Moldeo a la cera perdida

El Centauro de Royos, pieza fundida a la cera perdida en talleres peloponésicos del siglo VI a. C. que fue importada a la península Ibérica (MAN)

El moldeo a la cera perdida o fundición a la cera perdida es un procedimiento escultórico de tradición muy antigua (por ejemplo, era habitual en la Grecia de los siglos VI y V a. C.)^[1] que sirve para obtener figuras de metal (generalmente bronce) por medio de un molde que se elabora a partir de un prototipo tradicionalmente modelado en cera de abeja.

Este modelo previo es rodeado de una gruesa capa de material blando que se solidifica; una vez endurecido, se mete en un horno, que derrite la cera de la figura de cera, saliendo ésta por unos orificios creados al efecto (de ahí su denominación) y, en su lugar, se inyecta el metal fundido, que adopta la forma exacta del modelo. Para extraer la pieza final es necesario destruir el molde. La principal ventaja de este procedimiento es la estrecha toletrancia dimensional que podemos conseguir, la cual no puede conseguirse mediantre otros procesos. Podemos conseguir dimensiones ajustadas de 0,002 mm por mm. Es un proceso en el que tenemos que controlar numerosas variables, pero obtenemos un acabado superficial excelente. Es un proceso caro, por lo que se utiliza para la fabricación de preseries y prototipos, pudiendo ser utilizado en volúmes de producción bajos.

Esta forma de trabajar el metal (bronce), simplificada en los párrafos anteriores, en realidad, requiere un largo, costoso y complicado proceso junto con una perfecta y adecuada combinación de diversos oficios: para el proyecto general y la coordinación, los escultores; para los primeros pasos, los moldeadores; para la labor de horneado, los fundidores y para el acabado, los cinceladores y patinadores.

La técnica tradicional de la cera perdida con bronce

Trabajo con el modelo

Elaboración de un modelo provisional de cera siguiendo el diseño que ha ideado el artista. Durante esta preparación, se explora y se experimenta hasta lograr expresar lo que el escultor busca. Si la obra va a ser monumental, los modelos iniciales se hacen a escala, para trabajar más cómodamente. La utilización de la cera se debe a que su textura, dúctil y blanda, permite modelar con más facilidad, hacer tanteos y añadir o quitar elementos con gran detallismo y provecho. Actualmente existen otros materiales que pueden sustituir a la cera de abeja, como la parafina, la gelatina, el látex o la silicona.

Modelo de una manzana en cera de abeja.

El mismo modelo realizado en parafina.

Modelo hecho en escayola con un molde bivalvo.

A veces se realiza un paso intermedio para conseguir mayor perfección. Sobre el modelo de cera (u otro material equivalente) se construye un molde bivalvo, a partir de dos piezas de un material plástico que se endurezca sobre el modelo. La mayoría de los moldes de esculturas pequeñas se hacen del yeso, pero se pueden también hacer de fibra de vidrio o de otros materiales. Cuando el material del molde fragua, se abre y se extrae el modelo de cera. El molde debe ser prácticamente estanco, lo que obliga a fijarlo fuertemente con unos ganchos, y, por un orificio, se vierte en su interior escayola líquida.

Endurecida la escayola, la pieza se desmolda, obteniendo una reproducción en positivo virtualmente idéntica al modelo de cera, pero la escayola permite apreciar mejor el resultado real, corregir posibles errores y repasarlo con mayor corrección (por medio de limado, esgrafiado o bruñido).

Creación del molde

Molde macizo de arcilla, parcialmente abierto, para que pueda apreciarse la colocación de los bebederos y los clavos de sujeción; además del orificio principal y el alma o macho.

Sea cual sea el proceso, una vez liberado el modelo final, va siendo rodeado o forrado de algún material maleable pero que se endurezca poco a poco (ladrillo molido, o escayola) y que sea refractario. Se van aplicando tantas capas como sea necesario, para crear un molde hermético, de una sola pieza.
Únicamente hay que colocar unos soportes de acero, a modo de puntas, que se claven en el modelo blando del interior y que quedan fuertemente sujetos al molde exterior.
Igualmente se abre un número variable de pequeños orificios, llamados bebederos, que se consiguen colocando canutos de papel encerado, que comunican el interior con el exterior.
Además, está el orificio principal, en forma de embudo.

Actualmente, la primera capa se hace de material cerámico refractario, de gran precisión, compuesto de polvo de sílice, el resto puede ser de ladrillo refractario más basto.

Cuando se ha endurecido el molde definitivo, con sus bebederos y clavos, hay dos posibilidades. Si la escultura va a ser pequeña, se puede verter directamente el bronce fundido. Pero si la figura es monumental, la cantidad de bronce puede ser excesiva, tanto por el coste económico, como por el peso resultante. Por eso es conveniente conseguir que la forma sea hueca. ¿Cómo se consigue eso?

En primer lugar se vierte por el orificio principal una pequeña cantidad de cera que quede adherida a las paredes del molde cubriendo por completo su superficie interna; se pueden verter varias capas de cera, para obtener un mayor grosor de la futura capa de bronce. El interior sigue quedando vacío y se rellena con una sustancia que va a actuar de “macho”: una solución de ladrillo poroso molido y escayola, por lo que al endurecer queda un alma ligera pero maciza y resistente, sujeta por los clavos que tiene el molde, de modo que no se mueve y no deforma la cera.
Ahora ya se puede llevar el molde, convertido en un bloque sólido y resistente, al horno de fundición o “mufla”.

Proceso de fundición

Al introducir el molde en la «mufla», en posición invertida, la cera se derrite y sale por los «bebederos» o por el orificio principal, pero el «macho» queda fijado por los clavos manteniendo la misma separación y disposición y dejando un hueco homogéneo entre el alma y el molde. Ese hueco es el que será rellenado por el bronce licuado al ser vertido por el orificio principal. Hay que tener presente que los metales disminuyen su volumen al solidificarse. Por lo que, para evitar que se produzcan cavidades al contraerse el metal que conforma la pieza final, la solidificación ha de comenzar en las partes de menor tamaño y más alejadas de los bebederos, continuando de manera gradual en direción de las mazarotas o respiraderos, los cuales facilitarán la salida de aire, asegurando que no queden burbujas ni restos de cera o escayola. En los respiraderos tendremos el metal a mayor temperatura y con cierta presión hidrostática, con la finalidad de llenar los huecos que se vayan formando debido a la contracción del metal. El proceso puede llegar a durar desde decenas de horas a varios días, dependiendo tanto del tamaño de la figura como del espesor de la misma (recordemos que las piezas pequeñas pueden fundirse y desmoldarse sin necesidad de «macho» o «alma»).

La escultura de bronce recién extraída, con los «bebederos», antes del acabado.

Desmoldado y acabado

Una vez enfriados el bronce y el bloque macizo, se procede al desmoldado, que sólo puede hacerse destruyendo el bloque (puesto que éste es de una sola pieza y no es posible abrirlo sin romperlo). La figura aislada resultante es de textura áspera, porosa y seguramente tenga imperfecciones, junto con los restos de los bebederos. Es necesario que el artista corte los bebederos, lime, pulimente y abrillante la superficie (y, si hay huecos hechos por burbujas, se rellenarían con metal fundido y se limarían), hasta lustrar el metal. En la actualidad es común usar arena muy fina proyectada a gran velocidad para el acabado.

Detalle del Auriga de Delfos.

Los remates posteriores son tan laboriosos como los de una obra de orfebrería, y van desde, añadir pátinas y diferentes colores, bien por medio de productos químicos o con aplicación de calor (generalmente, con un soplete, que oxida el metal dándole un tono distinto).

También se añaden complementos de todo tipo, por ejemplo, ya desde la Antigüedad clásica, los broncistas griegos forraban los labios de sus estatuas con cobre, para que fuesen más rojizos, incrustaban pasta vítrea blanca para dientes y ojos, pasta negra para el iris, se añadían las pestañas. Por supuesto, se hacen cincelados y grabados para los detalles del pelo o imitación de dibujos del ropaje etc. A veces, se incluyen diversos aditamentos, como armamento, símbolos, coronas...

Quizá uno de los ejemplos más interesantes en este sentido sea la escultura de Carlos V dominando al Furor, de Pompeyo Leoni: la figura del emperador fue fundida desnuda, heroizada como los antiguos emperadores romanos, pero posee una armadura que es posible quitar y poner fácilmente y que fue elaborada por piezas, aparte.

En efecto, era normal que los grandes conjuntos escultóricos de bronce fueran fundidos por fragmentos separados, tal es el caso de la estatua ecuestre del emperador Marco Aurelio, en el que caballo y humano se hicieron independientemente, así como los arreos, armas y otros ornamentos. Lo mismo puede decirse de la estatua de Gattamelata por Donatello. Sin embargo, ya en el Renacimiento se consiguieron obras sumamente complejas de una sola pieza, como el Perseo, de Benvenuto Cellini, una obra que rebosa virtuosismo técnico y artístico y que supuso un esfuerzo épico para el autor.

Estatua ecuestre de Marco Aurelio.

El condottiero Gattamelata, por Donatello.

Perseo, por Benvenuto Cellini.

Otro procedimiento detallado

El objeto metálico se modela inicialmente en cera y es cubierto completamente en arcilla, dejando un orificio en el extremo superior.

En primer lugar, se realizará el modelo que queremos conformarlo en metal. Para ello, se realiza la pieza con un material fácil de moldear, moldeándolo con un punzón hasta darle la forma deseada. Este es el trabajo a realizar por el escultor o el joyero. Una vez obtenido el modelo, se realiza un primer molde de caucho llamado molde maestro, comprimiendo la pieza con dos láminas de caucho que se presionan con dos chapas (configuración sándwich) y se calienta para que el caucho adopte la forma de la pieza que está comprimiendo. Una vez se ha enfriado el caucho, se separan las dos láminas de caucho y se extrae la pieza de su interior, de esta forma hemos conseguido obtener un molde de caucho, que en la parte superior tiene un orificio por el cual se verterá la cera fundida a presión.

Posteriormente se prepara la cera que será vertida en el interior del molde de caucho. La cera viene en granitos, los cuales se introducen en el interior del horno a una cierta temperatura para fundirlos. Una vez la cera está fundida, se introduce en el interior del molde de caucho a presión para que llegue bien a todos los rincones del molde de caucho. Cabe destacar que el aire del interior del molde sale fácilmente debido a que el molde de caucho está partido en dos y por las ranuras que se forman al juntar las dos partes, puede salir el aire y dejar el hueco del interior del molde para la cera. Una vez se ha introducido la cera en el interior del molde de caucho se espera a que se enfríe la cera apretando el molde con dos chapas.

A continuación se pone la pieza de cera en el interior de un tubo y posteriormente se recubre de arena. Este proceso también se puede realizar con un recubrimiento de escayola. Para que se pueda verter el metal fundido hay que dejar un canal de vertido y un canal por el cual salga el aire. Para ello, antes de recubrir el modelo de cera con arena, hay que poner dos tubos que lleguen al modelo para formar los canales y posteriormente se recubre con arena (o con escayola). A continuación, se funde la cera del interior del molde al baño María y la cera sale por el canal de llenado. De aquí el nombre de “a la cera perdida”. Una vez extraída la cera del interior del molde ya se tiene completamente conformado el molde, a punto para verter el metal fundido. Hay que destacar que si el molde se ha realizado de escayola, antes de verter el metal fundido se debe desecar el molde para quitarle la humedad.

A la hora de verter el material, nos podemos encontrar con el problema de que el metal fundido solidifique parcialmente antes de entrar completamente, para que esto no ocurra, se debe precalentar el molde y de esta forma el metal no solidifica tan rápidamente. Otro problema que también nos puede surgir a la hora de verter el metal fundido en el interior del molde es que cueste de entrar o que no llegue a todas las partes del molde. Para evitar este problema, podemos introducir el metal fundido mediante centrifugado.

Cuando ya se ha introducido el metal fundido en el interior del molde se deja enfriar el metal. Hay que tener en cuenta que cuando el metal fundido se enfría y solidifica, se contrae, por lo que hay que verter material sobrante para que cuando el metal contraiga no se queden partes de la pieza huecas.

Una vez enfriado el metal, se destruye el molde quedando al descubierto la pieza, y ésta será liberada del entramado del bebedero y así ya tendremos la pieza resultante acabada.

Referencias

• Albadalejo González, Juan Carlos y Rodríguez González, Iván (2006). «Fundición a la cera perdida: Cellini y la magnetita». Revista de bellas artes: revista de artes plásticas, estética, diseño e imagen Número 4  (páginas 13-28). ISSN 1695-761X. 

• Kohl, R; Alcoba, M.; Bruno, M.; Varela, P.; Contella, N y Radevich, O. (2003). «Fundición a la cera perdida: materiales para modelo». Jornadas Sociedad Argentina de Materiales-Sociedad Chilena de Metalurgia y Materiales Revista de Metalurgia  (Simposio Materia 2002). ISSN: 0034-8570. 

• FR. Morral, E. Jimeno y E. Molera. Metalurgia general. Tomo 2;. Reverté, SA. 

Véase también

• Metalurgia
• Fundición
• Moldeo por inyección
• Molde

Notas

Bibliografía

• Rodríguez, Carlos Armando. Instituto Vallecaucana de investigaciones científicas INCIVA, Fundación hispanoamericana de Cali, Embajada de España en Colombia. ed. Tras las huellas del hombre prehispánico y su cultura en el valle del Cauca. Cali. 

Enlaces externos

• Eduardo Soriano: La fundición a la cera perdida.
• Bronze casting en The Fitzwilliam Museum (Paso a paso interactivo con texto en inglés).