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Las columnas de humo que salían del East Campus en un soleado día de mayo podrían haberse confundido fácilmente con una barbacoa en el patio trasero. Y sí, las hamburguesas estaban a la parrilla. Pero el humo provenía de una vista mucho más rara en el campus del MIT, o, de hecho, en cualquier lugar fuera de África occidental: un horno de barro y paja para fundir hierro.
Durante dos meses, los estudiantes de la clase 3.094 (Materiales en la experiencia humana) construyeron el horno, o florería, al estilo tradicional del pueblo Mossi de Burkina Faso. El horno era un cilindro de metro y medio de altura. Del extremo superior salían danzantes llamas anaranjadas y un humo gris ondulante; de una abertura en el tercio inferior del cilindro salían dos tubos, cada uno en una olla grande cubierta con piel de cabra y bombeada por estudiantes y voluntarios en camisetas y polos.
«La idea general de este curso es enseñar a las personas sobre los materiales a través de materiales arqueológicos», dice Mike Tarkanian, profesor titular del Departamento de Ciencia e Ingeniería de Materiales. La primera mitad de la clase, impartida por el profesor asociado de ingeniería civil y ambiental Admir Masic, se centró en el hormigón romano, el material utilizado para construir monumentos antiguos como el Panteón de Roma.
Durante la segunda mitad, Tarkanian y el profesor James Hunter enseñaron sobre la larga historia de la fundición de hierro en África, cómo el hierro ha ayudado a la gente a luchar en guerras y cultivar campos, y algunos de los problemas actuales de la producción de hierro y acero: es uno de los más grandes. productores. de dióxido de carbono. «Y hoy están aprendiendo cuán difícil es este proceso de miles de años».
Vieja práctica, nuevas manos
En clase, en la fundición del MIT, los alumnos practicaron bombear los fuelles. Se sentaban frente a dos ollas, tomaban un trozo doblado de piel de cabra en cada mano y luego hacían vigorosos movimientos hacia arriba y hacia abajo, alternando entre izquierda y derecha. Tirando hacia arriba se abre una solapa en la piel de cabra, tomando aire; empujar hacia abajo cierra el obturador, empujando el aire fuera de los tubos hacia el horno, alimentando las llamas. Pero en lugar de un fuego en el otro extremo del fuelle había una bolsa de basura de plástico, para dar una idea del flujo de aire que podían producir los estudiantes. Para el derretimiento real, en el patio, los estudiantes planearon bombear a intervalos de 15 minutos.
«Llegué muy seguro de que iba a poder hacerlo durante 15 minutos seguidos porque lo hice durante un minuto en clase. Y fue increíblemente agotador», dice Sreya Vangara ’22, estudiante de 3.094, una eléctrica y estudiante de ingeniería mecánica que se graduó en mayo. Habló sobre el sonido «thwump, thwump» del fuelle de fondo. «Cuando tenemos un fuego vivo en el otro extremo del fuelle en lugar de una bolsa de aire, el calor altera tu capacidad». a trabajar porque de repente al abrir la tapa se queman las articulaciones».
El proyecto se inspiró en un video documental de 2005 que muestra la práctica tradicional de fundición de hierro a partir de mineral de hierro en Burkina Faso. El video sigue a una familia de herreros que revive el método de 2000 años de antigüedad, que no se había practicado durante décadas. Sigue a los hombres a través de cada minucioso paso del proceso, desde hacer carbón con los restos de madera quemada hasta extraer mineral de hierro, las rocas y minerales de los que se puede extraer el hierro, hasta extraer arcilla, humedecerla con agua y agregar heno fresco. . dando forma al horno.
Tarkanian y la clase usaron el video como una especie de manual para construir el horno. Está hecho de arcilla de terracota comprada en la tienda de artículos de arte Blick Art Materials en Boston y hierba cosechada en Waltham, Massachusetts.
“Construimos el facsímil más cercano posible de lo que los vimos hacer en Burkina Faso”, dice Tarkanian. «Tuvimos que hacer algunas conjeturas, pero se ve bastante bien».
Todos los materiales necesarios para la fundición (carbón vegetal, mineral de hierro y arena) se adquirieron en tiendas y proveedores. El proceso funciona de esta manera: se enciende un fuego en la abertura del horno en la parte inferior y se colocan capas de carbón y mineral de hierro en la parte superior del tubo. Cuando el carbón se quema, reduce el mineral a hierro. La arena se agrega como fundente, un material que se derrite en un fluido. «Básicamente reacciona con el hierro y puede hacer que el hierro se hunda hasta el fondo», dice Tarkanian.
«Lácteos y residuos»
Mucho más tarde (el proceso documentado en el video tomó 10 horas, mientras que el equipo del MIT fundió durante unas ocho), el mineral se extrae del horno, «como una esponja», dice Tarkanian, junto con la escoria, un subproducto del hierro fundido. que se desecha. Luego se golpea el metal y se le da forma con martillos. Entonces este bloque de metal refinado se puede forjar en herramientas o rejillas o lo que sea. En el video, los herreros convirtieron el hierro que obtuvieron de la fundición en azadas de jardín manuales.
Tarkanian y la clase usaron 60 libras de mineral de hierro a lo largo del día. La producción, en el mejor de los casos, sería de alrededor de 18 a 20 libras de hierro. El resultado fue mucho menor: apenas unos pocos gránulos o gránulos, como se les llama en metalurgia.
“El resto era solo escoria y chatarra”, o vidrio y otros materiales no metálicos, dice Tarkanian. La razón probable fue que el fuego no había alcanzado la temperatura óptima durante el tiempo suficiente para convertir el mineral en hierro.
Pero el objetivo del proyecto no era, en sentido estricto, producir hierro. Tampoco se trataba de buscar un proceso de fusión más respetuoso con el medio ambiente que los procesos actuales; el método inspirado en Burkina Faso generó emisiones de dióxido de carbono iguales o peores, debido al “exceso” de carbón quemado, dice Tarkanian, unos 20 kilogramos o 44 libras. Más bien, el objetivo era ganar experiencia y comprender cómo una sociedad antigua transformó los materiales naturales en objetos de cultura material.
«Mirando el material desde una perspectiva arqueológica, puedes diseccionar mejor la ciencia detrás de él, porque las personas que idearon originalmente esta tecnología comenzaron sin nada, sin conocimiento científico. Y se abrieron camino para desarrollar el sistema. «, dice Vangara. «Entonces, en cada paso del camino estaban descubriendo algo nuevo. Estaban experimentando y dándose cuenta, ‘OK, en realidad tenemos que comenzar con esta proporción de carbón’. O, ‘Esta es la temperatura a la que tenemos que llegar. ¿Por qué?'».
Vin Armelin, un estudiante de último año en química, biología y bioingeniería, obtuvo 3.094 en su requisito de humanidades. Para él, la clase y el proyecto de fundición ofrecían una nueva perspectiva.
“En ciencia, todo lo que haces tiene que ser increíblemente preciso. Entonces agregas exactamente un cierto porcentaje, o hay exactamente ese volumen”, dice Armelin.
Hacer el horno de barro y pasto fue muy diferente. Cuando Armelin preguntó a sus instructores cuánta hierba se debería usar, «dijeron: ‘Sí, sigan empujando hasta que se acabe'», dice. «Ayuda a dar una idea de cuánta precisión realmente necesita en función de lo que está tratando de lograr, y una perspectiva diferente, más centrada en la construcción que realmente no tenía antes».
