El vidrio es un material muy extendido en nuestra sociedad. Todos conocemos sus características, un material transparente, frágil, con cierto peso… pero igual que nos ocurre con la mayoría de materiales que nos rodean y a los que estamos acostumbrados, no sabemos muy bien qué es y cómo se fabrica el vidrio.
Hoy nuestra intención es explicar de forma sencilla cómo se fabrica el vidrio, de qué está compuesto y qué tipos de vidrio existen. Pero antes de ello, nos gustaría resaltar lo importante que ha sido el vidrio en el desarrollo de la humanidad, pues el vidrio no sólo nos es útil en nuestra vida cotidiana por ser el material en el que bebemos agua o del que están hechas nuestras ventanas.
El vidrio ha tenido un papel muy importante en el desarrollo de la tecnología y en la percepción actual que tenemos de la naturaleza. Con vidrio pudimos fabricar microscopios con los que descubrimos los microorganismos y pudimos crear telescopios con los que observar el Universo. La verdad es que el vidrio para nosotros tiene una gran variedad de usos y gracias a su versatilidad vale la pena conocer un poco más este tipo de materiales.
El vidrio procede de la arcilla o arena silícea
El vidrio se obtiene de una mezcla de arena silícea o arcilla con óxidos metálicos secos pulverizados que se introducen en un reactor de fusión a temperaturas que superan los 1000ºC. Durante este proceso de fusión, la mezcla forma un líquido viscoso que se torna transparente y que cuando se va enfriando va adquiriendo consistencia por lo que se le puede dar forma.
Fuente: Michael Murphy/Unsplash
La arcilla es un material que se obtiene como consecuencia de la erosión de la superficie terrestre como consecuencia de la acción del agua, el viento, los glaciares y los movimientos terrestres.
Así que de un material que nos podría recordar a la arena o a la tierra se obtiene el vidrio. A priori parece hasta extraño, ¿verdad?
Resulta que las arcillas son silicoaluminatos complejos, un compuesto hecho a base de silicio y aluminio, y cuando estos son sometidos a temperaturas cercanas a los 1.500ºC comienzan a sufrir una compactación y posteriormente se transforman en vidrio líquido. Alrededor de los 1.000ºC el vidrio se comporta como una especie de chicle por lo que puede trabajarse para obtener las diferentes formas.
Tipos de vidrio según la composición
Debido a la gran variedad de arcillas que existen en el mundo, el tipo de vidrio que obtendremos dependerá de la arcilla que utilicemos. Así que veamos los tipos de vidrios que existen según su composición:
Vidrio sódico-cálcico
Este tipo de vidrio está formado por sílice, sodio y calcio. Sin el calcio, el vidrio sería soluble en agua, por lo que prácticamente no nos serviría para nada. Este tipo de vidrio es el que se utiliza para fabricar las ventanas de los edificios.
Vidrio de plomo
En este tipo de vidrio se sustituye el calcio por el plomo, el resultado es un vidrio igual de transparente que el anterior pero mucho más denso por lo que presenta un mayor poder de refracción y dispersión. Estas propiedades permiten utilizarlo como vidrio óptico, es decir, son excelentes para fabricar cámaras fotográficas. Es un vidrio con el que puede trabajarse a temperaturas más bajas y puede grabarse con facilidad.
Vidrio de borosilicato
El vidrio de borosilicato es el que suele utilizarse para fabricar utensilios de cocina para introducir en el horno o también para los materiales de laboratorio. Su composición de sílice y boro, principalmente, lo convierten en un material muy resistente al calor y a los cambios de temperatura.
Vidrio de sílice
Quizás es el vidrio más puro que existe, con un 96% de sílice, se obtiene el vidrio más duro y más difícil de trabajar. Son vidrios muy estables, con una temperatura de reblandecimiento por encima de los 1.500ºC por lo que se utiliza para fabricar materiales que requieran una resistencia excepcional al calor, como por ejemplo los vidrios del horno, las lámparas germicidas, los filtros ultravioletas o los crisoles.
Tipos de vidrio según su aplicación
A parte de estos tipos de vidrio cuya diferencia reside en la composición del vidrio, nos encontramos con otros tipos de vidrios en función de la aplicación a la que van destinados. En este caso nos referimos a los vidrios especiales, como el de seguridad o vidrio templado, el vidrio blindado y el vidrio aislante.
Vidrio de seguridad o vidrio templado
Seguramente habrás oído hablar del vidrio templado, incluso puede que hayas tenido la oportunidad de ver cómo se rompe un vidrio templado. Este tipo de vidrio es el que suelen llevar todos los coches tanto en las ventanas como en los parabrisas delanteros y traseros.
Se llaman vidrios de seguridad porque la forma que tienen de romperse hace que sea muy difícil que salgas astillas que puedan llegar a cortarnos. Pero no es que se trate de un vidrio diferente, sólo que la forma en la que está hecho hace que tenga estas características tan especiales.
Vidrio templado una vez roto. Fuente: Scott Rodgerson/Unsplash
Para fabricar vidrio templado se utilizan diferentes placas de vidrio y se pegan unas a otras, una vez pegadas se introducen en una especie de horno que las calienta hasta una cierta temperatura. El siguiente paso es determinante, se trata de enfriar dichas placas con aire y precisamente a este proceso se le conoce como templado.
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Este enfriamiento con aire provoca una fuerza de compresión en la superficie que hace que el interior del vidrio se tense. Esto le confiere una gran fuerza al material, pero además, suelen introducir alguna placa de plástico entre las láminas de vidrio para que además de que sea más resistente, si se rompe, lo haga en trozos pequeños, sin astillas que puedan cortarnos.
Vidrio blindado o vidrio antibalas
Puede que te parezca raro que un vidrio sea capaz de resistir al impacto de una bala, pero la verdad es que sí existe. Se conoce como vidrio de seguridad combinado y consiste en una superposición de láminas de vidrio y de plástico. Todas estas capas se pegan y se prensan, luego pasan por un sistema que las somete a altas presiones y temperaturas, y finalmente se obtiene un vidrio muy grueso y resistente a las balas. Incluso a veces, este mismo vidrio se termina de reforzar con una trama de alambre o con planchas de acero.
Vidrio aislante
Estos vidrios se utilizan tanto para aislamiento térmico como acústico. En este caso, también se utilizan dos placas de vidrio pero se dejan ligeramente separadas una de la otra para conseguir que los espacios intermedios queden, pero sean herméticos. Así lo que se consigue es que esa ligera capa de aire que queda entre ambas placas no transmite el calor con facilidad ni el sonido.
Como ves, son muchos los tipos de vidrios que existen y su proceso de fabricación, aunque tenga que someterse a altas temperaturas no parece muy complicado. Lo que sí resulta impresionante es que de un material como la arcilla pueda nacer un material tan peculiar como el vidrio.
