De qué está hecho el vidrio
El vidrio es una sustancia sólida no cristalina. La mayoría de las veces, se forma por el enfriamiento rápido de materias primas fundidas. El vidrio puede ser transparente u opaco. Se utiliza mucho para fabricar ventanas y vitrinas, para producir cristalería y envases alimentarios, y en óptica para fabricar lentes y espejos.
En Ideas en 5 minutos, te explicamos de qué está hecho el vidrio, cómo se produce y si existe vidrio natural en la naturaleza.
De qué está hecho el vidrio
La materia prima para la producción de vidrio generalmente se compone de 3 ingredientes: arena, piedra caliza y carbonato de sodio.
La arena, o sílice (dióxido de silicio), es la base más popular del vidrio. Se compone de pequeños granos que parecen diminutos cristales. Cuando se funde a alta temperatura, pasa de estado sólido a líquido. Luego, cuando se enfría, volverá al estado sólido, pero en una forma diferente: en forma de una placa de vidrio transparente y delgada.
El vidrio de dióxido de silicio se denomina vidrio de silicato. Esta es una base comúnmente utilizada para la fabricación de vidrio, pero no la única. También se pueden utilizar las siguientes sustancias para su elaboración:
- Carbonato de sodio. Produce vidrio sódico-cálcico, que se moldea fácilmente y es excelente para fabricar ventanas y vajillas.
- Óxido de boro. El vidrio de borosilicato tiene un bajo coeficiente de dilatación térmica y es muy adecuado para fabricar cristalería de laboratorio y doméstica, así como focos de automóviles.
- Óxido de plomo. El vidrio de plomo se caracteriza por un fuerte brillo, un alto índice de refracción y como consecuencia un bello juego de luces en los productos de vidrio. Por esta razón, se utiliza ampliamente en la fabricación de cristalería doméstica, en particular de vidrio coloreado.
- Óxido de aluminio. El vidrio de aluminosilicato tiene una excelente resistencia al calor y una gran durabilidad, por lo que se suele utilizar en la fabricación de fibra de vidrio, utensilios de cocina que resisten al calor y vidrio para lámparas halógenas.
Como hemos dicho antes, en la producción de vidrio se utilizan, además de la arena, la ceniza de sosa y la piedra caliza. El primero se añade para acelerar la fusión de la materia prima y el segundo para reforzar el producto final. A veces, la piedra caliza se sustituye por dolomita o se usa junto con esta, ya que estas dos sustancias tienen propiedades similares.
Cómo se fabrica el vidrio
Tomemos como ejemplo el proceso de fabricación del vidrio flotado, que suele utilizarse para ventanas, puertas, muebles, cristales de coches, espejos y otros productos. Su producción suele constar de al menos 4 pasos:
- Fundición. Una mezcla de arena, ceniza de sosa, piedra caliza y/o dolomita se carga en un horno y se funde a unos 1500 °C. También puede añadirse a la mezcla hasta un 20 % de vidrio de desecho. Después de una prolongada mezcla, las burbujas de gas suben a la superficie y se eliminan a medida que el vidrio fundido se desplaza por el canal. A continuación, una fina lámina de materia prima fundida flota sobre el baño de estaño líquido. Este paso puede llevar hasta 50 horas.
- Formación. El vidrio líquido fluye por el canal y se extiende por la superficie de la pequeña capa de estaño fundido a unos 1000 °C. En esta fase, el vidrio es muy viscoso, por lo que no se fusiona con el estaño líquido y forma una tira de vidrio relativamente plana. El grosor se controla reduciendo o aumentando la velocidad a la que se extiende el vidrio sobre el estaño y la anchura se mantiene mediante los rodillos de la máquina en los bordes. A continuación, la cinta de vidrio sale de la cámara de flotación a 600 °C.
- Enfriamiento. La cinta de vidrio sigue moviéndose y se endurece lentamente en la cámara de recocido. Aquí la temperatura se controla cuidadosamente y se reduce gradualmente hasta los 250 °C. Cuando la cinta sale de la cámara, se enfría y endurece con ayuda de aire frío. Ahora se puede comprobar la calidad del vidrio y, si todo está bien, cortarlo en hojas.
- Recubrimiento. Después de cortar el vidrio, se le pueden aplicar diversos recubrimientos para mejorar sus prestaciones, desde protección solar hasta la mejora de las propiedades aislantes y antirreflectantes.
El vidrio en la naturaleza
El vidrio puede formarse de manera natural a partir del magma volcánico. La obsidiana, por ejemplo, es un vidrio volcánico con un alto contenido de dióxido de silicio. Se forma al enfriar rápidamente la lava que sale de un volcán.
Otro ejemplo es el de las impactitas. Es el nombre común de las rocas creadas o modificadas por uno o varios impactos de meteoritos. Entre ellos se encuentran la moldavita (que se encuentra en Europa central y oriental) y el vidrio del desierto de Libia (que se encuentra en zonas del Sahara oriental, los desiertos del este de Libia y el oeste de Egipto).