El vidrio
El vidrio es un material de los llamados sólidos amorfos, que se va formando cuando materiales, como por ejemplo la arena de sílice, se enfrían velozmente bajo una establecida temperatura (temperatura considerada de transición, donde las moléculas quedan casi inmóviles).
Aunque el vidrio pareciera ser un material sólido, en realidad es molecularmente un líquido soreenfriado, es que sus moléculas fluyen como un líquido pero extremadamente lentas, a lo largo de cientos de años. Incluso en casa muy antiguas podremos observar como las ventanas son un poco más gruesas en la parte de abajo, esto es producto de éste lentísimo fluir, algo maravillosamente increíble.
No se sabe a ciencia cierta lo orígenes del vidrio, lo que sí puede decirse es que el vidrio producido de manera natural en el medio ambiente se ha utilizado desde la edad de piedra. Está confirmado que en la Mesopotamia, se utilizó desde el año 2.500 A.C, con fines exclusivamente decorativos. Muchos dicen que fueron los Fenicios quienes en realidad inventaron en vidrio, pero verdaderamente no está nada claro. Por las impurezas naturales que contiene la arena para hacer el vidrio, éste tiende a tomar un color verdoso y azul. Con el paso del tiempo, quienes se dedicaron a confeccionar el vidrio le sumaron componentes metálicos y minerales para así obtener tonos similares al de las piedras preciosas.
Composición y propiedades
Como ya hemos mencionado anteriormente, la sílice es el ingrediente principal del vidrio. Ésta se funde a temperaturas muy altas para luego así formar el vidrio.
Como el vidrio tiene un elevado punto se fusión y posee poca contracción y dilatación con el cambio de temperatura, es apropiado para aparatos de laboratorio y objetos que se someten a choques térmicos, deformaciones causadas por cambios bruscas de temperatura, como por ejemplo los espejos de telescopios. El vidrio no posee las propiedades de conducir calor ni electricidad, por ello resulta muy práctico para aislamientos eléctricos y térmicos.
En casi todos los vidrios, la sílice es mezclada con otras materias primas en diferentes proporciones. Los fundentes alcalinos, como lo son el carbonato de potasio o sodio, bajan el punto de fusión y la viscosidad de la sílice. Las piedras denominadas caliza o la dolomita (compuestas por magnesio y calcio) actúan como estabilizantes, y algunos otros ingredientes, como lo son el bórax o el plomo, le otorgan al vidrio diversas propiedades físicas.
Fabricación
El vidrio es una sustancia amorfa fabricada principalmente a partir de sílice (SiO2) fundida a elevadas temperaturas con fosfatos o boratos. También podemos encontrarla en la naturaleza, en la obsidiana, un conocido material volcánico, o en los muy enigmáticos objetos popularmente llamados tectitas.
La sílice, es una sustancia de las denominadas amorfas, ya que no es ni un líquido ni un sólido, sino que se encuentra en estado vítreo, en donde las moléculas, a pesar de estar repartidas de manera desordenada, tienen la suficiente cohesión para tomar rigidez mecánica. El vidrio se enfría rápidamente hasta tomar estado sólido, sin que se produzca cristalización. Al calentarlo puede devolverse su anterior forma líquida.
Generalmente es de color transparente, aunque también lo encontraremos en tonos traslúcidos u opacos. El color del vidrio cambia según los ingredientes utilizados en su fabricación. El vidrio está fabricado a partir de una serie de mezclas complejas de compuestos vitrificantes como lo es la sílice; estabilizantes, como lo es la cal; y fundentes, como lo son por ejemplo los álcalis. Todas estas materias primas se colocan en un horno de cubeta, de producción continua, a través de una tolva. El horno se empieza a calentar con quemadores de petróleo y gas, la llama tiene que alcanzar la temperatura ideal y para que esto ocurra el aire de combustión se calienta en unos recuperadores fabricados con ladrillos refractarios antes de llegar a los quemadores. El horno posee dos recuperadores, que van cambiando sus funciones cada aproximadamente veinte minutos: uno se calienta por el contacto que posee con los gases de elevada temperatura mientras que el otro otorga el calor que acumuló al aire de combustión.
Toda la mezcla se funde a la llamada zona de fusión, unos 1.500 °C, y comienza a avanzar hacia la zona de enfriamiento, donde tiene da lugar al recocido. En el otro extremo del horno, la temperatura varía entre los 800 y los 1.200 °C. Al vidrio obtenido posteriormente se le da la forma correspondiente por laminación o por otro método.
El ingrediente más importante del vidrio es la sílice, que se obtiene a partir de la arena, el cuarzo o el pedernal.