La fundición de metales se originó alrededor del 3200 a. C. en Mesopotamia. Las civilizaciones antiguas la utilizaban para crear herramientas, armas y arte. Durante la Revolución Industrial, la fundición evolucionó con la introducción de... moldeo en arena y producción mecanizada. La fundición moderna utiliza aleaciones avanzadas, modelado 3D y controles de precisión para la fabricación en masa.
La fundición de metales comenzó alrededor del 3200 a. C., cuando los primeros humanos descubrieron que podían moldear el cobre fundiéndolo y vertiéndolo en moldes de piedra. Los primeros metalúrgicos de Mesopotamia y los Balcanes crearon herramientas y adornos sencillos utilizando moldes abiertos tallados en piedra. Estos pioneros sentaron las bases de todas las técnicas modernas de metalistería.
El cobre fue el primer metal que los humanos aprendieron a fundir, ya que se funde a 1,984 °F, una temperatura que se puede alcanzar con fuego de carbón. Los primeros herreros observaron que el cobre fundido adoptaba la forma de cualquier recipiente. Esta observación los llevó a crear moldes específicos de arcilla y piedra.
La fundición de bronce surgió alrededor del 3300 a. C., cuando los metalúrgicos descubrieron que añadir estaño al cobre creaba una aleación más resistente y duradera. El bronce se funde a menor temperatura que el cobre puro (950 °C frente a 1,083 °C) y fluye con mayor facilidad en los moldes. Estas propiedades hicieron del bronce la opción ideal para la fundición de formas complejas con detalles finos.
La Edad del Bronce presenció el desarrollo de sofisticadas técnicas de fundición en diferentes civilizaciones. Los metalúrgicos creaban moldes de varias piezas a partir de arcilla, piedra y el propio bronce. Dominaron el arte de crear piezas huecas para ahorrar material y reducir el peso. Para el año 2000 a. C., la fundición de bronce se había convertido en una artesanía especializada con tradiciones regionales diferenciadas.
La civilización del valle del Indo se perfeccionó fundición a la cera perdida Alrededor del 2,500 a. C., se creó la famosa estatua de bronce de la «Bailarina». Este proceso implica crear un modelo de cera, cubrirlo con arcilla y luego fundir la cera para dejar una cavidad para el metal fundido.
La técnica produce piezas fundidas increíblemente detalladas con características imposibles de lograr con otros métodos. La fundición a la cera perdida se extendió desde el valle del Indo hasta Egipto, Grecia y, finalmente, por todo el mundo antiguo.
Los metalúrgicos chinos desarrollaron la fundición en moldes de piezas alrededor del 1,700 a. C. como alternativa a los métodos de cera perdida. Esta técnica utiliza múltiples secciones de moldes de cerámica que encajan como un rompecabezas. Los trabajadores tallaban diseños directamente en las piezas del molde, lo que permitía la producción en masa de vasijas de bronce idénticas.
La dinastía Shang (1,600-1,046 a. C.) producía vasijas rituales de bronce que pesaban hasta 1,900 kg mediante moldes de piezas. Estas piezas fundidas masivas requerían un control preciso de la temperatura y equipos de trabajadores coordinados. Las fundiciones chinas funcionaban como fábricas, con trabajadores especializados para cada etapa de la producción.
La fundición de hierro presentó nuevos desafíos, ya que el hierro se funde a 1,538 °C, una temperatura mucho mayor que la del bronce. Los primeros herreros no podían alcanzar estas temperaturas, por lo que desarrollaron el proceso de fundición de hierro alrededor del año 1200 a. C. Este método producía una masa esponjosa de hierro mezclado con escoria que los herreros martillaban para darle forma en lugar de fundirla.
El horno de fundición dominó la producción de hierro durante más de 2,000 años en Europa, África y Asia. Cada región desarrolló variantes adaptadas a los minerales y combustibles locales. Los metalúrgicos africanos de lugares como Nok y Meroe crearon sofisticados hornos de fundición para el año 500 a. C. Sus técnicas permitieron obtener hierro de alta calidad para herramientas y armas.
Los metalúrgicos chinos lograron un gran avance alrededor del año 500 a. C. al desarrollar altos hornos capaces de alcanzar los 1,600 °C. Estos hornos producían hierro líquido que podía fundirse como el bronce. El hierro fundido chino apareció 1,800 años antes de que Europa alcanzara capacidades similares.
Las civilizaciones griega y romana elevaron la fundición de bronce a la categoría de arte entre el 500 a. C. y el 500 d. C. Los talleres griegos producían estatuas de bronce a tamaño natural mediante sofisticadas técnicas de cera perdida. Los pocos ejemplares que se conservan, como los Guerreros de Riace, demuestran un dominio de la anatomía, la proporción y el detalle de las superficies.
La fundición en la Europa medieval avanzó significativamente entre el 800 y el 1500 d. C., impulsada por la producción de campanas de iglesia y las necesidades militares. La fundición de campanas se convirtió en un oficio especializado que requería composiciones de aleación precisas (normalmente 78 % de cobre y 22 % de estaño) y complejas técnicas de fabricación de moldes. Los maestros fundidores viajaban entre ciudades, fundiendo campanas de hasta 20 toneladas.
La fundición de cañones, a partir del siglo XIV, impulsó el conocimiento metalúrgico. Los primeros cañones de bronce requerían que los fundidores resolvieran problemas de tensión térmica, contracción y precisión del ánima. Para 14, las fundiciones europeas ya podían fundir cañones de bronce capaces de atravesar las murallas de los castillos, lo que transformó radicalmente la guerra.
Los artesanos medievales también perfeccionaron las técnicas de fundición decorativa. Produjeron intrincadas puertas de bronce para catedrales, pilas bautismales y efigies funerarias. El Candelero de Gloucester, fundido alrededor de 1110, ejemplifica el logro de la época en la creación de piezas fundidas complejas y detalladas mediante el método de la cera perdida.
La Revolución Industrial transformó la fundición de metales de un oficio a una industria entre 1750 y 1850. Maestros del hierro británicos como Abraham Darby I fueron pioneros en el uso de coque (carbón procesado) en lugar de carbón vegetal en altos hornos alrededor de 1709. Este cambio permitió hornos más grandes y un funcionamiento continuo, aumentando drásticamente la producción de hierro.
El nieto de Darby, Abraham Darby III, demostró el potencial del hierro fundido al construir el primer puente de hierro del mundo en Coalbrookdale en 1779.
El siglo XIX trajo consigo rápidas innovaciones en la tecnología de fundición. El proceso de soplado caliente, inventado por James Beaumont Neilson en 19, precalentaba el aire antes de inyectarlo en los hornos. Esto redujo el consumo de combustible en un 1828 % y permitió el uso de carbón de menor calidad. Para 30, la mayoría de los altos hornos ya habían adoptado esta tecnología.
El horno de cubilote, desarrollado para la refusión de hierro, se convirtió en el caballo de batalla de las fundiciones de todo el mundo. Las mejoras de John Wilkinson en la década de 1790 dieron lugar a un diseño que se mantuvo prácticamente inalterado durante 150 años. Estos hornos podían fundir 10 toneladas de hierro por hora, lo que permitía la producción en masa de componentes fundidos.
La energía de vapor revolucionó las operaciones de fundición. Los sopladores de vapor proporcionaban un chorro de aire constante a los hornos. Los martillos de vapor y las grúas movían piezas fundidas pesadas con seguridad. Para 1850, una gran fundición podía producir 100 toneladas de piezas fundidas al día, un trabajo que habría llevado meses con los métodos tradicionales.
El desarrollo de la fundición de acero por Henry Bessemer en 1856 abrió nuevas posibilidades. La mayor resistencia del acero permitió piezas fundidas más delgadas y ligeras. Las compañías ferroviarias adoptaron rápidamente el acero fundido para ruedas y acoplamientos. Para 1900, la fundición de acero competía con la fundición de hierro en muchas aplicaciones.
El siglo XX transformó la fundición, pasando de ser un arte basado en la experiencia a una ciencia fundamentada en el conocimiento metalúrgico. La tecnología de rayos X, introducida en las fundiciones en la década de 20, permitió la inspección de defectos internos de fundición sin destruirlos. Esta capacidad mejoró el control de calidad y redujo las tasas de fallos en componentes críticos.
El modelado computacional revolucionó el diseño de piezas fundidas a partir de la década de 1980. El análisis de elementos finitos predice cómo fluye y se solidifica el metal fundido en moldes complejos. El software moderno simula tensiones térmicas, patrones de contracción y posibles defectos antes de verter el metal. Esto reduce el tiempo de desarrollo de meses a días.
La fundición moderna incorpora tecnologías inimaginables para los antiguos fundidores. La fundición al vacío elimina los defectos de gas en metales reactivos como el titanio. La impresión 3D crea complejos moldes de arena directamente a partir de archivos digitales. La agitación electromagnética controla la estructura del grano durante la solidificación.
Estos avances amplían los límites de lo posible en el conformado de metales. Cada técnica se basa en miles de años de conocimiento acumulado, a la vez que aporta precisión y escala modernas.
