Historia del vidrio

El vidrio es un material de alta estabilidad. Soporta muy bien las condiciones de frío o calor, es inerte e inalterable y tiene una gran resistencia a los agentes atmosféricos y químicos.

Aunque suele utilizarse la denominación de ‘cristal’ como sinónimo de vidrio, es químicamente incorrecto. La estructura sólida del vidrio es amorfa, puesto que sus moléculas no están dispuestas de forma regular, que es lo que caracteriza a los cristales.

Existen muchas clases de vidrio, con diferentes características según su composición y formación químicas o sus capacidades físicas, como su resistencia o su dureza. Gracias a su variedad, el vidrio se puede utilizar en numerosos ámbitos de nuestra vida cotidiana. Según la tipología de su proceso de fabricación, los principales tipos de vidrio son:

Vidrio soplado

Técnica basada en la fabricación de objetos y envases de vidrio soplando aire dentro de una pieza de material vítreo fundido. De gran versatilidad, este es el proceso más utilizado para la fabricación de botellas y otros envases con ayuda de moldes metálicos y cerámicos.

Vidrio flotado

Tipo de fabricación consistente en hacer flotar vidrio fundido sobre una capa de estaño fundido, proporcionando un grosor uniforme y plano al vidrio. Es el más utilizado en la construcción y suele ser conocido como vidrio plano, aunque, como se ha comentado con anterioridad, también se pueden obtener vidrios planos por extrusión y aplastado. También es el tipo de vidrio con el que se construyen los espejos, vidrios planos con una capa metálica o de otro material metalizado en una de sus caras.

Vidrio armado

Obtenido por proceso de colado, es aquel vidrio combinado con una malla metálica que, en caso de rotura, minimice el desprendimiento de fragmentos. Su uso se ha visto desplazado por otras técnicas, aunque sigue vigente. Su principal debilidad era la mala resistencia a los cambios de temperatura de la malla metálica, que podía fracturar el vidrio al dilatarse.

Vidrio laminado

Combinación de láminas de vidrio con películas de materiales plásticos translúcidos. En caso de fractura, la capa plástica evita desprendimientos de fragmentos, por lo que es óptima para aumentar la seguridad en vehículos y cristaleras.

Vidrio templado:

Utilizado principalmente en seguridad y protección, se trata de un tipo de vidrio fabricado con procesos térmicos y químicos que aumentan su resistencia.

Vidrio aislante

Vidrio dispuesto en láminas separadas por cámaras de aire o gas inerte herméticas. Este vacío mejora las prestaciones del vidrio, dotándole de gran capacidad de aislamiento térmico frente a las temperaturas extremas, alto aislamiento acústico y resistencia a la humedad.

El proceso de sedentarización neolítico trajo consigo la ganadería y la agricultura, lo que generó excedentes de producción que había que guardar, transportar y conservar para administrar su uso hasta la siguiente cosecha. Para el transporte y la alimentación, la humanidad desarrolló envases y recipientes cerámicos que sustituyeron a las cestas de pieles y fibras vegetales creados por los grupos cazadores y recolectores paleolíticos. El avance de la vajilla cerámica acabó con los cuencos de madera, de barro no cocido y de piedra. Posteriormente, el vidrio comenzó a ser el material de los envases de lujo, para convertirse luego en el material predominante para los vasos y botellas, así como para algunas vajillas.

La gran diferencia entre la cerámica y el vidrio es su proceso productivo. Ambos están hechos por unión de materiales, pero mientras que la cerámica es barro cocido para ser endurecido, el vidrio presenta su dureza característica al enfriarse. Los procesos para dar forma a la cerámica son el moldeado o el torneado, mientras que los del vidrio son el soplado o el extrusionado. La arcilla se puede decorar en crudo o vidriar posteriormente, fusionando ambos materiales. Esta última técnica se conoce como cerámica vidriada o esmaltada. Este esmaltado consiste en la aplicación de una solución de óxido de plomo tras una primera cocción para dotar de colorido y brillo vítreos a una pieza. En el segundo horneado, la sílice de la arcilla y el óxido de plomo reaccionan creando una película vidriosa transparente o colorida, si se amalgama con otros óxidos: el rojo con el óxido de hierro, el verde con el de cobre, el azul con el de cobalto o el turquesa con sulfato de cobre.

Esta técnica de cerámica vítrea, también conocida como terracota esmaltada, hunde sus orígenes en la China del siglo II a.C., llegando a Europa en época romana. Hay testimonios anteriores en el Oriente Próximo, como la cerámica de Babilonia de la Puerta de Ishtar, del siglo VI a.C. Pero sin duda, fue en el arte islámico donde esta disciplina alcanzó sus más altas cotas de belleza con el origen del azulejo para el embellecimiento interior y exterior de las edificaciones.

Los vitrales, hechos de trozos de vidrio coloreado y una estructura metálica, se adaptaban perfectamente a los grandes ventanales, rosetones e incluso, en las últimas etapas, podían sustituir a paredes completas. Destacaron en su cromatismo los colores vivos, con predominio de azules y rojos, seguidos de amarillos y verdes. Fue un arte de tipo figurativo con fondos monocromos y con escenas de carácter sacro.

Según fue avanzando la técnica de los artesanos vidrieros, utilizaron vidrios cada vez más pequeños, favoreciendo un mayor desarrollo de la policromía y un dibujo cada vez más sutil y decorativo en las vidrieras de menor tamaño. Las más grandes, irán ampliando progresivamente las figuras y los vidrios para poder ocupar mayores espacios de cerramiento, sobre todo a partir del siglo XIII.

El desarrollo del arte vidriero perduró hasta el siglo XVI, resurgiendo con fuerza en el siglo XIX, con movimientos como el Art Nouveau y el Art Decó, que lo rescataron para el ámbito de la arquitectura y lo introdujeron en el de la decoración a través de cuadros, lámparas e incluso joyas y lo despojaron de su carga religiosa. Este movimiento aunó las vanguardias artísticas con la investigación tecnológica, experimentando con la introducción de nuevos vidrios y técnicas, con el americano Louis Comfort Tiffany como mayor exponente creativo y de diseño. La temática de estos nuevos vitrales estaba basada en formas de la naturaleza, como plantas, flores, insectos y animales, pero también con composiciones abstractas y poligonales. El Art Decó en particular enfatizó la funcionalidad y el desarrollo del vidrio como elemento decorativo.

El proceso de fabricación de los envases se inicia con la mezcla de las materias primas, combinando la sílice, la sosa, la cal y otros elementos minoritarios en la composición que permiten colorear el vidrio. A estos se añade el calcín -el casco de vidrio limpio molido para ser reutilizado en nuevos envases-, y se introduce la mezcla en hornos de fusión que permiten obtener el material. Una vez que se forma el vidrio y alcanza las adecuadas condiciones de viscosidad, se canaliza hacia la conformación del envase mediante gotas que son moldeadas para fabricar diferentes formatos. Obtenido el envase deseado, este es sometido a diferentes tratamientos superficiales, tanto en caliente, como posteriormente en frío, para conseguir la calidad adecuada final.

Una de las grandes ventajas de este material es que todos los envases pueden reutilizarse, dado que el vidrio es un material completamente reciclable. Cualquier tarro, botella o recipiente de vidrio es fácilmente retornable y susceptible de integrarse de nuevo en los procesos productivos. Hoy en día, el vidrio de hecho está considerado como uno de los pilares de la economía circular, inspirando las corrientes de mejora del medioambiente y la sostenibilidad en la industria mundial. Los envases ya usados permiten crear uno similar sin pérdida de calidad o de cantidad de manera infinita. Además, su proceso de reciclado es el mismo que el de fabricación, partiendo de la composición, su posterior fundido y el tratamiento final, por lo que todos los envases se mantienen inalterables uso tras uso.

El vidrio es uno de los materiales más utilizados en el mundo de la investigación química. Con frecuencia, se usan en este campo útiles y objetos elaborados con este material, habitualmente denominados como vidriería de laboratorio. Una de sus principales funciones es la medición de volúmenes con gran precisión, por lo que suelen ir graduados con marcas exteriores. En este caso, se suele denominar material volumétrico. El vidrio es un material refractario, resistente al calor. Entre los de este tipo, destaca el vidrio borosilicato, resistente a los agentes químicos y con un bajo coeficiente de dilatación, lo que permite colocarlo en el quemador Bunsen (el tipo de mecheros de laboratorio más común) para calentar o favorecer la combustión de muestras o reactivos. Matraces, placas Petri, embudos de decantación, balones de destilación, pipetas y probetas están hechas de vidrio por sus cualidades de resistencia y baja reactividad.

El vidrio está presente también en las lentes ópticas del microscopio, la invención que hizo posible la microbiología, el análisis visual de elementos y sustancias invisibles al ojo humano. Desde las lentes que permiten observar con aumentos hasta las láminas portaobjetos donde se colocan las muestras, el vidrio forma parte fundamental de la óptica de laboratorio. El origen etimológico de la palabra microscopio viene del griego, micros, pequeño y skopéo, mirar. Se trata de un descubrimiento de época moderna que revolucionó los mundos de la química y la biología. Gracias a él, se descubrió la existencia de células.

A mediados del siglo XVII, el científico inglés Robert Hooke observó con una lente un corte de corcho y descubrió unas cavidades de pequeño tamaño a las que llamó células, por su forma de celdilla. En realidad, eran células muertas. Años después, el biólogo italiano Marcello Malpighi logró observar las primeras células vivas con una técnica similar. No fue hasta la invención del primer microscopio por parte de Anton Van Leeuwenhoek cuando se vieron y describieron por vez primera bacterias, protozoos, espermatozoides y glóbulos rojos. Los estudios de dispersión y refracción de la luz permitieron a científicos como Isaac Newton, mejorar la ciencia microscópica hasta llegar a los 1.000 aumentos, el máximo posible con luz visible.

La invención en 1931 del microscopio electrónico, diseñado en Alemania por Ernst Ruska y Max Knoll, permitió amplificaciones ópticas mayores. Los microscopios electrónicos utilizan electrones en lugar de fotones -luz visible- para enfocar la muestra, alcanzando más aumentos por la menor amplitud de onda de los electrones y sus propiedades ondulatorias. Este tipo de microscopios pueden conseguir hasta 100.000 aumentos.