PROCESO DE ELABORACIÓN DEL BRONCE

La técnica que se va a detallar a continuación, es la utilizada actualmente para la fabricación de piezas artísticas, en la cual los aspectos más determinantes a considerar son:

La fidelidad de la reproducción al original.
Precisión en la obtención de pequeños detalles.
Flexibilidad del proceso productivo según tamaño de piezas.
Flexibilidad en el uso de metales de fundición.

El método de fundición que se describe es el resultado de la evolución que ha experimentado la ancestral técnica de fundición en molde de arena, que con ayuda de los avances tecnológicos, estudios químicos de los materiales utilizados en el proceso, desarrollo de nuevos materiales y compuestos químicos y sobre todo, a la experiencia de quienes han aplicado estas técnicas durante toda una vida de dedicación a este arte.
Evolución que nos ha llevado hasta el actual método de fundición, que ya no se realiza en un molde de arena, sino que se lleva a cabo en un molde cerámico. Los materiales utilizados antiguamente han dado paso al uso de nuevos materiales que nos proporcionan mayor fidelidad y calidad en la reproducción, menos tiempos de espera, aumento de productividad y disminución de costos de elaboración.

Descripción del proceso

La descripción del proceso de elaboración de una pieza se realiza de una forma cronológica considerando la evolución que experimentan los materiales integrantes, desde que entran en la fundición como materia prima, hasta que la pieza se encuentra lista para ser servida.

Materias primas

Las materias primas básicas utilizadas son agrupadas por procesos.
* Elaboración del modelo en cera: Modelo en arcilla o en otros materiales antiadherente, barro, escayola, fibra de poliester, derivados de silicona y cera.
* Elaboración del molde cerámico: Aglutinante, molochita y circonio.
* Preparación de la colada: Lingotes de bronce y lingotes de fósforo.
* Acabado final: Acidos.
* Energía utilizada: Gas natural, gasóleo y electricidad.

El modelo

Para la realización de toda pieza, se necesita un modelo patrón, que va a ser objeto de la reproducción en bronce. Será el original diseñado por el escultor o una reproducción fiel a la pieza original, cuando el material de la pieza así lo requiera, o bien cuando se desee una figura a escala de diferente tamaño que el original. Es a partir de este modelo de donde se obtendrán los moldes para la realización de las réplicas en cera del modelo inicial. Este modelo puede estar confeccionado en una gran variedad de materiales y el primer paso en la obtención de cualquier figura, siempre será la realización de este por un escultor. Ver foto nº1

Elaboración del molde para la cera

Una vez se dispone del modelo, debe obtenerse un negativo del mismo, que servirá de matriz para la elaboración de reproducciones en cera, que serán fiel reproducción del modelo original.
La técnica descrita a continuación es la utilizada hasta hace muy poco tiempo para la elaboración de moldes, no obstante, hoy en día está técnica se utiliza casi exclusivamente en la obtención de moldes para piezas de pequeñas dimensiones, utilizándose fibra de poliester para la realización de los moldes para las piezas de grandes dimensiones, dado que se obtienen moldes mucho más manejables y de menor tamaño.
Para la obtención de este molde debe recubrirse la figura modelo con una sustancia constituida por aceites y siliconas que van a permitir que no se adhiera el barro con el cual se va a revestir parte de la pieza.

Es muy importante este paso, porque es en este momento cuando se van a determinar las aristas por donde se secciona el molde en piezas que luego han de encajar perfectamente. Para determinar estas líneas de sección nos serviremos de aristas pronunciadas, salientes, líneas que marquen alguna división o aquellas que a juicio del moldista se consideren más oportunas.
El barro se aplicará de forma que no se introduzca por recovecos que luego dificulten su extracción, pues la misión del barro es la de servir como base sobre la que recubrir con escayola obteniendo una estructura rígida, que, una vez solidificada servirá de soporte para el modelo de silicona. En esta estructura se practicarán una serie de agujeros cuya misión será la de actuar como orificio de colada central para la silicona y otros como respiraderos para el proceso de inyección de la silicona.

Una vez hecha la estructura de escayola, se procede al desmolde de la misma y a la eliminación del barro que recubría la pieza. Este proceso se lleva debe efectuar con cada una de las secciones en las que se fraccionado la pieza.

A continuación se procede a la preparación de la silicona, que con el adecuado tratamiento térmico y con la utilización de productos catalizadores, se consigue un punto de fluidez tal que, al introducirla entre la estructura y el modelo original, la superficie del modelo queda recubierta con total perfección. Nuevamente nos encontramos en un proceso particularmente delicado dado que no se debe producir ninguna burbuja en el interior, pues aparecería indefectiblemente en la figura final.
Una vez inyectada la silicona debe dejarse fraguar a una temperatura controlada de unos 25 ºC durante aproximadamente una hora. Ver foto nº2

Obtención del modelo en cera

El siguiente paso consiste en la obtención de reproducciones en cera, tantas como reproducciones en bronce se deseen al final del proceso. Para ello la cera debe tratada previamente con unos aditivos que facilitarán su perfecta adaptación al molde de silicona, además de facilitar su posterior recubrimiento con material cerámico. A continuación, se procede al calentamiento de una primera cera de gran pureza y calidad hasta que alcance el grado de fluidez adecuado, momento en que es adherida al molde con ayuda de un pincel, creando una capa de un milímetro de espesor. Ver foto nº 3 Para obtener el espesor deseado de la figura, se dará grosor a esta primera capa de cera mediante el llenado y vaciado del molde con cera virgen, que se irá adhiriendo y tomando mayor grosor. Ver foto nº 4 Este proceso deber realizarse tantas veces como reproducciones en bronce se deseen obtener.

Anexión de bebederos y respiraderos

Una vez obtenido el modelo en cera, se va a proceder a su retoque y acabado, eliminando cualquier deformación que haya podido producirse.
En este instante es cuando deben añadirse aquellos elementos que facilitarán la consecución de una correcta colada del bronce, y que son los que se detallan a continuación. Ver foto nº5

* Recipiente de colada: Se coloca en la parte mas alta de la pieza y será el lugar desde donde se realice el vertido de la colada de bronce fundido hasta el interior del molde.
* Bebederos internos: Son conductos que unen las partes interiores del molde y que mejoran la distribución del material fundido.
* Respiraderos: Son conductos de ventilación. Se colocan de forma estratégica de forma que faciliten la evacuación de los gases que se producen con el choque de presión y temperatura al verter el bronce en ebullición en el molde cerámico. Estos conductos son de mayor diámetro que los anteriores.
* Elementos de sujeción: Son elementos metálicos que se anexan al modelo de cera, y cuya misión es evitar el contacto con las manos de la superficie del modelo durante los baños con el material cerámico.

Obtención del molde cerámico

Este proceso consiste en la inmersión del modelo de cera en una papilla de material cerámico constituida por molochita, circonio y un producto aglutinante, que le da la fluidez y consistencia necesarias.
La pieza debe ser sumergida en este producto repetirse varias veces, hasta dar al molde el espesor y la resistencia mecánica suficiente como para resistir el choque de presión y temperatura que deberá afrontar en el momento de la colada.
Este proceso se efectúa con materiales cerámico de diferentes granulometrías, pasando de una harina microscópica para las primeros baños a un producto de mayor tamaño que le da la robustez en las capas más externas.
Estos procesos de recubrimiento con material cerámico y de sus correspondientes secados suponen la mayor parte del tiempo invertido en el proceso de "fundición a la cera perdida".

Horneado del molde

A continuación se debe proceder a un tratamiento térmico del molde cerámico con dos finalidades:
* Dar consistencia mecánica al molde cerámico mediante su cocción.
* Eliminación del modelo de cera, que se encuentra en el interior del molde.
Este proceso se lleva a cabo en un horno de mecheros de gas, con salida directa de gases, en cuyo interior se introducen los moldes. Ver foto nº7. En el interior de este horno se producirá de forma simultánea la cocción del material cerámico y la total eliminación de la cera contenida en el interior del molde. Ver foto nº10.
Los requerimientos que deberá satisfacer el molde una vez horneado serán básicamente los siguientes:
* Excelente tolerancia y acabado superficial.
* Alta resistencia a la erosión.
* Elevada resistencia térmica.
* Buena conductividad térmica.
* Tolerancia para el escape de los gases (porosidad, canales, etc..)
* Tolerancias para solidificación y contracción por enfriamiento.
* No debe reacionar con el metal por la existencia de residuos orgánicos.

El periodo de cocción del molde dentro del horno es de una hora aproximadamente. Es un proceso bastante delicado y es por ello que los tamaños de los lotes para la cocción nunca deben ser demasiado grandes.
Colada de Bronce
Después de la cocción, se procede a la colocación de los moldes, ya exentos de todo residuo orgánico procedente de la cera. Estos se colocarán de forma que el depósito de colada se encuentre hacia arriba, pues el método utilizado va a ser por gravedad.
Paralelamente a este proceso se ha llevado a cabo la fusión del bronce. Esto se realiza en el interior de un horno basculante de gasoil, que hace las veces de nodriza, para el metal fundido. El bronce RGS es introducido en forma de lingotes. Ver foto nº 11.
Para dar la fluidez necesaria se procede a la inclusión de fosforo en el bronce fundido.
Cuando el bronce alcance la temperatura y punto de ebullición óptimo se procederá a la eliminación de la capa de escoria superficial que ha facilitado que el bronce alcance el punto deseado, operación que se efectúa por medio de unos cazos especiales. Ver foto nº 14.
A continuación se bascula neumáticamente el horno "nodriza", que contiene el caldo del bronce fundido (ver fotos nº 15 y 16), en una cuchara de hierro de menor capacidad y que se haya revestida interiormente por arena de sílice (ver foto nº 12). Esta cuchara es la que se traslada hasta el lugar donde se ha colocado el molde cerámico, y mediante la cual se procede a la colada del bronce fundido en el interior del molde, una vez eliminada la escoria que se ha formado en la capa superficial del bronce. Ver foto nº 17 y 18.

En el caso de que la pieza fuese de grandes dimensiones, antes de realizarse la colada, se deberá enterrar el molde cerámico en el interior de un foso reforzándolo con arena prensada alrededor, lo que le proporcionará la resistencia mecánica deseada.
Solidificación
Una vez vertido el bronce en el interior del molde, este debe permanecer en absoluto reposo durante la fase de solidificación, durante la cual, el bronce pasa de estado líquido a estado sólido y posteriormente se enfría hasta alcanzar la temperatura ambiente. Este proceso es direccional, produciéndose desde abajo hacia arriba. Lo que facilita que la contracción producida por la solidificación, se vaya rellenando por el material todavía líquido almacenado en el depósito de colada, y que hace funciones de rebosadero. Ver foto nº 19 Esta fase viene a durar de tres a cuatro horas, en ella se produce la mayor contracción del metal, que no es muy significativa dado que el espesor de las paredes de bronce es de muy pocos milímetros, siendo este uno de los pilares fundamentales de la técnica.

Desmolde y extracción de la pieza

Una vez el bronce ha fraguado, se puede proceder a la extracción de la pieza del interior de la cascarilla desechable que lo recubre. Este molde cerámico debe destruirse, lo que se hace por impactos que provocan el resquebrajamiento de la concha cerámica exterior.
El bronce extraído del molde es de una aspecto negruzco, y todavía tiene adheridos a la pieza gran cantidad de residuos cerámicos alojados en las sinuosidades. (Ver foto nº 20) Lo que obliga a la aplicación de una serie de tratamientos superficiales a la pieza que se describen a continuación.

Acabado de la pieza

En primer lugar se procederá al granallado de la pieza y a la eliminación de cualquier resto cerámico superficial, mediante el chorreado con microesferas de vidrio.
Posteriormente se unirán mediante soldadura TIG aquellas piezas, que por su complejidad o sus grandes dimensiones hubieran requerido se despiece.

Una vez el conjunto está soldado, se procede al rebaje de las rebabas y restos de bronce que pudiesen quedar de los bebederos y de las juntas. Esto se efectúa con ayuda de esmeriles. Y a continuación se procede al pulido superficial de toda la pieza, obteniéndose una superficie muy brillante y de aspecto dorado.

Seguidamente se procederá a dar el acabado superficial final.
Para ello se realiza un tratamiento químico y térmico de la pieza, atacando su superficie con ácidos que permiten darle el color y aspecto deseado que tendrá la pieza una vez terminada. Este proceso permite la obtención de patinas muy diferentes según el aspecto que se le quiera dar a la figura, pudiendo dar apariencia de bronce antiguo, aplicándole una patina de color negro intenso brillante o mate, acabado en tonos imitación a mármol, o cualquier otro dentro de una amplia gama de tonos verdosos, negros, pardos, rojizos, azulados, etc. Ver foto nº22.
Para concluir, la pieza será sometida a un proceso de abrillantado y encerado de la superficie, dándole el aspecto exterior definitivo.
Si la figura así lo requiere, se le colocará aquella peana que más la realce y que por lo general se tratará de maderas nobles, piedras semipreciosas, lienzos, marcos o se dejará en ausencia de elementos decorativos sustentantes.

Pudiéndosele dar tantos acabados como la imaginación y buen gusto del autor así lo aconsejen para el embellecimiento y esplendor de la figura. Ver foto nº23

Esta fase de acabado y tratamiento superficial es donde el fundidor y sus piezas alcanzan su mayor prestigio.