Epílogo: Análisis de “la espada negra”

El equipo de científicos e historiadores escogidos por la Universidad de Kiev organizó su trabajo en dos áreas de estudio complementarias. La primera consistió en la búsqueda e interpretación de fuentes y otros datos que permitieran conocer el marco histórico que rodeó la espada en estudio. La segunda, en el análisis de la citada arma. Después de todos los estudios y debates sobre el tema, se elaboró un informe con distintos apartados.

Descripción: La espada objeto de estudio es un arma de hoja damasquinada, con empuñadura del mismo metal y color que la hoja, cosa totalmente inusual en todas las espadas conocidas hasta la fecha, independientemente del estilo y lugar de origen y método de fabricación.

En cuanto a sus formas se puede determinar que es un arma blanca tipo espada, y de entre todos los estilos de espadas conocidos hay dos opiniones distintas entre los eruditos en la materia. Una de ellas es que por sus dimensiones y formas generales se trata de una espada de las denominadas «jinetas» y la otra opinión es que tiene elementos de las espadas vikingas de la época.

Ambos grupos de opinión, entre los historiadores, aceptan la hipótesis de que pudiera tratarse de una espada jineta con elementos añadidos de las espadas vikingas. Ello nos llevaría a la hipótesis de que su fabricante sería un experto conocedor de los diferentes estilos de espadas que se fabricaban en la época en que se fabricó la espada en estudio.

Se trata de una espada de corte recto, doble filo con canal hasta la mitad, de empuñadura del mismo metal negro que el resto de la espada y con pomo redondo del mismo metal, de una sola mano, y cuyos arriaces en vez de ser de forma redondeada cayendo hacia la hoja dejando un mínimo espacio entre sí, se asemeja más a los guardamanos prácticos y sencillos de las espadas vikingas.

Lo que sí es, desde luego, es una variante de espada de armas, o de combate, destinada a tal fin, pues nada tiene de rasgos que pudieran ofrecer duda sobre si era una espada de parada u oficialía.

Este tipo de espadas era originario del norte de África, de la tribu bereber de los Benimerín, concretamente de los Zenetes, que con posterioridad pasarían a denominarse jinetes y sus espadas jinetas.

Estaba claro que quien poseía una espada jineta pertenecía a un estatus social muy alto pues era considerada símbolo de poder entre los sultanes y emires árabes. Un cristiano sólo podría portar la espada jineta si la recibía como regalo de algún emir o rey musulmán u otro personaje muy importante.

Las características de la espada son:

1. Longitud de la hoja: 90 cm.
2. Longitud de la espada: 105 cm.
3. Longitud de la vaina: 92 cm.
4. Ancho de la hoja: 5,5 cm., junto al guardamanos.
5. Ancho de la hoja: 4,5 cm., en la punta.
6. Presenta dos canales a ambos lados de la hoja, en tercio fuerte y hasta la mitad del tercio medio.
7. Guardamano, empuñadura y pomo (inusual en todos los estudios anteriores en todos los tipos de espadas), del mismo metal que la hoja.
8. Metal: Al parecer acero de Damasco, sorprendentemente negro, con sus características aguas, sin perjuicio de análisis adecuados posteriores.
9. La vaina es de cuero negro con costillas de madera. De acero de Damasco, la capa, la contera y las dos abrazaderas a cuyas argollas se fijaba por medio de cabos un tahalí, tienen forma de rectángulo festoneado.

Fabricación de acero de Damasco: Estudio Metalográfico.

• El papel del carbono en el acero.

El acero es, básicamente, una aleación de hierro y de carbono. El contenido del carbono en el acero es relativamente bajo. En la mayoría de los casos, el acero tiene menos de 9 átomos de carbono por cada 100 de hierro en el acero.

Como el carbono es más ligero que el hierro, el porcentaje de masa de carbono en el acero es casi siempre menos del 2%. La forma convencional de expresar el contenido de los elementos en las aleaciones es por el porcentaje de la masa total con que cada uno contribuye.

El carbono tiene una gran influencia en el comportamiento mecánico de los aceros. La resistencia de un acero simple con 0.5% de carbono es más de dos veces superior a la de otro con 0.1%. Además, como puede apreciarse en la figura 3, si el contenido de carbono llega al 1%, la resistencia casi se triplica con respecto al nivel de referencia del 0.1%.

El carbono, sin embargo, generalmente reduce la ductilidad del acero. La ductilidad es una medida de la capacidad de un material para deformarse, en forma permanente, sin llegar a la ruptura. Por ejemplo, el vidrio de las ventanas no es nada dúctil. Cualquier intento por deformarlo, estirándolo o doblándolo, conduce inmediatamente a la fractura. El aluminio, por el contrario, es sumamente dúctil. Por ejemplo, de un solo golpe una rondana de aluminio se convierte en el tubo donde se guarda la pasta de dientes.

Un acero de 0.1% de carbono es más de cuatro veces más dúctil que otro con 1% de carbono y dos veces más que un tercero con 0.5% de carbono. La ductilidad se expresa como porcentaje. Éste se determina estirando una barra de acero hasta llevarla a la fractura para después calcular el incremento porcentual de su longitud.

• Aceros de bajo, medio y alto carbono.

Por su contenido de carbono, los aceros se clasifican como de bajo, medio y alto carbono. Las fronteras que separan a estos tipos de acero no están claramente definidas, aunque se entiende que los aceros de bajo carbono tienen menos del 0.25% de carbono en su aleación. Ellos son fácilmente deformables, cortables, maquinabIes, soldables; en una palabra, son muy "trabajables". Por eso, con estos aceros los herreros hacen puertas y ventanas. Además, con ellos se fabrican las mejores varillas para refuerzo de concreto, las estructuras de edificios y puentes, la carrocería de los automóviles y las corazas de los barcos.

Los aceros de medio carbono, entre 0.25% y 0.6%, se emplean cuando se quiere mayor resistencia, pues siguen manteniendo un buen comportamiento dúctil aunque su soldadura ya requiere cuidados especiales. Con estos aceros se hacen piezas para maquinarias como ejes y engranes. Los aceros de alto carbono, entre 0.6% y 1.2%, son de muy alta resistencia, pero su fragilidad ya es notoria y son difíciles de soldar. Muchas herramientas son de acero de alto carbono: picos, palas, hachas, martillos, cinceles, sierras, etc. Los rieles de ferrocarril también se fabrican con aceros de ese tipo.

• Aceros de ultra y alto carbono.

¿Y los aceros de Damasco? Resulta que no caben en la clasificación. No han entrado en los libros de texto. Como contienen alrededor de 1.5% de carbono, muchos creen que son tan frágiles que no vale la pena ni siquiera estudiarlos. Lo bueno fue que los herreros de Saladino no aprendieron la fabricación de sus espadas leyendo los textos de metalurgia que ahora tenemos en las bibliotecas. La enseñanza la obtuvieron de sus padres y abuelos a lo largo de muchos años de compartir el trabajo en la herrería.

Recientemente dos metalurgistas de la Universidad de Stanford, Sheiby y Wadsworth, retomaron el tema de las espadas de Damasco y han abierto todo un campo de investigación en lo que se llama ahora aceros de "ultra alto carbono". Con toda paciencia empezaron por desentrañar de nuevo las misteriosas características de estos aceros, para luego reproducir en el laboratorio su legendaria belleza y su singular resistencia y tenacidad. En pocos años estuvieron en condiciones de ofrecer a la industria aleaciones de acero de ultra alto carbono con las que se pueden fabricar infinidad de piezas donde la resistencia al esfuerzo, al impacto o a la fatiga es de vital importancia.

• El wootz de la India.

La materia prima para fabricar las espadas de Damasco venía de la India y se llamaba "wootz". El wootz era un acero muy rico en carbono que producían los herreros indios con la forma y el tamaño de un queso fresco chico que se comercializaba intensamente en el Oriente. El procedimiento de la fabricación del wootz se muestra en la figura 6. En un horno de piedra se introducían una mezcla de mineral muy rico en óxido de hierro y carbón de leña. Mediante un sistema de fuelles se soplaba aire hacia la base del horno. El oxígeno del aire produce la combustión del carbono de la leña, dando lugar a la formación de abundante monóxido de carbono.

El contacto del monóxido de carbono con el mineral de hierro sirve para reducirlo (desoxidarlo), dando lugar a la formación de hierro metálico de acuerdo con la reacción química:

Los hornos antiguos de piedra podían alcanzar temperaturas cercanas a los 1 200°C, que son inferiores a la temperatura de fusión del hierro, que es de 1 537°C. Por eso el hierro que se formaba a partir del mineral no era líquido sino un sólido poroso que ahora se conoce como hierro esponja. En los poros de la esponja se acumulaban muchas de las impurezas que inevitablemente acompañan a los minerales y que usualmente se encuentran en forma de escoria líquida al salir del horno. Esta escoria líquida era removida del hierro esponja a golpe de martillo. El hierro esponja martillado se mezclaba de nuevo con el carbón de leña y se colocaba en un crisol de arcilla cerrado que a su vez se introducía de nuevo a un horno de piedra. En unas horas, el hierro esponja y el carbono se fundían parcialmente para dar origen al acero de ultra alto carbono conocido como wootz.

• La forja en el medio Oriente.

Los herreros del Medio Oriente que compraban el wootz de la India seguían, para producir las hojas de espada. La forja es el conformado de una pieza de acero caliente a golpe de martillo. La diferencia entre el éxito de los sirios y el fracaso de los europeos en el manejo del wootz radicaba en la temperatura de la forja. Los herreros sirios forjaban sus aceros a temperaturas entre 650 y 850 grados centígrados, algo así como al rojo púrpura, cuando el wootz se vuelve extraordinariamente dúctil. De hecho, en ese intervalo de temperaturas, el wootz ingresa a un club muy selecto de aleaciones conocidas como superplásticas por su gran capacidad de deformarse sin romperse. En el libro de récords de Guiness está registrada la marca mundial de superplasticidad correspondiente a una aleación que pudo alargarse más de veinte veces su tamaño original antes de romperse. Además del wootz, el club de superplasticidad incluye a otras aleaciones basadas en el plomo, el cinc o el aluminio.

Aunque los herreros sirios no negaron jamás el concepto de la superplasticidad que se puso de moda hasta los años setenta de nuestro siglo, la aprovechaban para darle forma a sus espadas. Los europeos, por su parte, estaban acostumbrados a forjar sus espadas a 1 200°C, cuando el acero se pone de un amarillo claro. El wootz, a esta temperatura, ya es otra cosa porque se desmorona al primer martillazo. A diferencia de los aceros de bajo contenido de carbono que forjaban los europeos sin ningún problema a 1200 grados centígrados, el wootz forma en su interior una cierta cantidad de material líquido que propicia su desmoronamiento cuando se martilla.

La conversión del wootz en aceros de Damasco mediante la forja y el temple se debe a cambios muy sustanciales en la estructura interna de estos materiales.

Uno puede darse cuenta de que los aceros, al igual que muchos otros metales y cerámicos, están estructurados a base de cristales, también llamados granos, con fronteras claramente definidas, semejantes a las piedras que integran una barda.

A los granos formados de laminillas blancas y oscuras se les conoce como la fase perlita del acero, aunque en realidad no es una fase sino dos, repetimos: la ferrita y el carburo de hierro o cementita. La fase perlita tiene la peculiaridad de contener siempre el mismo contenido de carbono, que es 0.77%.

Por la proporción relativa de la ferrita y cementita en los aceros se puede saber su contenido de carbono. Cuando el contenido total de carbono es bajo, abundan los granos de ferrita. Los granos de perlita son escasos y dispersos. A medida que el contenido de carbono aumenta, la población de cementita sube. En los aceros de alto carbono, la perlita, formada por laminillas de ferrita y cementita, prácticamente ocupa todo el espacio.

Con esta estructura el material es sumamente frágil porque la base de cementita es muy quebradiza. Ni los europeos ni los sirios sabían que, a temperaturas de entre 650 y 850 grados, la base de cementita podía transformarse a golpe de martillo para formar partículas dispersas en una base de perlita. La diferencia era que los sirios lo hacían y los europeos no. Cuando la base de cementita se dispersa en una multitud de partículas, el wootz ya no es wootz, sino acero de Damasco. De hecho las texturas que se observan en las espadas de Damasco son residuos de la base de cementita que no alcanzaron su transformación a pequeñas partículas, probablemente debido a que se interrumpía el martillado. Lo irónico es que si se logra eliminar completamente la textura clásica del acero de Damasco al transformarla en pequeñas partículas de cementita se obtiene un acero todavía superior. Claro que a ningún herrero sirio se le ocurría hacer esto, porque todo mundo creía que la fuerza de los aceros de Damasco venía de su textura.

• El temple del acero.

Los herreros sirios incrementaban todavía más la resistencia y la elasticidad de las espadas mediante el temple. El temple, se consigue al calentar las espadas al rojo vivo, alrededor de 800°C y enfriarla súbitamente por inmersión en un fluido (agua, por ejemplo). El temple se debe a una importante transformación de la estructura atómica del acero.

Cuando el acero, después de estar al rojo vivo, se deja enfriar lentamente, los átomos de hierro se acomodan formando la red cristalina llamada ferrita. Los átomos que no acepta la ferrita se segregan formando laminillas de carburo de hierro (Fe3C). Los átomos en los metales se comportan como esferas duras de un diámetro característico en contacto unas con otras. El hierro tiene un diámetro de 2.5 Å, un cuarto de millonésima de milímetro, el carbono es ligeramente menor que 1.1Å.

Cuando el acero se calienta al rojo vivo la estructura atómica del acero cambia. Arriba de 727°C empiezan a desaparecer las fases ferrita y cementita para dar lugar a la formación de otra fase llamada austenita. Los cambios de fase de las aleaciones se ilustran en los llamados diagramas de fases.

Como se decía antes, abajo de 727°C los aceros contienen las fases ferrita y cementita (a +Fe3C). Sin embargo, arriba de esta temperatura pueden existir la ferrita y la austenita (a+g) y si el contenido de carbono es mayor que 0.8%, la austenita y la cementita. En cualquier caso siempre hay austenita a temperaturas arriba de 727°C.

Los átomos de hierro en la fase austenita asumen las posiciones en una red cristalina cúbica centrada en las caras. Los átomos de hierro se acomodan ocupando las esquinas y el centro de cada cara en una estructura cúbica. En este caso. Los átomos de carbono caben en el centro de cada una de las aristas de los cubos. La fase austenita puede admitir dentro de su red cristalina hasta un 2% de carbono a una temperatura de 1 150°C.

En la etapa inicial del temple del acero de Damasco, cuando se pasa de una estructura de ferrita y cementita a una de austenita y de mentita, es decir al calentar al rojo vivo, una parte de la cernentita se descompone para enriquecer de carbono las zonas donde debe formarse la austenita. Cuando el acero de Damasco se estabiliza al rojo vivo su fase austenita contiene alrededor del 1% de carbono, mientras que la cementita que no se disuelve sigue siendo Fe3C. En estas condiciones, si el acero fuera enfriado lentamente hasta la temperatura ambiente, el carbono se difundiría en el acero para acomodarse en las posiciones y proporciones adecuadas formando de nuevo la estructura de ferrita y cementita. ¿Y qué pasa si el enfriamiento es súbito? ¿Qué hace el carbono cuando de ser ampliamente aceptado en la red cristalina de la austenita se encuentra en una situación de inquilino indeseado en la ferrita? Pues pasa lo de siempre: el ambiente se pone tenso, el acero se ha templado. El carbono queda atrapado en el mismo sitio donde se encontraba en la austenita y al tratar de acomodarse los átomos de hierro en la red cristalina de la ferrita, el espacio del carbono se vuelve insuficiente. Lo que se produce es una fase llamada martensita, con la red cristalina distorsionada. La martensita no es una fase de equilibrio, existe sólo porque "agarraron al carbono fuera de base". Es una fase muy dura y muy elástica, que es lo que se necesita a la hora de los espadazos.

Claro que los herreros sirios ni los europeos entendían toda esta historia de las redes cristalinas, los átomos y los carbonos atrapados. Todo esto es asunto del presente siglo, especialmente desde que se dispuso del equipo de rayos X para medir las distancias interatómicas. En la antigüedad, el temple era un misterio y llegó a convertirse en un rito macabro. Cuentan las leyendas de Asia Menor que el acero se calentaba hasta alcanzar el calor del Sol naciente en el desierto, se dejaba enfriar hasta el purpúreo real, y se hundía en el cuerpo de un esclavo musculoso. Entonces la fuerza del esclavo se transfería a la espada.

Análisis Químicos Efectuados:

Con el fin de desvelar la estructura y composición química de la hoja, se la sometió a los siguientes y pormenorizados análisis químicos, metalográficos y ensayos no destructivos:

• Ablación por Láser
• Espectrometría de Masas con fuente de Plasma de Acoplamiento Inductivo (ICP).
• Microscopía Óptica y Electrónica de Barrido
• Ultrasonidos
• Dureza Superficial.

En cada uno de los diferentes apartados, en primer lugar se hace una pormenorización de la técnica en general y particularmente aplicada al objeto de estudio, en este caso la espada que nos ocupa, para después ir detallando uno a uno los resultados.

La espada. Peculiaridades de su fabricación y origen.

En este apartado se pormenorizan los detalles de la técnica de la fabricación de armas blancas, especialmente espadas, en la época de fabricación de la que es objeto de estudio, y con detalle el forjado del acero de Damasco, material con el que está hecha la espada en cuestión.

Paralelismo hallado con otras armas.

Aquí, se hace un paralelismo, con las consiguientes analogías y diferencias de las distintas armas de la época, en cuanto a modelo y material empleado.

Historia de la espada.

Se hacen constar todos los datos históricos del arma, desde el punto de vista objetivo, y perfectamente contrastados. Así se hace hincapié en el lugar exacto donde se halló y las circunstancias de su hallazgo. Los datos de su fabricación si se llegan a conocer, y sus viajes por el tiempo y el espacio, además de las diferentes pertenencias a que ha sido sometida su propiedad.

Contexto histórico y político.

Se hace una pormenorización del contexto histórico y político de la existencia de la espada, desde su fabricación hasta su hallazgo, siempre que sea posible.

Hasta el momento sólo ha sido posible el de su fabricación, haciéndose mención a tres territorios, en un concepto amplio, donde dominan los árabes al sur del Mediterráneo, con excepción del califato de Córdoba y Oriente Medio, donde también dominan más al norte, como potencia hegemónica y dominante de la época.

Al norte del Mediterráneo, los incipientes reinos cristianos que por un lado contrarrestan el poderío del Islam al sur, y por otro se defienden de la potencia marítima que configuran los vikingos al norte.

La expansión de los vikingos, normandos o varegos del norte de Europa hacia el sur, choca en primera instancia con los reinos cristianos, si la expansión es marítima, y con los territorios de la actual Rusia donde comienzan a conformar los primeros estados de aquellas tierras.

Teorías.

La principal teoría que se baraja respecto de la espada, teniendo en cuenta su lugar de fabricación, la ciudad de Damasco, y su lugar de hallazgo próximo a la ciudad de Astracán es la siguiente:

Algún rey, príncipe, jarl o similar de Nóvgorod, o península escandinava ha encargado esa espada y se ha perdido en el camino. Se ha de tener en cuenta que el guerrero que apareció en la cueva donde se halló la espada por sus características físicas y demás pruebas realizadas al efecto, era de origen vikingo, sin poderse determinar si vikingo (noruego), normando (danés) o varego (sueco).

La ruta a seguir podía haber sido por tierra (poco probable) o por vía marítima a través del Bósforo, lo más seguro.

En el interior de Rusia, y hasta el norte, se utilizarían las vías fluviales navegables que ya las utilizaban los varegos para ir de Nóvgorod al Mar Negro.

La ruta por tierra y posteriormente por el Mar Caspio parece menos probable.

Aunque si queda una duda de por qué si se dirigía al norte el portador de la espada, estaba tan al este próximo a Astracán, cuando en realidad no habría de haber sobrepasado por el este a la ciudad de Volgogrado.

Conclusiones:

Se resume aquí todo el informe referido a la espada en estudio, pero se hace una anotación de última hora que tira por tierra las teorías anteriormente mencionadas, cuando por uno de los técnicos del laboratorio se quitan las piezas metálicas de la empuñadura, y sin que viera nada extraño en la espiga de la espada, la gira casi inconscientemente, y es cuando al volver a mirarla ve algo que le llama la atención, algo que a pesar de haberse desmontado con anterioridad tales piezas, el otro técnico no lo vio.

La espiga de la espada tenía una inscripción, al parecer en árabe:

الناصر لدين الله

Cuando a los historiadores les fue facilitada la traducción de la inscripción de la aguja de la espada se quedaron asombrados.

La traducción de aquella inscripción الناصر لدين الله (an-Nāṣir li-dīn Allah), no era otra que: «aquel que hace triunfar la religión de Dios (de Alá)», y su asombro se debía porque eran conocedores de que se trataba del sobrenombre con el que fue conocido Abderramán III califa de Córdoba.

Aquello significaba que era el dueño de la espada, que él la había encargado, que para él iba destinada, pero entonces ¿Qué hacía una espada negra, de acero de damasco, en manos de un vikingo, tan lejos de los mares del norte y del califato?