Historia
Desde el antiguo Egipto y China
se han hecho moldes haciendo uso de diversos materiales como la arcilla, arena,
cera, goma, grasa de animales, yeso, gelatina, alginato, metales, plásticos,
etc.
A lo largo de la historia de la
escultura, el material más usado ha sido la arcilla, sobre todo para modelar
obras que serían vaciadas en otros materiales.
Para el proceso de fundición es
muy importante la creación del molde, realizado en un material maleable
(arcilla, cera, estuco, plastilina), haciendo uso así de una matriz para la
reproducción de una obra idéntica a la original.
En cuanto a la cera, ésta también
ha sido usada desde la antigüedad, mucho antes que el bronce. En Egipto se
usaba para modelar efigies, en el Renacimiento como medios para realizar las
maquetas de sus esculturas.
La manera más antigua de fundir
era colar el metal fundido en moldes abiertos de piedra o barro cocido,
teniendo así una superficie modelada y la otra parte lisa. Sería más tarde
cuando se adoptarían formas más complejas tridimensionalmente al hacer uso de
dos hormas. Posteriormente la técnica de la cera perdida se usaría con la
fundición en hueco, permitiendo el manejo de formas más grandes y complicadas;
para ello se elaboraba el molde en cera con un núcleo de tierra en el interior
que se sujetaba con clavos y se recubría con tierra refractaria, para que
después se eliminara la cera al calentarse, dejando el hueco para vaciar el
metal.
Así, aunque para la joyería, la
técnica de la fundición con molde ya se realizaba mucho antes, fue a principios
del segundo milenio a. C. cuando se empezó a usar a la cera perdida para el
oro, el bronce, la plata y el peltre.
Por medio de las esculturas
encontradas tanto en el medio oriente, como en Grecia, datando del siglo IV a.
C., se hace evidente la presencia de dicha técnica a lo largo de la historia,
pues fue usada tanto por Imperios antiguos, como en la época del Renacimiento y
en la modernidad.
Sin embargo, la necesidad de una
reproducción en serie llevo a la realización del molde por piezas, es decir, molde negativo, lo
cual permitía recuperar el modelo. Sin embargo, no fue muy usado hasta que fue
retomado por la industria.
Otro de los materiales usados
para el moldeado y vaciado es el yeso, cuyo uso se da desde Egipto, en el uso
de las paredes, máscaras mortuorias y esculturas; el renacentista Andrea Verrochio
retoma el uso del yeso y será quien servirá de referencia para Rodin en la
creación de sus esculturas. Georges Segal y Claes Oldenburg son dos artistas
contemporáneos que han hecho su obra permanentemente en yeso.
El uso del plástico reforzado con
fibra de vidrio es uno de los nuevos materiales en las artes, pues su uso se
dio principalmente en la industria al tener la necesidad de fabricar objetos
ligeros y resistentes, lo cual ofreció otras alternativas en las artes, por lo
cual artistas como Duane Hanson, Morris, Phillip King y John de Andrea hicieron
uso del poliéster reforzado. El caso del caucho de silicona es el mismo, pues
acaba por ser elástico y resistente; así, éstas nuevas técnicas fueron
remplazando el uso del yeso en la realización de moldes.
Ceras
La cera es una materia de origen
animal, vegetal o mineral, la cual se ha usado desde las antiguas
civilizaciones en sus obras. Con el tiempo se ha buscado hacer de dicho
material un recurso más dúctil y manejable conforme a su fin, ya sea para
vaciado o para modelado directo.
Así, para una cera para el
copiado en moldes se necesita de: Cera de
abejas (cera de castilla, amarilla o virgen), que fusiona entre 62 y 65°C,
contrayéndose un 3%; Parafina, que
proviene de la destilación seca de la madera, hulla, turba o del petróleo, y
que fusiona entre 50 y 57°C, contrayéndose 6%; y de la Colofonia (Pez griega, arcazón, brea seca, resina de violinista),
residuo de la destilación de la miera o trementina de pino, siendo quebradiza y
fácilmente fusible, evitando la contracción del modelo de cera.
La preparación de una cera para vaciado consiste en la mezcla
del 40% de cera de abejas, 40% de parafina y 20% de colofonia, obteniendo una
consistencia rígida.
La mezcla de una cera para modelar debe tener una
consistencia más dúctil, usándose en
su mayoría en pequeños formatos, por lo que la fórmula será de 45%, 45% y 10%
respectivamente, y mezclándose los polvos en ese mismo orden sin rebasar los
93°C para evitar que la cera líquida se separe.
Manejo de las Ceras
Para hacer un copiado en cera hay
varios procesos, resultando un proceso más sencillo al elaborar una obra
maciza, pues tan sólo se llena de cera el molde, dejando que enfrié y colocando
más cera caliente para corregir la contracción que presenta el material.
Sin embargo, para la realización
de esculturas huecas, la cera se debe
calentar entre 70 y 80°C, procediendo a verterla en el molde y
escurriendo el sobrante, lo cual se realiza en varias ocasiones tras esperar a
que se enfrié (entre 4 y 5 min) para lograr un espesor delgado y parejo, para
posteriormente desencofrar. Otra alternativa es la de aplicar la cera caliente
con brocha en las mitades de los moldes separados hasta lograr el espesor
deseado, tras ello se juntan bien las partes del molde con una banda de caucho
y se le vierte cera mientras se gira el molde para lograr una buena unión de
las partes y poder liberar la obra tras el enfriado de la cera.
Vaciado en bronce
Hay dos tipos de fundición: a la
arena y a la cera perdida.
Para una fundición a la cera
perdida se puede realizar por un proceso indirecto o uno directo, es decir, un
vaciado o un modelado.
En el proceso indirecto se hace
uso de dos moldes: uno flexible o de yeso, sobre el que se verterá la cera,
creando el molde positivo; y el otro es de un material refractario que se
vierte sobre el molde de cera, obteniendo el molde negativo que se hornea para
eliminar la cera y verter el metal fundido.
En cambio, en el proceso directo
se obtiene la obra desde el molde creado en cera, colocando el material
refractario, descerando, purificando y vaciando el metal. Con ello se pierde el
modelo en cera en ambos procesos, por lo que al ya no tener la matriz, no es
posible hacer reproducciones.
Sistema de Coladas
Son un conjunto de varillas de
cera que se colocan en el exterior de la obra en cera, éstas son los conductos
de entrada de metal y los respiraderos en el refractario. Es por ello que es
importante la posición en que se coloca la obra dentro del refractario para que
el metal fundido pueda llegar a todos los huecos antes de solidificarse.
También es importante que dichas varillas estén muy bien unidas a la pieza y
sobre superficies convexas para facilitar su eliminación en el bronce.
Éste sistema consta de:
Bebedero o entrada del metal:
regula la velocidad y turbulencia, evitando erupciones o absorción de gases
Canales de colada: son por donde
fluirá el bronce fundido
Respiraderos: conductos por los
que se evacuan los gases durante la colada y que están situados en las partes
más altas de la obra
Ataques: ramificaciones que salen
de los canales de colada, tocando la pieza para ayudar al fluir del metal
Teniendo preparado el sistema de
coladas se le aplica un tensoactivo, que es un agente humectante preparado a
proporción de dos de agua por una de jabón.
Refractarios
Para un vaciado en hueco, es
necesario hacer un núcleo al molde en cera insertándole espigos en bronce que
atraviesen la figura, para que con ello la figura se mantenga suspendida en el
molde refractario al momento de retirar la cera. Se mezcla uno de yeso por dos de arena
sílice con agua, dicha pasta evita que la obra se deforme.
Teniendo la obra con el sistema
de coladas se pasa a recubrir con el material refractario, el cual resiste
altas temperaturas.
En primer lugar se aplica el
refractario de contacto (fosfato
odontológico mezclado con agua desmineralizada) para copiar todos los detalles
del modelo, aplicando dos capas de pinceladas sobre la superficie, dejando
entre ellas un lapso de tiempo para su secado. Posteriormente se aplica el de respaldo (mezcla de 93% de arena
sílice y 7% de silicato de sodio que pasa por un tamiz) que protege la capa de
contacto de grietas creadas por la expansión de la cera durante el descerado y
al momento de la fundición del metal.
Después de ello se coloca la
pieza al centro de un cilindro de lámina de hojalata reforzándolo con alambre y
se llena con el material de respaldo aplastándolo con una vara de madera para
compactarlo, además, con una varilla metálica se perfora el refractario que
forma el tambor para que pueda entrar el CO2 (que hace reaccionar el
silicato, convirtiéndose en un material sólido y rígido) y se destapan en la
superficie las terminales de los conductos de cera.
Descerado
Teniendo el tambor, éste se
coloca en el horno de descerado de manera que el bebedero este hacia abajo para
poder sacar la cera al momento de derretirse. Dicho calentamiento debe ser
lentamente para que el molde no se agriete, así, al momento de introducir el tambor,
el horno debe estar a 200°C e ir aumentando hasta que llegue a 750°C (4 a 5 h
aprox.)
El momento indicado para apagar
el horno y proceder al vaciado del metal es cuando los conductos presentan una
coloración rosada y la superficie del tambor queda completamente blanca.
Fundición
La aleación de bronce consiste en
85% de cobre rojo, 5% de estaño, 5% de zinc, y 5% de plomo. Así, estos metales
se deben comenzar a fundir antes de que termine de eliminarse toda la cera en
ese mismo orden cuando éstos lleguen a su punto de fusión y cuando el crisol
esté al rojo. Sin embargo, es necesario que a la aleación fundida a 1100°C se
le agreguen: fosfuro de cobre de 0.2
a 1% para desoxidar el metal; dona
niporo para eliminar el gas hidrógeno del cobre, así, para 50kg de metal
son necesarios 110g; flux-40 de 0.3
a 2% conforme al peso del metal y sirve como fundente para oxidar elementos
indeseables; escoriador que atrapa
impurezas e impide pérdidas de más de temperatura y metal, así, para 50kg de
metal se usan 100g de escoriador.
Así, antes de que el metal esté
listo, se sacan los tambores del horno, se meten en contenedores de arena y se
tapan la boca del bebedero y los respiradores, rodeando el tambor con arena
semiseca y comprimiéndola hasta más de la mitad del tambor para reforzar la
resistencia a la presión del interior del molde.
El punto óptimo de la colada es
cuando la barra agitadora sale limpia, así la temperatura a la que se funde el
metal es de 1100°C aprox., por lo que se le retira parte de las impurezas y el
contenido del crisol se vierte en los tambores de manera lenta y continua para
evitar el enfriamiento del metal. Una vez que el molde se enfríe, se rompe y se
obtiene la obra en bruto de fundición.
Corte y cincelado
En primer lugar se necesitan
cortar los canales y quitar las rebabas que quedaron sobre el bronce con
cincel, después se hace la limpieza del metal para eliminar los residuos del
material refractario. Así, se puede pasar un cepillo de alambre o un chorro de
arena y además se tiene que limpiar con ácido nítrico que debe estar rebajado
con agua en las mismas proporciones para que no se dañe la superficie del
metal.
Pátina
No sólo es el aspecto que tiene
el objeto con el paso del tiempo, sino que también se le llama así a la que se aplica
sobre las obras a través del uso de agentes químicos y pinturas, dándole así
cierto acabado, conforme los efectos y
la protección que se le vaya a dar a la pieza final.
Las pátinas para yeso y poliéster
se dan por medio de pigmentos en agua, alcohol, trementina, aguarrás, goma
laca, aceite de linaza o ceras. En cambio, en el caso de los metales se hace
uso de ácidos.
Así, para la pátina en una obra
en bronce, se aplica en frío o en caliente y el proceso a seguir depende de la
tonalidad que se busca. Para la caliente, la pieza se calienta ya sea con un
soplete o sumergiéndola en agua a alta temperatura y posteriormente se le
aplican los químicos. En cambio, en el frío se tiene que pincelar o sumergir
repetidamente por tiempos largos para fijar el color. Una vez que ya está listo
el color, se puede lavar y dejar secar, para que posteriormente se aplique cera
o betún que protege la superficie.
Las mezclas para obtener las
diferentes pátinas son:
Pátina marrón (Técnica de flameado): En un recipiente de vidrio con
100 ml de ácido nítrico se le colocan pedazos de hierro y una vez que se
deshagan se le agregan sal y 100 ml de agua (Nitrato de hierro). Para su
aplicación la pieza se calienta a 60°C con un soplete y se pasan de 4 capas de
pinceladas para obtener la tonalidad.
Pátina verde (Técnica de flameado): Se usa nitrato de cobre, el
cual se obtiene al mezclar 100 ml de ácido nítrico con pedazos de cobre rojo y
una vez deshecho el metal se le adiciona la sal y los 100 ml de agua. La pieza
se calienta con una antorcha de mano a la misma temperatura que la ya
mencionada y lo mismo con las pinceladas.
Pátina negra (Inmersión en frío): Para obtenerla se mezclan por
separado 250g de tiosulfito, 1l de agua, 80g de sulfato de cobre y 1l de agua y después se disuelven; así la pieza se
tiene que sumergir en dicha solución fría, tras lo cual se oscurecerá, pasará a
un rojo púrpura brillante y tras media hora será azul verdosa, posteriormente
obtendrá el marrón y después el negro, así tras dos horas la pieza se retira y
lava.
Café oscuro (semi-mate): la mezcla consiste en 5g de cloruro de
amonio y 5g de cloruro de sodio disueltos en 1l de agua, dejándola en reposo
por varias horas. Para su aplicación la pieza se calienta con soplete y luego
se le pasa la solución con un trapo o pincel ligeramente.
Infraestructura
El espacio de trabajo debe ser muy
amplio para poder ubicar de manera adecuada el equipo y las herramientas,
además debe tener buena ventilación, luz adecuada y tomas eléctricas y de agua.
En cuanto al equipo que se ocupa están
el horno de descerado, horno de fusión, quemadores de gas, crisol, cilindros de
gas propano y soplete.
El horno de descerado se usa para
calentar y derretir la cera contenida dentro del tambor refractario para que
posteriormente el metal fundido ocupe el espacio que ocupaba la cera.
El horno de fusión está
recubierto internamente con material refractario, y es en el donde se colocará
el crisol (creado de material refractario (grafito)), para fundir el metal.
El quemador a gas propano es una
cámara con control de paso de aire y un ventilador pequeño para fundición.
El crisol es un contenedor refractario
que permite derretir metales en su interior, soportando las altas temperaturas.
Antes de usarlo se coloca dentro del horno de fusión para sacarle la humedad y
una vez que está rojo se vierte el bronce previamente calentado alrededor del
horno.
Respecto a las herramientas usadas
están: la espumadera (para retirar las impurezas del metal), la barra metálica
(para mover el metal dentro del crisol y comprobar la temperatura del mismo),
las tenazas pequeñas (para poner a calentar los pedazos de bronce) y grandes
(para sacar el crisol del horno), la abrazadera (para vaciar el metal del
crisol al molde), el mechero de alcohol y espátulas metálicas (para modelar y
unir la cera), y el alicate, mazo, limas y cinceles para quitar las rebabas de
la pieza en bronce.
Bibliografía
Rozo, Abraham (2006). Moldes
y reproducciones en la escultura. Manizales: Universidad de Caldas
Rozo, Abraham (1997).
Fundición artística en bronce.
Manizales: Universidad de Caldas
