo dell’ingegneria meccanica e a una vera e propria rivoluzione dei macchinari.

Come l’età del ferro ha cambiato il modo di vivere dell’umanità secoli fa, è molto probabile che la nascente quarta rivoluzione industriale sia l’inizio di una nuova era nello sviluppo della nostra civiltà.