 |
 |
|
|||||||||||||||||
| Dora M. K. de Grinberg | |||||||||||||||||||
|
Es evidente que un pueblo que elabora objetos de metales, diferentes al oro, ha tenido que recorrer un largo camino durante el cual ha hecho acopio de suficientes conocimientos tecnológicos. Por otra parte, como este arte lo realizaban los maestros metalúrgicos, debemos pensar que existía, al menos, un incipiente desarrollo social, con tareas diferentes para los campesinos, los alfareros, los fabricantes de armas y adornos no metálicos y los maestros metalúrgicos. El estudio de la metalurgia es una herramienta útil para conocer el nivel de desarrollo cultural de un pueblo, dado que para elaborar objetos de metal se necesita una serie de conocimientos previos, tales como la obtención de mineral a partir de sus minas (minería); la reducción del mineral para extraerle el metal (metalurgia extractiva); la obtención de aleaciones, la elaboración de objetos por algún método mecánico, (martillado en frío o en caliente); la elaboración de objetos metálicos por fusión y colado en moldes (fundición); la aplicación de técnicas de soldadura, pulido, decoración, etcétera.
Minería
Los minerales metálicos no se encuentran desperdigados en la superficie de la tierra, sino que forman vetas o chimeneas en las montañas. Sobre ellas el hombre moderno talla sus minas. Dado que los metales nativos no son muy abundantes y aparecen en las partes superiores de los yacimientos, es razonable pensar que los hombres primitivos los encontraron cuando recolectaban piedras y los emplearon como tales, tratando de martillarlos; por ello los primeros objetos metálicos de casi todas las culturas son de ese metal y con ese acabado; sin embargo, por lógica estos metales se agotaron muy pronto. Posteriormente se empezaron a obtener metales a partir de sus minerales; esto es, de compuestos químicos en los que los metales se encuentran combinados con otros elementos, tales como el azufre, el cloro, el oxigeno, etcétera. Tales combinaciones son más estables a temperatura ambiente que los metales nativos.
Las minas modernas son pozos o galerías que permiten llegar a la zona profunda de las montañas que es en donde se encuentran los sulfuros, los que, en la actualidad, son los minerales más ricos en metal. La diferencia entre un túnel o galería y un pozo o tiro es que el primero está dirigido horizontalmente, mientras que el último lo hace verticalmente.
Sin embargo, en el comienzo de la minería no se construían túneles, sino que se exploraba la montaña, buscando la zona en que la veta llegaba a la superficie. Cuando esto sucede, por el efecto del aire y las lluvias, los sulfuros se convierten en carbonatos. Los sulfuros de cobre son de color gris, poco llamativo, mientras que los carbonatos, por ejemplo, los del cobre, son de color verde (malaquita) o azul (azurita). Algunos de los óxidos de cobre que los acompañan son rojizos. Pensamos que los colores llamativos de los minerales pudieron haber inducido al hombre primitivo a recogerlos y a tratar de elaborar con ellos cosas semejantes a las que hacía con otras piedras. Cuando Hernán Cortes preguntó a Moctezuma de qué región le traían el oro, éste respondió que de unas provincias en la costa del Mar del Sur. Cortés envió a un grupo a recorrer la zona indicada y cerca de Zacatula, en el límite entre los actuales estados de Michoacán y Guerrero, los jefes indios llevaron a su gente a un río y con jícaras recogieron la arena del fondo y la lavaron, quedando en los recipientes granos de oro nativo. Esta técnica de recoger el oro de los ríos se conocía en época de la conquista como “oro de placeres”. En época muy antigua esa era una de las pocas maneras que existían para obtener oro, ya que en las minas éste se encuentra sobre rocas de cuarzo muy duras y no es fácil desprenderlo.
Nosotros descubrimos minas indígenas de cobre en una zona situada al norte de la Laguna de la Presa de Infiernillo, en el estado de Michoacán, guiados por declaraciones indígenas contenidas en el Legajo 1204 del Archivo General de Indias. Encontramos que las minas eran de tajo abierto, es decir, cuando encontraban la veta en la superficie, comenzaban a cavar para retirar el mineral. Por la forma de las paredes, se puede decir que para desprender las piedras no se emplearon herramientas de hierro sino que el trabajo se realizó con cuñas, posiblemente de madera o de astas de animales. Las herramientas encontradas en superficie son cajetes de piedra para moler el mineral (ticuiches) y mazos de piedra; en la proximidad de una de las minas encontramos una mesa de molienda. Los indígenas, se dice en el Legajo, recogían piedras verdes y a partir de ellas obtenían el cobre. Esto nos hace pensar que utilizaban carbonatos de cobre, tales como malaquita, y por lo que se puede apreciar en los terreros de las minas prehispánicas que encontramos, éste es el mineral que extraían. Los indios dicen que en Churumuco trabajaban veinte fundidores y que en un día recogían cada uno de ellos medio celemín de polvo y piedra. Después de fundirlo soplando con canutos sacaban un lingote del largo y ancho de la mano y de dos dedos de espesor. Se llama lingote al trozo de metal que sale de la fundición y es la manera como se manejaban y se manejan los metales brutos de fundición. En esa época recibía el nombre de xeme. El lingote prehispánico al que nos estamos refiriendo debía pesar alrededor de 4.5 kilogramos ya que tenía “el largo de la mano, el ancho de la misma y dos dedos de espesor”. Parecería, por lo que dicen los indios fundidores, que en cada mina trabajaban 20 fundidores, los que producían por día una carga, y todos juntos producían por mes un montón. Por lo tanto, la carga tenía 20 lingotes y pesaba alrededor de 90 kilogramos, y el montón, que era la producción de 20 días, dado que en el mundo prehispánico mesoamericano el mes tenía 20 días, pesaba 1800 kilogramos. También se dice que los indios fundidores tenían sus sementeras al pie del cerro y que cuando el Cazonci les pedía cobre, ellos lo fabricaban. Esto hace pensar que el trabajo del fundidor no era permanente, sino que trabajaban como labriegos y, en caso de que se necesitara cobre, trabajaban como fundidores. Esto explicaría por qué no hay abundancia de objetos de metal en Mesoamérica. Por otro lado, si se tiene en cuenta la gran diferencia que hay entre la temporada de sequía y la de lluvias en esa región, se pueden explicar ambas tareas: en la temporada de lluvias no es posible trabajar en la mina de tajo abierto, porque lo más probable es que estuviera continuamente inundada, mientras que la labranza de los campos no es un trabajo de época de sequía, cuando no cae una gota de agua. En nuestro recorrido por el cerro de Mayapito para buscar minas prehispánicas de cobre, encontramos sobre las mismas vetas talladas por los indígenas, desde el otro lado del cerro, dos minas coloniales llamadas las Guadalupes. Estas minas no son de tajo abierto sino de trabajo subterráneo y en lugar de extraer los carbonatos, como hacían los indígenas, las galerías llegan a la zona de los sulfuros. Pensamos que cuando los españoles se informaban de la existencia de minas indígenas, en lugar de seguir el trabajo a cielo abierto, cavaban un socavón o galería a un nivel más bajo. Esta manera de trabajar las minas es la técnica europea del siglo XVI, como se describe en el libro de Agrícola, “De Re Metalica”, publicado en el momento del descubrimiento de América.
Se conocen otras minas prehispánicas, como por ejemplo las de Tepalcatepec, en el estado de Querétaro, que fueron exploradas por SEPANAL (Secretaría del Patrimonio Nacional). Estas no fueron explotadas por sus minerales metálicos sino para obtener un pigmento anaranjado, llamado cinabrio, que es un mineral de mercurio, bastante abundante en Mesoamérica. Las minas eran en galería, es decir, un trabajo minero subterráneo, y por la forma de las paredes, en este caso sumamente blandas, y el aspecto redondeado de los túneles, se deduce que estos se hicieron a golpe de mazo, siguiendo el trayecto las vetas, lo cual produjo túneles muy sinuosos. En el interior de la mina se encontraron herramientas, tales como morteros fijos y móviles, cuñas de madera, cucharasMesoamérica no se conocía la reducción de los sulfuros y algunos autores llegaban al extremo de decir que sólo se empleaban metales nativos. Nosotros hemos probado, por análisis de escorias prehispánicas, que también conocían y utilizaban la reducción de minerales sulfurados mixtos.
En Mesoamérica se fundían los metales en de cerámica y mazos de piedra, de los cuales algunos conservaban sus mangos de madera, lo que permitió conocer cómo se sujetaban y utilizaban. Por ejemplo, se supo que para amarrarlos se empleaban fibras vegetales. También se pudo verificar que el interior de las galerías se iluminaba por medio de teas, es decir, trozos de ramas con un extremo envuelto en fibras vegetales impregnadas con resina de pino. Además se encontraron bloques cuadrados de resina. Por la cerámica y por el fechamiento con carbono 14, se supo que estas minas estuvieron en explotación desde el siglo IV a. C. y que siguieron usándose hasta el siglo VII d. C. Así también por el tipo de cerámica encontrada, se pudo saber que estas minas fueron trabajadas por pueblos teotihuacanos, huastecos, michoacanos, queretanos y colimeños.
Metalurgia extractiva
No se sabe con seguridad cómo ni cuándo comenzó la explotación de los yacimientos de minerales y la obtención, a partir de ellos, de los metales. Sin embargo, en todas las culturas, cuando comienza la obtención de metales a partir de minerales, hay una mucho mayor producción de objetos metálicos; así pues, este dato es un indicio sólido, para establecer el momento en que se comienza a trabajar la metalurgia extractiva. Se piensa, por la facilidad con que se reducen los carbonatos y por estar en la parte superior del afloramiento mineral, que éstos deben haber sido los primeros minerales que los hombres aprendieron a reducir. Si se muelen los carbonatos, se mezclan con carbón de leña granulado, se colocan en el interior de un crisol y éste se introduce en una hoguera, por acción del calor y el carbón, los carbonatos se descomponen generando gases de carbono (monóxido y dióxido de carbono) y el cobre queda libre, fundiéndose y depositándose en el fondo del crisol en forma de un botón. Este proceso se conoce como reducción.
Este procedimiento es bastante sencillo cuando los minerales a tratar son carbonatos u óxidos de cobre. Pero cuando son sulfuros, el asunto ya no es tan fácil, aunque no es imposible. En este caso, y es lo que se hace en tiempos modernos, se los somete a una tostación previa. Se llama tostación al calentamiento de los sulfuros al aire. En este proceso el azufre de los sulfuros pasa a formar óxidos de azufre (anhídridos sulfuroso y sulfúrico) que se desprenden y el cobre también se oxida para formar óxidos de cobre (cuprita y tenorita). Entonces los óxidos pueden reducirse, mezclándolos con carbón y calentándolos. La tostación acabaría en el momento en el que ya no se desprendieran los gases de azufre, fácilmente reconocibles por su olor.
Hasta hace pocos años se sostenía que en recipientes o crisoles de carbón, los que se fabricaban horadando trozos de carbón de leña. Se puede pensar que los indígenas quizá por casualidad, al calentar en uno de estos crisoles los óxidos utilizados como pigmentos, pueden haber llegado a conocer las técnicas de reducción de los minerales.
En época antigua, la reducción de los minerales de cobre para obtener cobre metálico se hacía en hornos o en crisoles. En las primeras épocas de la metalurgia los hornos fueron simples agujeros en la tierra, cuyos fondos se apisonaban cuidadosamente y, por efecto del mismo calor, se endurecían. Con el tiempo se le agregaron tubos de aereación, a fin de introducir aire con fuelles, con lo que se podían alcanzar altas temperaturas; más tarde se construyeron ya con chimeneas. Posteriormente se emplearon fuelles.
En América no se han encontrado fuelles y en el Legajo al que hicimos mención antes, se dice expresamente que los indios no tenían fuelles, sino que soplaban con cañutos. En una pieza cerámica de Sudamérica se aprecia a cuatro fundidores alrededor de un horno, soplando con dicho instrumento. En el Mapa Tlotzin hay un dibujo en donde se ve a un fundidor agachado frente a un horno, soplando por medio de un cañuto y que sostiene en la otra mano un escorificador. Un escorificador puede ser una simple rama verde que permite retirar la escoria de la superficie del metal fundido.
En el Códice Florentino aparece otro tipo de horno, más parecido a un brasero, que utiliza el mismo sistema de aereación: los fundidores soplan por medio de cañutos.
En el Lienzo de Jucutacato se muestra, en un cuadrete titulado Xiuhquilan, a dos fundidores acuclillados ante un brasero soplando con sendos cañutos.
En nuestra temporada de campo en Michoacán ubicamos el Xiuquilán del Lienzo y encontramos abundantes escorias en dicho sitio. Se llaman escorias a los residuos que quedan de la reducción de los minerales. Estas se encontraban distribuidas al azar por efecto de la tareas agrícolas que se realizan en el terreno.
En las minas, los minerales no se encuentran puros sino que se hallan mezclados con otros minerales o con rocas inertes. En épocas modernas, luego que los minerales son quebrados y molidos, se les somete a un proceso de flotación para separar los distintos componentes, debido a que tienen distintas densidades.
En Mesoamérica, en época antigua, no existía este proceso de flotación, sino que los minerales de las minas iban mezclados con otros minerales, aunque el sistema que se empleaba para recoger el mineral, que era por pepena, reducía las cantidades de contaminantes. Hoy en día se agrega al mineral cal, óxido de hierro y arena para que se forme la escoria. En nuestro estudio de los minerales provenientes de la zona sur del estado de Michoacán, el carbonato de cobre está acompañado por los componentes que actualmente se agregan y ésta puede ser la razón por la que en esta región de Mesoamérica aparece la metalurgia del cobre en épocas más tempranas.
Cuando se reduce un mineral por agregado de carbón y los formadores de escoria, ésta se forma fácilmente y sobrenada al metal fundido que se deposita en el fondo. El paso siguiente es quitar la escoria del crisol u horno, lo que puede hacerse con un escorificador, como se muestra en la figura 1, o se puede dejar sobre la superficie del metal hasta que éste solidifique y quitarlo luego por golpes. Si se está reduciendo el metal en un horno de dos agujeros, uno se encuentra en la parte inferior, por donde se deja salir el metal y otro más alto por donde se drena la escoria. Si la fundición se realiza a gran escala, este horno permite retirar el metal, a medida que se forma. Esto se muestra en la figura 4, tomada del Códice Florentino, donde se ve a un fundidor colando el metal, directamente a partir del horno, en un molde con forma de hacha.
En nuestro estudio de las escorias que encontramos en Xiuhquilan se confirmó que eran escorias primitivas y no escorias modernas o coloniales por la gran cantidad de glóbulos de metal atrapados en ellas. En algunas los glóbulos eran de cobre solo, pero en otras los glóbulos eran de cobre con arsénico, lo que indica que ya se estaban reduciendo minerales sulfurados. Los metales que sabían fundir los mesoamericanos eran: oro, plata, cobre, plomo y estaño.
Aleaciones
Largo tiempo debe haber transcurrido desde que el hombre primitivo aprendió primero a fundir los metales nativos, luego a reducir los minerales, hasta que supo que fundiéndolos mezclados o reduciendo los minerales mezclados o reduciendo minerales mixtos, se pueden obtener metales con propiedades diferentes a los metales puros. Esta mezclas de metales se llaman aleaciones.
Por ejemplo, para fabricar un bronce, es decir, una aleación de cobre y estaño, se debió conocer un gran número de técnicas, tales como: la molienda del mineral de cobre y la obtención de cobre metálico; la molienda del óxido de estaño (casiterita) y la obtención del estaño metálico, ya que dicho metal no se encuentra como metal nativo en la naturaleza; la manera de fundirlos juntos para no perder a uno de ellos por oxidación o la reducción simultánea del mineral de cobre con mineral de estaño.
Nosotros hemos probado que en la Huasteca potosina se elaboraba el bronce por la técnica de reducción conjunta de los minerales.
En Mesoamérica los metales, especialmente las aleaciones de cobre, fueron ampliamente utilizadas en la elaboración de herramientas como hachas, escoplos, cinceles, buriles, coas, agujas, alfileres, anzuelos, etcétera. En Mesoamérica hay culturas, como la purépecha, que prefirieron fabricar los objetos utilitarios en metal. En estos casos es bien diferenciado el uso del cobre para la elaboración de objetos de adorno, mientras que preferían del bronce para fabricar herramientas. Algunas pinzas de depilar de esta zona, que frecuentemente se piensa que se fabricaban en plata, son de cobre de alto estaño. También encontramos, analizando trozos de alambre provenientes de las excavaciones en Tzin-Tzun-Tzan, que un alambre fue fabricado con una aleación de cobre-cinc, cosa que era inusual. Sin embargo, revisando los análisis disponibles de otras partes de América, encontramos otros pocos casos de empleo de latones en América del Sur.
Sin duda, los pobladores de Mesoamérica, en su conjunto, sabían elaborar una serie de aleaciones entre las que se destacan las aleaciones binarias de plata-cobre, cobre-estaño (bronces al estaño), cobre-arsénico (bronces arsenicales), cobre-antimonio (bronces al antimonio), cobre-plomo (cobre al plomo) y cobre-cinc (latón), mientras que la aleación de oro-plata es una aleación que se encuentra en estado nativo. De las aleaciones ternarias, conocían las de oro-plata-cobre (tumbagas) y de cobre-estaño-arsénico.
Fabricación de objetos
La propiedad más llamativa de los metales y que más ha contribuido al desarrollo de la humanidad, es la de que se les puede dar forma por alguno de los procedimientos mecánicos de uso frecuente. Esta propiedad se denomina ductilidad.
Parece que el martillado, por ser una técnica que se conoció antes de que se emplearan los metales, fue utilizada antes que la fundición. Sin embargo, los objetos que se pueden hacer por martillado no son muchos. Por él se puede convertir una pepita de oro o un trozo de cobre nativo en una lámina. En el caso del oro, nos encontramos con que no hay necesidad de fundir varias pepitas juntas para fabricar una lámina grande, sino que basta con martillarlas juntas para que se “suelden”. Esto también sucede con el platino, pero no con la plata y el cobre. Pensamos que ésta fue una de las razones por las que el oro fue el primer metal trabajado por el hombre.
Existe otra manera de cambiar la forma de un metal y es hacerlo pasar a través de agujeros. Los agujeros individuales, de diámetro cada vez menor, se encuentran distribuidos, actualmente, sobre una misma placa. Así, tanto el agujero como la placa reciben el nombre de trefila. Para trefilar se parte de una barra que tenga un diámetro aproximadamente igual al tamaño del agujero más grande; el extremo de esta barra se afina y se pasa a través del agujero; una vez hecho esto se jala por el otro lado para obligar al metal a pasar por él y reducir su diámetro. Como el volumen se mantiene constante, dicha disminución de sección irá acompañada por un aumento en la longitud. Esto nos permite convertir la barra en un alambre.
También es posible obtener alambres por martillado, golpeando el metal con un mazo y girándolo después de varios golpes, pero, si el alambre es largo, la sección no se mantiene constante. La fabricación de alambres metálicos que tengan sección uniforme se obtiene más fácilmente empleando trefilas. Pese a que no esté confirmada la existencia de trefilas en América, creemos que una vez adquiridas las técnicas de horadar y afilar piedras en el periodo neolítico, no debe haber sido difícil para aquellos hombres perforar una piedra dura, formando una trefila. Quizás algunas de las cuentas de piedra horadadas que se encuentran en los museos podrían haber sido empleadas para fabricar alambres. Sin embargo, nuestros estudios de alambres de plata-cobre provenientes de Tzin-Tzun-Tzan, prueban que éstos fueron fabricados por martillado.
Desde luego, disponiendo de alambres obtenidos por martillado o por trefilación, el hombre primitivo pudo fabricar anzuelos, alfileres, agujas, etcétera.
Otra propiedad importante que tienen los metales y que fue utilizada desde el comienzo de la metalurgia, es que los metales endurecen por martillado en frío. Si en la elaboración de un hacha partimos de una barra rectangular obtenida por fundición y se le martilla un extremo para producir el filo, se puede comprobar que el metal, en particular si es cobre, endurece. Esto produce un filo agudo y resistente al desgaste. En cambio, si tratamos de aplicar el mismo procedimiento al oro, veremos que este metal no se endurece por martillado en frío. Quizá por esta razón los indígenas colombianos agregaron cobre al oro, cuando fabricaron sus armas y herramientas, como fue descrito ampliamente por los conquistadores.
La propiedad de endurecer por martillado puede ser eliminada por un calentamiento a bajas temperaturas que recibe el nombre de recocido.
Es importante señalar que cuando se martilla un metal en frío, éste se vuelve más duro y entonces pueden suceder dos cosas: la fuerza del orfebre que martilla el metal en frío no es suficiente para seguir deformando la lámina o la lámina comienza a romperse, formando fisuras a partir de los bordes.
Sin embargo, cualquiera de ambas circunstancias tienen varias soluciones: en lugar de martillar el metal en frío, es conveniente calentarlo y comenzarlo a golpear hasta que se enfrié y sea necesario calentarlo nuevamente. Este proceso, llamado deformación en caliente, lo emplea la industria moderna y fue conocido por los antiguos habitantes de Mesoamérica, como hemos probado en varios alambres tarascos que estudiamos. También se puede martillar en frío y, antes de que se formen las fisuras en los bordes, se calienta el metal. Luego se puede seguir martillando en frío otro poco y cuando el metal endurezca, se vuelve a calentar. Este procedimiento, llamado recocido intermedio, también lo utiliza la metalurgia moderna cuando se trefila alambre. Hemos comprobado que los tarascos también lo usaban en la fabricación de alambres.
Debemos hacer la aclaración de que el oro también endurece por martillado pero su temperatura de recocido se encuentra en la proximidad de la temperatura ambiente y, tan pronto como endurece se recuece espontáneamente.
Por el método de martillado también se pueden obtener recipientes, tales como vasos o vasijas cóncavas. Para ello, se martilla la lámina sobre un tronco duro de superficie muy lisa, hasta que la lamina, luego de golpearla y rotarla repetidas veces, va tomando la forma que se desea.
Hemos estudiado algunas pequeñas vasijas de cobre y anillos sencillos planos, provenientes de Toniná, Chiapas, que están fabricados no por la técnica de martillado como sería de esperar, debido a lo simple de sus formas, sino por fundición. Lo anterior nos hace pensar que no todas las culturas de Mesoamérica dominaban el martillado de los metales con recocidos intermedios.
Cuando los españoles llegaron a Tenochtitlan les llamó la atención que Moctezuma usara vasos, platos y cajetes de oro, lo que los llevó a una idea equivocada de la cantidad de oro que había en México. Si hubieran sabido metalurgia, se habrían dado cuenta de que los vasos se hacían de oro porque éste es muy fácil de deformar y no requiere de recocidos intermedios de ablandamiento que permitan seguir deformándolo y así poderlo convertir en un vaso. En cambio, si hubieran usado cobre, se les habrían presentado problemas en cuando a la infinidad de recocidos intermedios y, como además el cobre se oxida durante el calentamiento, el resultado final habría sido desastroso: los vasos se destruirían durante su fabricación.
Las láminas, especialmente las de oro, fueron ampliamente empleadas en Mesoamérica para recubrir objetos de madera y de cerámica, con una técnica muy similar a la que emplearon los egipcios: para ello adelgazaban las láminas de oro hasta convertirlas en hojas y aplicaban un pegamento sobre la superficie a recubrir, ya que disponían de numerosos tipos de pegamentos vegetales para hacerlo, y luego extendían con cuidado la lámina y la pegaban. Los españoles relatan que los estandartes que acompañaron a Moctezuma en su encuentro con Cortés, en las afueras de Tenochtitlan, eran de lámina de oro y que las andas en que lo llevaban estaban recubiertas de hojas de oro.
Fundición
Si se calienta un metal en el interior de un recipiente muy parecido a un vaso, llamado crisol, cuando se alcanza una cierta temperatura, que difiere según el metal en cuestión, éste se vuelve líquido. La temperatura a la que esto sucede se llama temperatura de fusión del metal.
En los procesos de fundición se requiere otro tipo de herramientas que las empleadas en la deformación; por ejemplo es indispensable disponer de un crisol para fundir el metal, ya sea éste nativo u obtenido por reducción de los minerales o varios metales juntos.
Ya hemos visto que en Mesoamérica se empleaban crisoles fabricados con carbón de leña y quizá por eso no han aparecido crisoles durante las excavaciones, ya que éstos se irían destruyendo después de repetidos usos. En Sudamérica, en cambio, los crisoles eran de cerámica y su forma era tronco-cónica.
Una vez que se fundía el metal era necesario colarlo (verterlo) en un molde. Esto fue, sin lugar a dudas, un problema para los fundidores, ya que había que encontrar la manera de inclinar el crisol o de cogerlo para verter su contenido en el molde. Es evidente que tal operación no podían hacerla con las manos, pero no existe evidencia de que utilizaran pinzas de metal, como se hace actualmente.
Las civilizaciones metalúrgicas del mundo emplearon en sus inicios distintos procedimientos, fruto de su ingenio: los egipcios cogían el crisol, que tenía forma de vasija cóncava, entre dos fundidores por medio de dos ramas verdes, una por encima y otra por debajo, y de esa manera lo transportaban por encima de los moldes y vertían el metal fundido, inclinándolo sobre ellos. En otras regiones de Asia, el crisol tenía un tipo de manguillo agujereado que permitía introducir en él un palo y moverlo de la misma manera que se hace con una sartén. Otra demostración del ingenio europeo fue hacer los crisoles con su base semi-esférica, de manera que, empleando un palo en forma de mango de paraguas, se inclinara el crisol para verter su contenido.
La mayoría de los crisoles sudamericanos son tronco-cónicos pero no se han encontrado dibujos, ni hay descripciones coloniales, de cómo los manejaban. En el caso de Mesoamérica pensamos que es posible que los crisoles hayan tenido un mango, como los sahumerios, aunque no se han hallado ejemplos durante las excavaciones y estamos esperando que los arqueólogos nos den respuestas a estas incógnitas.
Si vertemos el metal líquido o fundido en un molde, dicho metal tiene la propiedad de llenar el molde y tomar como forma exterior la forma interior del molde. En definitiva, un molde no es otra cosa que un recipiente fabricado de un material que no sea fácilmente destruido por el calor.
En algunos lugares de Sudamérica se encontraron moldes de cerámica separables en varias partes, mientras que en Mesoamérica no han aparecido moldes ni fragmentos de ellos, lo que es muy entendible de acuerdo con lo que dice Sahagún de la manera en que se elaboraban los moldes. Él relata que cuando se quería hacer un molde, se mezclaba carbón de leña molido con el barro que se utilizaba para fabricar ollas. La pasta se amasaba y se dejaba secar al sol durante varios días. Cuando ya estaba seca, se esculpía la forma del objeto que se quería fabricar. Luego se fundía cera de Campeche y se le agregaba copal molido para purificar la cera, la que era filtrada a través de un lienzo y se dejaba endurecer. Se tomaban pequeñas porciones de cera y se extendían sobre una piedra muy lisa por medio de un rodillo de madera pulida. A continuación se colocaban las hojas de cera sobre el objeto tallado, haciendo presión para que la cera se adhiriera a la superficie y se introdujera en el interior de las cavidades si éstas existían; en ese momento se podían adherir detalles tales como flores o trenzas hechas de hilo encerado, sobre la capa de cera ya existente. También en ese momento se dibujaban sobre la capa de cera los detalles finales del objeto a realizar. Luego se recubría todo con una mezcla de polvo de carbón y barro de ollero y se dejaba secar nuevamente, durante varios días. Cuando se secaba se le pegaba un tubo de cera de manera que hiciera contacto con la capa interior de cera y se le volvía a cubrir con la mezcla de carbón y barro, dejándolo secar nuevamente.
Para colar el metal, se colocaba el molde sobre las cenizas calientes del brasero para que la cera fundiese y fuera desalojada por la incorporación del metal fundido por derrame. Para obtener el objeto colado se golpeaba la cubierta exterior de barro que, al romperse, dejaba al descubierto el objeto. Para su terminación se procedía a pulirlo por medio de un trozo de cerámica, por frotación con una piedra o con arenas finas. El objeto resultante tiene el núcleo en su interior y, si hubiera un punto de acceso a dicho núcleo, éste era desalojado rascándolo con una ramita o un instrumento semejante. En caso contrario el núcleo permanecía en su sitio original.
Muchas veces se ha puesto en duda si los habitantes de Mesoamérica eran capaces de alcanzar temperaturas elevadas con el simple método de soplar por medio de un cañuto. Pensemos que el cobre funde a 1083°C y el oro a 1063°C. El tipo de defecto más frecuente en los objetos mesoamericanos son porosidades, ocasionadas por temperaturas muy por encima del punto de fusión del cobre. Esto nos hace pensar que los indígenas no tenían problemas para mantener altas temperaturas donde se fundían los metales. Durante nuestro recorrido por Xiuhquilan encontramos un fragmento de tubo cerámico, que posiblemente fue parte de un cañuto. Su sección exterior, así como su agujero interior, son elípticos, lo que facilitaría el soplar con la boca.
Técnicas de decoración
Una vez que se dispone de una lámina u hoja de metal obtenida por martillado, se puede recortar por medio de un instrumento cortante, sea éste de metal o de piedra. El instrumento conocido en nuestros días como cincel, permite darle una forma inicial aproximada. Luego, los bordes pueden ser mejorados por golpeado o frotándolos con un guijarro para que desaparezcan las irregularidades. A continuación se puede grabar el anverso del objeto por medio de un buril. Este tipo de decoración fue ampliamente usado en Mesoamérica y los discos de oro del Cenote Sagrado de Chichén Itzá son muy buenos ejemplos de la técnica de grabado.
También se puede emplear otro tipo de decoración para las láminas delgadas, si se las apoya sobre un molde en donde se ha tallado el dibujo que se quiere realizar y, si las presiona por el reverso de la lámina; de esta manera es posible transferir el dibujo a la lámina. Vista desde el anverso, la decoración queda en relieve, mientras que en la técnica anterior el motivo queda dibujado por líneas de poca profundidad. Si la presión se aplica desde el anverso el motivo queda en bajo-relieve.
También se ha sugerido que los alambres planos, de los que hay numerosos ejemplos en oro y en plata en la zona tarasca, se fabricaban a partir de láminas recortándolas en forma de cintas.
Se ha discutido mucho si los indígenas americanos sabían fabricar objetos de filigrana. Se llama filigrana a un trabajo de joyería por medio del cual se elaboran objetos calados, de gran delicadeza, empleando hilos de oro, plata y soldadura.
En Mesoamérica hay abundantes objetos que parecen ser de filigrana. Sin embargo, su estudio muestra que se obtuvieron por fundición a la cera perdida. De nuestra descripción anterior de cómo se fabricaba el molde, se puede deducir la manera de producir la pseudo-filigrana. En la figura 5 vemos la reproducción de una ranita elaborada en plata, que fue obtenida por la técnica de la cera perdida y que lo notable de ella es que todo el animalito no mide más de un centímetro.
Otro ejemplo similar lo constituyen algunas tortugas provenientes del Occidente de México, y cuya decoración se logró trabajando la cubierta de cera por medio de un hilo textil encerado, que se enrollaba sobre sí mismo para formar los polígonos del carapacho de la tortuga, como se puede apreciar en la figura 6.
El empleo de la soldadura en Mesoamérica fue confirmado por nosotros. En un estudio de arillo de plata-cobre de origen tarasco, que nosotros realizamos. Se confirma el empleo de la soldadura en Mesoamérica.
Este estudio se puede resumir diciendo que se empleaba mineral de cobre depositado sobre las superficies que se deseaba soldar y se recubría con barro de ollero para asegurar que las mitades no se movieran. Luego el conjunto se cubría con carbón pulverizado y se introducía en un horno o brasero, donde se generaba la reducción localizada del mineral de cobre.
Los indígenas americanos habían desarrollado la técnica de coloración que hacía que una aleación de oro-plata-cobre se enriqueciera de oro en la superficie y pareciera de oro puro. Para realizar este enriquecimiento superficial, en Sudamérica se introducía la pieza en el jugo de una planta de la familia de las acederas. En Mesoamérica el objeto se introducía en un baño de alumbre caliente. Sahagún, quien meritoriamente ha descrito las técnicas metalúrgicas prehispánicas del Valle de México, llama a este baño “el remedio de oro”, ya que dice que el objeto sale refulgente del baño. La capa superficial queda empobrecida en cobre y plata. Si se sigue con la operación es la plata superficial la que se disuelve y la superficie queda constituida por oro puro solamente.
Se dice también que cuando los españoles llegaron a las costas del Golfo de México, trataron de cambiar sus vidrios por hachas de oro. Cuál sería su sorpresa cuando se dieron cuenta de que lo que habían trocado como oro puro, es decir de 24 quilates, era sólo oro pobre, de menos de 12 quilates. Su reacción lógica fue pensar que los habían timado. Esta conclusión, también errónea, se debió a su ignorancia en materia de metalurgia mesoamericana.
El procedimiento de coloración que acabamos de describir era conocido sólo en América. Cuando en Asia, África y Europa se quería que un objeto pareciera de oro puro, se le introducía en un baño de oro fundido o se frotaba el objeto a dorar con una amalgama de mercurio y oro, luego se calentaba para que se evaporara el mercurio y quedase el oro depositado sobre la superficie. Este tipo de dorado, a diferencia del proceso americano de coloración, puede desprenderse y dejar a descubierto el metal de base, sobre todo por oxidación del metal subyacente, mientras que en el proceso americano, dado que la variación de la composición es continua, no existe la posibilidad de que la capa superficial se desprenda. De aquí que los conquistadores creyeran que los habían timado.
Cuando los españoles llegaron a la Nueva España se maravillaron de encontrar objetos fabricados en dos metales, generalmente oro y plata. Ellos cuentan que en el mercado de Tlatelolco se vendían peces de metal que tenían algunas escamas de oro y otras de plata. Pensamos que la manera de fabricarlos era colar el pez completo en una tumbaga rica en plata. Luego se cubrían las escamas que se deseaba que fueran de plata con cera o con una laca vegetal y se introducía el objeto en un baño de alumbre. Las escamas que quedaban al descubierto se coloreaban pareciendo de oro puro. Las recubiertas seguían pareciendo de plata. En el Museo Nacional de Antropología e Historia existe un pectoral en falsa filigrana con una mitad de plata y otra de oro. Pensamos que este pectoral se fabricó con la técnica descrita anteriormente; es decir, introduciendo la mitad del pectoral en el baño de coloración, la que salió del baño como si fuera de oro, mientras que el resto siguió pareciendo de plata, dado que una tumbaga rica en plata se parece más a la plata que al oro o al cobre. Cuando se observa con cuidado la zona de separación entre ambas mitades, se puede ver una serie de hoyitos, típicos de la corrosión que produce este procedimiento en la región donde hay más acceso de oxígeno en el baño, como puede ser en su superficie.
De lo dicho hasta aquí podemos decir que la metalurgia Mesoamericana Prehispánica en el momento de la conquista había alcanzado un desarrollo tecnológico que se perdió por falta de curiosidad de los invasores y que estamos tratando de reconstruir con base en estudios metalúrgicos modernos sobre material antiguo.
|
|
 |
|
||||||||||||||||
| ____________________________________________________________ | |||||||||||||||||||
|
Dora M. K. de Grinberg
Facultad de Ingeniería,
Universidad Nacional Autónoma de México. |
|||||||||||||||||||
| ________________________________________ | |||||||||||||||||||
|
cómo citar este artículo →
De Grinberg, Dora M. K.. 1993. Metalurgia Mesaomericana. Ciencias, núm. 29, enero-marzo, pp. 17-25. [En línea].
|
|||||||||||||||||||
 |
|
|
|||||||||
| María Luisa Fanjul y María Eugenia Gonsebatt | |||||||||||
|
El papel que juegan dentro de la investigación biológica
los métodos tanto experimental como comparativo, puede llegarse a entender sólo si se comprende que, tradicionalmente, ésta se ha dividido en dos campos principales de estudio: la biología de las causas proximales (inmediatas) o biología funcional y la de las causas mediatas o finales o biología evolutiva.A principios de este siglo no existía comunicación entre estos dos campos. Los biólogos funcionalistas tendían a ser fisicalistas e induccionistas, aceptando como única metodología de estudio la experimentación; mientras que los evolucionistas tendían hacia el punto de vista opuesto, limitándose con ello a la observación y a la comparación. Tal vez la tecnología disponible y las teorías en boga, impedían que ambas áreas se integraran, a nivel de conocimiento, lo que provocó que por mucho tiempo se mantuvieran sepultados, por incomprensibles, algunos resultados de experimentos tan importantes, como los de Mendel en genética o los de Overtone sobre fenómenos a nivel de membrana celular.
Quizá debido a que para las ciencias fisiológicas la metodología experimental es fundamental, son muy pocos los fisiólogos que han escrito sobre la teoría evolutiva. Sin embargo, actualmente queda claro que tanto las preguntas funcionales como las evolutivas son igualmente válidas. De hecho, existe un sólo fenómeno biológico que pueda ser completamente explicado si no se han explorado los dos tipos de metodologías.
Sin embargo, en biología hace falta una segunda explicación que complemente a la primera; simplificadora, hecha en términos relacionados con principios físicos y químicos, a la que podríamos llamar “compositiva”, y que, al decir de Simpson, estaría en función, por un lado, de la utilidad adaptativa que las estructuras y los procesos tengan para el organismo en conjunto y para la especie de la que forme parte, y por otro, del papel ecológico que desempeñe en las comunidades en las que exista la especie.
Uno de los problemas claves en la teoría evolutiva es el de la adaptación a través de la selección natural. Para todos aquellos que nos dedicamos a tratar de entender los procesos fisiológicos, la explicación de la aparición de fenómenos como la osmorregulación o el torpor diurno en algunas especies, sólo tiene sentido a través de una “lógica adaptativa”. A diferencia de los estudios poblacionales, la fisiología comparativa trabaja con individuos, asumiendo que su funcionalidad es una expresión de su adaptación y, puesto que en las formas fósiles no es posible llevar a cabo pruebas experimentales para estudiar la presión del medio sobre los organismos, es necesario inferir mucha de su filogenia en formas vivientes, ya bien sea en el estado adulto o durante la ontogenia.
Se ha observado que las situaciones extremas que se dan en la naturaleza, o bien se crean artificialmente en el laboratorio en condiciones controladas, son capaces de evidenciar cambios fenotípicos que no son sino la expresión de genes (polimorfismos genéticos), que reflejan la dinámica de la interacción del individuo con el medio ambiente, lo que, a nuestro entender, evidencia parte de la historia de la relación eco-fisiológica del grupo con el ambiente y con aquellos organismos con los que ha “cohabitado”. Por ello pensamos que dada la variedad y la complejidad de los seres vivos, en sus funciones se acumula gran cantidad de información sobre su historia natural.
Reflexiones acerca del concepto de adaptación
En la teoría evolutiva, como lo ha señalado Mayr, el término adaptación puede tener un significado ambiguo, puesto que se utiliza tanto para indicar el proceso de “estarse adaptando” como para definir el estado de adaptación final.Por una parte, el término se utiliza para denotar la adaptación somática, o no genética, de un individuo. Tal seria el ejemplo de la adaptación que sufre un animal a bajas presiones de oxígeno, cuando se enfrenta a cambios de latitud o a cambios en la presión hidrostática durante los periodos de adaptación a las grandes profundidades (reflejo de inmersión); esta adaptación somática o de compensación, puede, desde luego, estar presente en el pool génico, pero no se expresa hasta que las condiciones del medio lo requieran.Por otra parte, el mismo término de adaptación se utiliza en un sentido genético estricto, para denotar la reconstrucción de un genotipo, debido a la presión selectiva durante muchas generaciones.
Algunos autores, como Bock, restringen el término “adaptación” únicamente a los componentes fenotípicos, pero también existen definiciones que no la limitan sólo a estos componentes, sino que además, de acuerdo con Hainsworth incluyen en ella términos de eficiencia, tales como el ahorro energético, que supone la expresión de algunas isozimas en ciertos procesos de aclimatación. Mayr, a su vez, amplia la definición del término y le llama adaptabilidad, ya que está constituido por el equilibrio morfológico, fisiológico y conductual de una especie, lo que le permite competir exitosamente con miembros de su propia especie o de otras especies, además de tener tolerancia a medios físicos extremos.Por lo tanto, la adaptación quizá se pueda considerar como la mayor eficiencia fisiológico-ecológica que llegan a alcanzar los miembros de una población. Si tomamos en cuenta sólo los aspectos fisiológicos, nos atreveríamos a decir que la selección natural ha “moldeado” las diferentes maneras en las que pueden desempeñarse los animales y, por lo tanto, las adaptaciones se pueden considerar como atributos que favorecen la sobrevivencia y el éxito reproductivo de los individuos.
Adaptación, forma y función
La fisiología es una ciencia que estudia los diversos niveles de integración de las estructuras y funciones de la materia viva, en sus diferentes niveles jerárquicos: moléculas, células, sistemas, individuos, poblaciones y hasta sistemas ecológicos. Por lo tanto es imposible deslindar el término adaptación de la interacción entre forma y función, lo que provoca que surjan sospechas y acusaciones de lamarckismo.
Sin embargo, es interesante recordar que ya en el siglo XVIII, los filósofos franceses denominaron adaptación a la relación entre forma y función; recuérdese la ley de correlación de las partes de Cuvier, quien al ponerla en práctica pudo predecir con un solo hueso, el resto del animal, así como algunas de sus propiedades fisiológicas y ecológicas. Además, este término fue utilizado por los ensayistas británicos del siglo XIX, dentro del contexto evolutivo. “La adaptación consiste en la correlación de la estructura y los hábitos de los animales, con sus necesidades vitales y esta correlación es un hecho biológico innegable”, señala Carter en su Evolución Animal, de acuerdo a Reid. Ni aun Lamarck hubiera estado en desacuerdo con esta idea, aunque la explicación que daba el autor de la Filosofía Zoológica, era la de que el organismo respondía a sus necesidades por medio de una automodificación apropiada, la cual quedaba fija en el genoma.
Actualmente lo que se sostiene es que el refinamiento de la adecuación (Fitness) entre el organismo y sus necesidades, se lleva a cabo por medio de la selección natural. Esto es, siguiendo a Reid, que la posibilidad de respuesta al medio está contenida en el genoma, pero se manifiesta solamente cuando encuentra una necesidad, y toda función puede ser adaptativa si la selección natural es el verdadero agente de la evolución.Es en este momento cuando el medio ambiente juega un papel fundamental, ya que propicia que ciertas características se pongan de manifiesto (se expresen), como es el caso de las isozimas señaladas anteriormente, y que en los individuos ectotermos sólo se manifestarán en ciertas condiciones de temperatura, representando para ellos la única opción de sobrevivencia en estas circunstancias.
Adaptación: paralelismo, convergencia y divergencia
Al estudiar la fisiología de los diferentes grupos animales, no deja de llamar la atención la analogía de algunas estrategias adaptativas en grupos de individuos poco relacionados filogenéticamente.
Antes de comenzar a discutir y ejemplificar estos términos, quisiéramos tratar de definirlos. En biología evolutiva se entiende por paralelismo la evolución de características similares o idénticas en linajes filogenéticamente relacionados, las cuales generalmente están basadas en modificaciones similares de las mismas vías de desarrollo. En cambio, a la evolución convergente se la define como la evolución de características similares, o parecidas, en taxa distantes genealógicamente y, en general, con características previas diferentes o, a través de vías de desarrollo distintas.Según Prosser, el momento en que se dice que las vías paralelas de una función se hacen convergentes, es un tanto cuanto arbitrario. Un ejemplo clásico de ello, señala el autor, es el hecho de que exista urea o ácido úrico, como productos de excreción del metabolismo proteico en grupos de animales no relacionados filogenéticamente; este paralelismo quizá se deba a mecanismos de conservación hídrica, también podría ser que las vías de síntesis de urea en la lombriz de tierra y en el riñón de los vertebrados fueran distintas; sin embargo las evidencias no son completas. De la misma manera, la producción de ácido úrico en un pollo puede ser diferente a la de las serpientes y los insectos, pero también faltan pruebas que lo demuestren.
En la naturaleza encontramos numerosos ejemplos en los que animales procedentes de diferentes linajes evolutivos parecen haber convergido desde puntos de partida diferentes.
La regulación de temperatura es una estrategia repetida a través de la escala filogenética. No podemos decir que la homeotermia, o la endotermia como sería más correcto decir, sea una estrategia restringida a aves o a mamíferos; también la encontramos en insectos, ya que algunos son capaces de generar su propio calor interno mediante mecanismos tales como la contracción muscular. Por otro lado, en animales ectotermos, la conservación de temperatura involucra patrones conductuales que pudieran haber reemplazado la perdida de una función (¿eran endotérmicos los dinosaurios?) Ello obviamente implica que para desarrollar estos patrones debieron a su vez surgir centros nerviosos con el mismo objetivo, el mantenimiento de la temperatura corporal, con una mayor eficiencia energética, a costa de una menor eficiencia en otras funciones como por ejemplo, la locomoción. Este fenómeno entonces parece ser un ejemplo típico de convergencia.
Otro caso muy claro de evolución convergente, tanto en artrópodos como en vertebrados, es el del desarrollo de órganos neurohemales, para la regulación neuroendócrina. En los primeros los sistemas órgano X-glándula sinusal de los crustáceos y pars intercerebralis-corpora allata en los insectos, son similares al eje hipotálamo-hipófisis de los vertebrados. Debido a que estos sistemas neuroendócrinos de vertebrados e invertebrados no son homólogos, los podemos considerar como un notable ejemplo de convergencia evolutiva en grupos animales altamente divergentes.
Un ejemplo más lo encontramos en el aparato respiratorio. La presencia de branquias tanto en invertebrados como en crustáceos y vertebrados, como los peces, que muestran exactamente el mismo diseño para la misma función; es decir el sistema vascular se encuentra contenido en laminillas paralelas, que al ser bañadas por el flujo continuo de agua, permiten la captación de oxígeno.
Los caracteres etológicos, que desde luego tienen un sustrato funcional, nos muestran ejemplos preciosos de convergencia evolutiva. Tal es el caso de las migraciones que se pueden observar en grupos divergentes como lo son las aves y los insectos, y en animales acuáticos, procedentes de grupos filogenéticamente diferentes que viven en regiones polares. Estas regiones frías poseen una gran abundancia de vertebrados endotermos (aves, mamíferos, focas y cetáceos), así como diferentes invertebrados, para los cuales la única forma de sobrevivencia en el invierno, estación para la cual no hay alimento disponible, es emigrar, cambiar la dieta, cambiar el estado de vigilia a expensas del metabolismo basal (torpor, diapausa, hibernación) o bien la alternancia de generaciones.
En las regiones árticas se puede observar entonces una gran convergencia en las funciones, desde la involución del crecimiento que presentan los celenterados y los ctenóforos, hasta la presencia de migraciones y el torpor que comparten vertebrados e invertebrados de líneas filogenéticas distintas.Hemos tratado que en los ejemplos de convergencia evolutiva que escogimos, se cumpla la definición formal de la misma y no confundirla con el paralelismo; sin embargo, lo consideramos difícil, pues volviendo a Prosser: “Se pueden hacer correlaciones superficiales entre adaptaciones fisiológicas y la filogenia. Aunque existe un gran fundamento científico en las filogenias, se deben reexaminar muchas más especies, desde un punto de vista experimental en el que se contemplen aspectos fisiológicos, bioquímicos y moleculares.”
Sin embargo, como dice Dawkins, las similitudes convergentes, aunque superficiales, son demostraciones espectaculares de la acción de la selección natural al agrupar “los diseños funcionales adecuados”. Si un diseño es suficientemente bueno para evolucionar por primera vez, se utilizará nuevamente una y otra vez, desde diferentes puntos de partida y en diferentes partes del reino animal. Un caso muy claro de ello es que cada vez que se requiere gran eficiencia para conservar o para obtener agua, gases o calor, aparecen los flujos en contracorriente, que optimizan estos procesos. Cuando se observa en la escala filogenética, la repetición de estos diseños, no solo coincide con Dawkins, sino que no se puede dejar de pensar que esta repetición puede también evidenciar fracasos o limitaciones para generar estrategias diferentes.
Si las definiciones de convergencia y paralelismo se pueden prestar a arbitrariedades, el tratar de ejemplificar adaptaciones divergentes es relativamente sencillo. Cuando dos poblaciones divergen en composición genética por adaptaciones a diferentes medios, algunas diferencias genéticas les pueden conferir aislamiento reproductivo, lo cual llevará a la especiación y a la diversificación. La evolución de mecanismos osmorreguladores ha tenido un efecto de largo alcance, en aspectos de especiación y diversificación. En los mamíferos los desechos nitrogenados son excretados en el riñón, predominantemente en forma de urea, y en las aves y reptiles como ácido úrico. El cambio evolutivo desde la excreción de amoniaco en los vertebrados acuáticos primarios (peces y anfibios), a la excreción de urea, y subsecuentemente a excreción de ácido úrico, representa un mecanismo divergente en la historia natural de los vertebrados, a pesar de excepciones bien conocidas, como lo son las de los anfibios uricotélicos y los cocodrilos amniotélicos. Esta evolución divergente, necesaria para el balance ácido-base y la excreción de desechos nitrogenados, es un resultado de la respiración aérea, al igual que lo es la de la presión selectiva, que favorece cambios fisiológicos y morfológicos para la conservación de agua en el medio terrestre.
Hemos tratado de ejemplificar la manera en que al relacionar estructura y función en los diversos grupos animales, la repetición de algunos fenómenos, así como la diversidad de expresión de otros, nos llevan a un nivel más complejo de análisis, en donde la óptica adaptativa y los conceptos evolutivos se hacen indispensables.
|
|
||||||||||
|
Referencias Bibliográficas
Bock, W. F., 1959, “Preadaptation and multiple evolutionary pathways”, Evolution 13; 194-211.Dawkins, R., 1987, The blinded watchmaker, W. W. Norton & Co. Inc., New York, 322 p.
Heinsworth, F. R., 1981, Animal physiology adaptations in function, Addison-Wesley Publishing Co.
Mayr, E., 1988, Toward a new phylosophy of biology, Harvard University Press, 562 p.
Prosser, C. L., 1965, “Levels of biological organization and their physiological significance”, in: J. A. Moore (ed.) Ideas in modern biology, Natural History Press, Garden City, New York, pp. 357-390.
Reid, R. G. B., 1985, Evolutionary theory the unfinished synthesis, Croom Held, London, 380 p.
Simpson, G. G., 1964, “Organism and molecules in evolution”, Science, 146: 1535-1538.
|
|||||||||||
| _________________________________________ | |||||||||||
|
María Luisa Fanjul y María Eugenia Gonsebatt
Facultad de Ciencias,
Universidad Nacional Autónoma de México.
|
|||||||||||
| ______________________________________________________________ | |||||||||||
|
cómo citar este artículo →
Fanjul de Moles, María Luisa y Gonsebatt, María Eugenia. 1993. Fisiología y evolución. Ciencias, núm. 29, enero-marzo, pp. 9-12. [En línea].
|
|||||||||||
 |
|
|
||||||||||||||
| María Cristina Renard y Teodoro Espinosa Solares | ||||||||||||||||
|
Cuenta la leyenda que algún día, en algún lugar del Yemen,
llegó a un convento (el lector perspicaz pensará que por qué no a una mezquita; recuérdese que por estas épocas Mahoma pastoreaba cabras lejos del Yemen) un pastor muy preocupado porque sus cabras se pasaban todas las noches en vela y brincando de un lado a otro. Confió su problema al prior del convento, el cual decidió investigar la causa de tan extraordinario suceso.
El prior acompañó al pastor al campo y por la noche se dispuso a observar al rebaño de cabras. En efecto, las cabras se pasaban toda la noche muy agitadas. Al día siguiente, sin embargo, el prior se dio cuenta de que los animales que, según la costumbre pastaban libremente por el monte, comían en abundancia el fruto rojo de ciertos arbustos. Cortó algunas de estas cerezas y, de regreso a su convento, las hizo hervir en agua. Al beber de este brebaje, el sabor le fue extremadamente desagradable; molesto, arrojó los frutos al fuego. Al rato, percibió en el ambiente un agradable e incitante aroma. Decidió entonces volver a preparar una infusión con aquellos frutos quemados: se había inventado el café. Se dio cuenta además de que la bebida le quitaba el sueño.
El prior, feliz por su descubrimiento, dio de esta bebida a sus monjes para que no se durmieran durante los oficios religiosos nocturnos.
Del Yemen a América: el café arábica
La especie Coffea arabica es un constituyente natural de los bosques de altura del suroeste de Etiopía, del sur de Sudán y del norte de Kenia. Sin embargo, si bien esta región es el lugar de origen del café, su centro de diseminación fue el Yemen. No se conocen exactamente las circunstancias por las cuales el café se trasladó desde Etiopía y Sudán al Yemen; al contrario, las condiciones de su esparcimiento posterior han sido reseñadas y nos enseñan en todo momento la mano de las potencias colonizadoras occidentales, cuyas poblaciones se iniciaban en la degustación de esta novedosa bebida.
El primer uso del grano tostado para preparar la infusión del que se tiene memoria, se remonta al año 575 d. C., y se sitúa ya en el Yemen. De ahí el cafeto fue llevado, a fines del siglo XVII, a Sri Lanka y a Indonesia por la Compañía de las Indias Orientales (empresa comercial de los Países Bajos). Desde Java, pasando por los invernaderos de Ámsterdam, y los de Luis XIV de Francia, en 1723 se envió un solo pie a las Antillas, dando origen a la variedad conocida como Typica. Otros cafetos salieron en 1640 del puerto de Moka hacia Ámsterdam y de allí hacia la isla Bourbon (actualmente La Reunión) entre 1708 y 1718. De ahí, un descendiente único fue transferido a América: es la variedad conocida como Bourbon.
En América, la planta del café se expandió muy rápidamente por toda la parte sur y centro del continente durante los siglo XVIII y XIX: en 1727 llega a Brasil desde Cayena; en 1730 se implanta en Jamaica; en 1748 en Cuba, en 1754 en Venezuela, en 1755 en Puerto Rico, en 1779 en Costa Rica; en 1790 llega a México, en 1808 a Colombia: entre 1840 y 1860 se esparce por toda Centroamérica. El vigor de la nueva planta y su fácil expansión se debieron a la ausencia de plagas y enfermedades en el Nuevo Mundo, particularmente de la roya (Hemileia vastatrix), la cual afectaba gravemente el café en África y donde llegó a destruir la mayoría de las plantaciones de arabica, mientras que a América no llegó sino hasta los años setenta del presente siglo.
En África: el café robusta
La roya se propagó a partir de 1869 en Ceilán, después en la India, en Indonesia y en África, donde destruyó prácticamente todo el café arabica. La excepción fue Etiopía, en donde se estableció un equilibrio ecológico entre las dos especies. La desaparición del arabica en África, fue la razón por la cual, a partir de 1900, se empezaron a cultivar otras especies de cafetos naturales del mismo continente dados a conocer por misioneros exploradores, especialmente la especie Coffea canephora en su forma robusta que, como su nombre lo indica, resultó ser más resistente a las plagas del cafeto que el C. arabica. Una centena de cepas de robusta provenientes de Zaire (la entonces colonia belga llamada Congo) fueron transferidas a Bélgica y luego introducidas a Java en 1901. De allí, el robusta se expandió a África, donde prevaleció por su vigor y resistencia.
Así, a pesar de ser una planta originaria de África, el café no se desarrolló masivamente en este continente hasta después de 1900, mientras que en América, donde había sido introducido para su cultivo en el siglo XVIII, para estas fechas se cultivaba a gran escala.
El origen del nombre
Existen varias interpretaciones sobre el origen de la palabra café: para algunos, el término se deriva de la palabra árabe cahuah que significa “estar inapetente”; para otros proviene de cahueh que quiere decir “fuerza, vigor”.
Un medico británico del siglo XVIII, Moseley, creía que la palabra café provenía de la ciudad árabe de Kaffa. Otro erudito, Sylvestre de Sacy, pretendía que su origen era kahwa lo que quiere decir “rostizado al sartén”, a causa del procedimiento de torrefacción aplicado al grano.
Otra interpretación es la que atribuye el nombre kahwa al recuerdo de un rey persa, Kavus Kai…
Usos y costumbres
Solimán Aga, el embajador del sultán Mohammed IV ante el rey de Francia, Luis XIV, y favorito de la corte, fue quien puso de moda el café al ofrecer la bebida al rey Sol.
Respondiendo al capricho de la corte por el aromático grano, los armenios abrieron casas de café por todo París, compitiendo así con la degustación del chocolate y del té. En 1700 había en París más de 300 establecimientos de café. La bebida tenía, sin embargo, sus detractores, entre ellos a Madame de Sévigné, también favorita del rey, quien tampoco gustaba del teatro de Racine y que afirmaba que la moda del dramaturgo pasaría como la del café.
En Inglaterra las cosas no fueron tan fáciles: el consumo del café iba en contra de la arraigada costumbre de tomar té, el cual provenía de las colonias de la real Albión. Para proteger el consumo del té, el parlamento inglés aplicó fuertes gravámenes a cada galón de café, este “grano maldito”.
Los establecimientos de café a menudo fueron identificados con la subversión política, por ser sitios de reunión de intelectuales donde se discutían temas sociales y económicos sin emborracharse como en los bares y cantinas, donde los vapores del alcohol no permitían discutir con seriedad. En Turquía los cafés fueron cerrados en varias ocasiones a causa de los disturbios políticos, y en varios países de Europa eran mal vistos por los gobernantes, que los consideraban focos de propagación de ideas peligrosas.
Variedades, especies y sus características
Por las razones históricas antes expuestas, a saber: modo de dispersión de este cultivo que limitó la variedad de las cepas fundadoras de las plantaciones, son dos las grandes especies de café que se encuentran en el mundo: C. arabica y C. canephora. Entre estas dos especies existen diferencias de tipo biológico y comercial que se describen a continuación.
C. arabica
El café arabiga es un cultivo de altura (de 650 a 2800 msnm) y de clima subtropical. Requiere precipitaciones de 1900 mm por año con un periodo seco anual y temperaturas superiores a los 21°C. Es muy sensible a las heladas y a los vientos fríos; asimismo, por su modo de reproducción (la autofecundación de flores hermafroditas de una misma planta, con su consecuente falta de diversidad en los contenidos genéticos), resulta muy frágil ante las plagas, especialmente la roya (Hemilieia vastatrix).
Por la misma razón, las variedades Typica y Bourbon dieron nacimiento a linajes homogéneos: así, los mutantes son muy escasos y algunos de ellos son considerados como variedades: el Maragogipe, que se reconoce por su grano de más de 15 mm; el Caturra, árbol bajo, bastante difundido en México, cultivado por soportar altas densidades y tener alta productividad, así como por ser de fácil acceso para las tareas de su cultivo; el Laurina, cuyo nombre proviene de la forma de su hoja parecida al laurel y cuyo contenido en cafeína es reducido. La variedad Mundonovo, también bastante común en México, resultante de un cruce natural entre las variedades introducidas en América en el siglo antepasado.
Cabe señalar que, en forma natural, se dio el cruce de las especies C. arabica y C. canephora en la isla de Timor en Indonesia.
La investigación genética para encontrar plantas de C. arabica resistentes a las plagas o de mayor productividad, ha dado origen a otras variedades de esta misma especie, como el Catimor, resultante del cruce del hibrido de Timor, sumamente resistente a la roya, con el Caturra, el Catuai (importado desde Centroamérica) o el Guarnica (producido por el Inmecafé), reputado por su alta productividad.
El café arabica —que se distingue por tener un grano más aromático y ácido que el robusta— representa 70% de la producción mundial y su cultivo se ubica principalmente en América del Sur, América Central, México y Etiopía. Por la calidad de sus granos y un proceso de beneficio más elaborado que el robusta, es un café muy preciado en los mercados internacionales, por lo que su precio rebasa el de aquél y contiene aproximadamente 1% de cafeína.
C. canephora
El café canephora o robusta sopona alturas más bajas que los 650 m, pero no mayores de 1300 m. Requiere precipitaciones de entre 1000 y 1800 mm al año y temperaturas mayores de 24°C. Se reproduce por fecundación cruzada entre plantas diferentes, lo que le produce cafetos heterogéneos desde el punto de vista genético y una gran variabilidad entre sus descendientes, lo cual explica su mayor resistencia a las plagas.
Con 30% de la producción mundial, el café robusta se encuentra principalmente en África, Asia y las Filipinas. Contiene alrededor de 2% de cafeína, por lo cual es utilizado para la elaboración de los cafés solubles. De sabor menos fino que el arabica, obtiene precios menores en los mercados mundiales.
Esta especie tiene un particular interés para los industriales de café soluble ya que posee un mayor rendimiento en fábrica y, en el caso del descafeinado, se obtiene una mayor cantidad de cafeína como subproducto, que llega a alcanzar precios muy altos.
El procesamiento
Antes de llegar a nuestra mesa, servido en una aromática taza, el grano de café tiene que pasar por varias transformaciones: primero se le eliminan sus envolturas (la pulpa y una película llamada pergamino); esto se hace durante el proceso de beneficio, el cual se efectúa parcialmente en los lugares de producción en el momento de la cosecha, y en parte antes de la exportación. El resultado del proceso de beneficio es el café verde, también llamado café oro, forma bajo la cual se comercializa o exporta en sacos de 60 kilogramos.
Después se tiene que tostar, lo cual se hace durante la llamada torrefacción, proceso de tipo más industrial que consiste en desarrollar todas las calidades aromáticas del grano a altas temperaturas (210 a 230°C). Se realiza en el país de consumo y lo más tarde posible antes de la venta, para preservar el aroma del café.
A veces el grano es objeto de otro procesamiento más, aquel que lo lleva a su presentación como polvo soluble; este último es netamente industrial y su composición de capital es muy elevada.
Mientras que el beneficio del café lo realizan los propios productores o las casas beneficiadoras y exportadoras locales, su torrefacción y transformación en café soluble, y mas particularmente ésta, se encuentran concentradas en manos de grandes empresas transnacionales, a menudo las mayores empresas alimenticias del mundo. A continuación se detallan cada uno de estos procesos de transformación del café.
El beneficio
Existen dos formas para quitar la pulpa y la corteza del café hasta dejarlo limpio y obtener así el café verde (u oro): la vía húmeda y la vía seca. La primera, más larga y compleja, da un café de mejor calidad y se utiliza para los café arabica, excepto los brasileños. La vía seca se usa en los casos de los arabica brasileños y de los robusta.
La vía húmeda de beneficio. El café recién cortado del arbusto (en cereza) se deposita en tanques de agua para un primer lavado y clasificación: mientras los granos buenos se hunden, los granos malos (v. gr. picados) flotan, lo que permite eliminarlos. Luego, los granos se introducen a una máquina llamada despulpadora, que puede ser impulsada manualmente o en forma automatizada. Posteriormente se deja fermentar el café para poder quitarle el mucílago. Se vuelve a lavar y se seca tendiéndolo en patios asoleados o con máquinas secadoras. Al café así obtenido se le conoce como café pergamino.
Esta primera parte del beneficio la pueden realizar los mismos productores, incluidos los pequeños, ya que se puede efectuar en instalaciones domésticas: se necesita únicamente una despulpadora y un patio de cemento para secar el grano. Así, los pequeños productores venden el grano en forma de café pergamino.
La siguiente fase del proceso, que consiste en quitar el pergamino para lograr el café verde (oro), requiere maquinaria más compleja que solamente poseen los grandes productores, las casas exportadoras y algunas uniones de ejidos organizados para la exportación de su producto. A esta segunda fase del beneficio se le llama a menudo beneficio seco, ya que no requiere del lavado del café; aquí lo consideramos como una parte del proceso más general de la vía húmeda de beneficio.
Después de clasificar el café pergamino y quitarle las impurezas, se elimina el pergamino (estructura delgada adherido al grano) en una máquina morteadora. Opcionalmente se pule el café, aunque ello favorece la pérdida de humedad del grano, el cual se blanqueará más rápidamente. Se obtiene así el café verde (oro) lavado, el cual se selecciona por tamaño, manchas y color, todo ello mecánicamente; en los beneficios de café más adelantados existen ya seleccionadoras electrónicas.
La vía seca de beneficio. El café cereza se deja secar en el suelo, o a veces en secadora mecánica, hasta que el grano queda suelto dentro del fruto, lo que tarda de dos a tres semanas (en México se conoce este café como capulín o bola). Entonces se le quita la corteza machacándolo con un mortero, o bien, en la misma forma que el café procesado por la vía húmeda. Se seleccionan los granos por tamaños: es el café verde no lavado.
La torrefacción
Con el café verde (oro) no se puede todavía elaborar ninguna bebida. Para ello se requiere primero tostar los granos. La torrefacción o tostado desarrolla la fragancia y el sabor del café; precisamente para que no pierda su aroma se procede a tostarlo lo más tarde posible antes de su venta. La torrefacción se realiza a altas temperaturas (de 210 a 230°C).
El grado del tostado se relaciona con el color del café, y éste con su sabor: un café de color claro, resultante de un tostado leve, tiene más acidez y ha perdido solamente 14% de su peso; a un café de color oscuro, producto de un tostado intenso, le queda poca acidez y aroma y ha perdido hasta 20% de su peso. De un café más ácido se dice que es suave (la acidez tiene que ver también con la altura a la que se cultiva: un café más ácido proviene de mayores alturas). A mayor tostado hay una mayor destrucción celular (lo que facilita la elaboración de solubles) y mayor aparición de aceite en el grano.
Paralelamente al proceso de torrefacción, en los grandes países consumidores (los de Europa y los Estados Unidos), los industriales del café tienen que proceder a mezclar varios tipos de café. En efecto, las compañías importadoras compran durante el año varias cargas de café de diferentes orígenes y calidades, es decir, con sabores diferentes. Para poder ofrecer al consumidor un producto uniforme y regular, y conservar la imagen de la marca, necesitan mezclar estas remesas de diversa calidad. Las mezclas permiten también contrarrestar la escasez estacional de ciertas variedades de café. Las fórmulas de mezclado son secretas; se trata más bien de ayudar a los comerciantes e industriales que de adaptarse a los gustos de los consumidores, a pesar de lo que publicitan. El mezclado permite el control y la uniformación de la calidad; además, eleva los precios y permite sacar la producción disponible. Por ello, pese a la publicidad, en estos países, no se expende café 100% colombiano, mexicano, brasileño o guatemalteco.
Para fines de comercialización y exportación, se ha dividido a los países productores según: 1. Sus tipos de café, 2. Los tipos de procesamiento del mismo y 3. Los tipos de sabor. Es así que tenemos las siguientes categorías:
Los cafés lavados:
Los arábicas suaves colombianos provenientes de Colombia, Kenia, Tanzania.
Los otros suaves provenientes de México, América Central, Perú, Guinea.
Los cafés no lavados:
Los arábicas no lavados provenientes de Brasil y Etiopía. Los robustas provenientes de África y las Filipinas.
La elaboración de solubles
Los cafés solubles existen desde finales del siglo pasado pero su consumo se ha extendido sobre todo después de la Segunda Guerra Mundial, y aumentó espectacularmente en los años cincuentas, en particular en los Estados Unidos.
El café soluble se elabora por torrefacción, extracción y concentración de café. El secado es por atomización con aire caliente o por liofilización. La manufactura de solubles requiere capital intensivo, por lo que es monopolizada por grandes corporaciones transnacionales (inclusive en los países productores, como es el caso de la Nestlé en México), que son las únicas capaces de gastar grandes sumas de dinero en publicidad. Aproximadamente desde 1960 se inició su manufactura en los países productores, entre los cuales México ocupa el tercer lugar (con 2000 toneladas en 1985), después de Brasil y Colombia.
Para la elaboración de solubles se utilizan preferentemente cafés robusta por dos razones: por ofrecer su mayor rendimiento industrial y porque se obtiene mayor cantidad de cafeína como subproducto del proceso.
Sin embargo, la necesidad de mejorar la calidad de los cafés solubles para aumentar su demanda y consumo y los avances tecnológicos en la recuperación y preservación de aromas (reintroducción de las sustancias eliminadas durante el proceso en las partículas secas, envases al vacío, secado en frío, etcétera) que disminuyen las ventajas relativas de los robusta favorecen la creciente utilización de cafés arabica para elaborar cafés solubles.
El café descafeinado surgió como respuesta a las preocupaciones y a la polémica que han acompañado al consumo del café: en efecto, debido a la presencia del estimulante que es la cafeína, se ha sostenido que el café es tóxico para el organismo, nocivo para el corazón, y que provoca o aumenta la ansiedad y el estrés. Se ha elaborado entonces un producto libre de la tan cuestionada sustancia.
El café descafeinado se elabora eliminando la cafeína del café verde por medio de un solvente clorado (cloruro de metilo) o por agua. Después se torrefacta y contiene menos del 0.1% en peso de cafeína. Ésta se comercializa con fines farmacéuticos.
La calidad
La calidad del café se evalúa en dos niveles: el primero de ellos es el grano, es decir el café oro; el segundo, en la infusión.
En el primer nivel, el café oro de exportación se diferencia por el tamaño de los granos, los defectos que puedan presentar, el contenido de impurezas y las manchas. De aquí se tienen dos preparaciones: la europea y la americana, la primera de las cuales exige menos calidad.
Por otro lado son varios los factores que determinan la calidad del café en taza: desde el campo hasta el proceso de torrefacción, cada paso de la elaboración es importante para la calidad del producto final. Enumeraremos aquí los factores que determinan la calidad del café, desde su producción hasta su transformación en café verde.
— Las especies y variedades de café influyen en el sabor en taza, determinando el cuerpo.
— La altura y la latitud a la que se siembra determinan su grado de acidez.
— La región donde se produce el aroma.
— El tipo de beneficio, sea la vía seca o la vía húmeda, induce el sabor. La calidad del beneficio húmedo es fundamental: un café de altura puede echarse a perder si el beneficiado es deficiente (despulpado inoportuno, fermentación inadecuada, mal lavado, secado en tierra o petate en vez de patio de cemento, etcétera), lo que sucede a menudo con los pequeños productores campesinos.
— Es importante que se coseche el café cuando esté maduro y que no se mezclen los de diferentes alturas y grados de madurez.
— Una vez pasado por el beneficio seco, el café verde tiene una vida útil limitada: con el tiempo tiende a blanquearse y pierde sus cualidades. Por ella, se almacena el café en pergamino y se retrilla antes de exportarlo.
— El café puede adquirir olor y sabor a tierra, humedad, compuestos químicos, entre otros, hasta que se tuesta. Hay que cuidar este factor al almacenarlo y transportarlo.
— Con base en lo anterior, en México se distinguen 3 categorías de café verde (u oro) lavado suave:
1. El café de Altura: producido desde los 900 m requiere un beneficiado impecable para no perder su clasificación.
2. El Prima Lavado: producido entre los 650 y 900 m; es la categoría que más exporta México y como tal está cotizado en la Bolsa de Café de Nueva York.
3. El Buen Lavado: producido a 650 m o menos; se utiliza para el consumo interno, tiene poca sabor.
Fuerte, negro, amargo o dulce, el café también ha inspirado a poetas y escritores, entre ellos, al cubano José Martí. “Es jugo rico, fuego suave, sin llama y sin ardor, que aviva y acelera toda la ágil sangre de mis venas, el café tiene un misterioso comercio con el alma, dispone los miembros a la batalla y a la carrera; limpia de humanidad el espíritu; aguiza preciosos conceptos a los labios. Dispone el alma a la recepción de misteriosos visitantes y a la audacia, grandeza y maravilla”.
|
|
|
|
|||||||||||||
|
Referencias Bibliográficas
Charrier, A., 1982, “L‘amélioration génétique des cafés”, La Recherche 136.
Clifford, M. N. & K. C. Willson, 1985, Coffee. Botany, Biochemistry and Production of beans and Beverage, AVI Publishing Co. Csáky, M. D., Cutting’s Handbook of Pharmacology, Appleton-Century-Crafts, New York. Gregori, Florencio, “La leyenda del café y México”, El Sol del Centro, 14 octubre 1981. Le Monde Economique, 29 mayo 1984. Mwandha James, J. Nicholls y M. Sargent, 1985, Coffee: the International Commodity Agreements, Gower Publishing Company Ltd. |
||||||||||||||||
| ________________________________________ | ||||||||||||||||
|
María Cristina Renard
Subdirección de Investigación,
Universidad Autónoma Chapingo.
Teodoro Espinosa Solares
Departamento de Ingeniería Agroindustrial,
Universidad Autónoma Chapingo.
|
||||||||||||||||
| ____________________________________________________________ | ||||||||||||||||
|
cómo citar este artículo →
Renard, María Cristina y Espinosa Solares, Teodoro. 1993. Fuerte, negro y dulce: el café. Ciencias, núm. 29, enero-marzo, pp. 3-8. [En línea].
|
||||||||||||||||
