vidrio

9
Vidrio El vidrio es un material inorgánico duro, frágil, transparente y amorfo que se encuentra en la naturaleza, aunque también puede ser producido por el ser humano. El vidrio artificial se usa para hacer ventanas, lentes, botellas y una gran variedad de productos. El vidrio es un tipo de material cerámico amorfo. El vidrio se obtiene a unos 1500 °C a partir de arena de sílice (SiO 2 ), carbonato de sodio (Na 2 CO 3 )y caliza (CaCO 3 ). El término "cristal" es utilizado muy frecuentemente como sinónimo de vidrio, aunque es incorrecto en el ámbito científico debido a que el vidrio es un sólido amorfo (sus moléculas están dispuestas de forma irre- gular) y no un sólido cristalino. [[Archivo:Colorful bottle.jpg|thumb|Botella de vidrio coloreado )) La obsidiana es un vidrio natural. Originaria de minerales fundi- dos que no se recristalizaron al enfriarse después de su erupción. 0.1 El vidrio en la antigüedad Plinio el Viejo (siglo I), en su Historia Natural, cuenta que unos mercaderes que se dirigían hacia Egipto para vender natrón (carbonato de sodio), se detuvieron para cenar a orillas del río Belus, en Fenicia. Como no había piedras para colocar sus ollas, decidieron utilizar algu- nos trozos de natrón. Calentaron sus alimentos, comieron y se dispusieron a dormir. A la mañana siguiente vieron asombrados que las piedras se habían fundido y habían reaccionado con la arena para producir un material duro Vasija de vidrio egipcio. y brillante, el vidrio. En realidad, el hombre aprendió a fabricar el vidrio mu- chísimo tiempo antes en forma de esmaltes vitrificados, la fayenza. Hay cuentas de collares y restos de cerámica ela- borados con fayenza en tumbas del periodo predinástico de Egipto, en las culturas Naqada (3500-3200 a. C.). [1] Los primeros objetos de vidrio que se fabricaron fue- ron cuentas de collar o abalorios. Es probable que fue- ran artesanos asiáticos los que establecieron la manufac- tura del vidrio en Egipto, de donde proceden las prime- ras vasijas producidas durante el reinado de Tutmosis III (1504-1450 a. C.). La fabricación del vidrio floreció en Egipto y Mesopotamia hasta el 1200 a. C. y posterior- mente cesó casi por completo durante varios siglos. Egip- to produjo un vidrio claro, que contenía sílice pura; lo coloreaban de azul y verde. Durante la época helenísti- ca Egipto se convirtió en el principal proveedor de obje- tos de vidrio de las cortes reales. Sin embargo, fue en las costas fenicias donde se desarrolló el importante descu- brimiento del vidrio soplado en el siglo I a. C. Durante la época romana la manufactura del vidrio se extendió por el Imperio, desde Roma hasta Alemania. [2] En esta época 1

Upload: ivan-jose-campos-madrid

Post on 11-Feb-2016

15 views

Category:

Documents


0 download

DESCRIPTION

vidrio

TRANSCRIPT

Page 1: Vidrio

Vidrio

El vidrio es un material inorgánico duro, frágil,transparente y amorfo que se encuentra en la naturaleza,aunque también puede ser producido por el ser humano.El vidrio artificial se usa para hacer ventanas, lentes,botellas y una gran variedad de productos. El vidrio esun tipo de material cerámico amorfo.El vidrio se obtiene a unos 1500 °C a partir de arenade sílice (SiO2), carbonato de sodio (Na2CO3) y caliza(CaCO3).El término "cristal" es utilizado muy frecuentementecomo sinónimo de vidrio, aunque es incorrecto en elámbito científico debido a que el vidrio es un sólidoamorfo (sus moléculas están dispuestas de forma irre-gular) y no un sólido cristalino. [[Archivo:Colorfulbottle.jpg|thumb|Botella de vidrio coloreado ))

La obsidiana es un vidrio natural. Originaria de minerales fundi-dos que no se recristalizaron al enfriarse después de su erupción.

0.1 El vidrio en la antigüedad

Plinio el Viejo (siglo I), en su Historia Natural, cuentaque unos mercaderes que se dirigían hacia Egipto paravender natrón (carbonato de sodio), se detuvieron paracenar a orillas del río Belus, en Fenicia. Como no habíapiedras para colocar sus ollas, decidieron utilizar algu-nos trozos de natrón. Calentaron sus alimentos, comierony se dispusieron a dormir. A la mañana siguiente vieronasombrados que las piedras se habían fundido y habíanreaccionado con la arena para producir un material duro

Vasija de vidrio egipcio.

y brillante, el vidrio.En realidad, el hombre aprendió a fabricar el vidrio mu-chísimo tiempo antes en forma de esmaltes vitrificados, lafayenza. Hay cuentas de collares y restos de cerámica ela-borados con fayenza en tumbas del periodo predinásticode Egipto, en las culturas Naqada (3500-3200 a. C.).[1]

Los primeros objetos de vidrio que se fabricaron fue-ron cuentas de collar o abalorios. Es probable que fue-ran artesanos asiáticos los que establecieron la manufac-tura del vidrio en Egipto, de donde proceden las prime-ras vasijas producidas durante el reinado de Tutmosis III(1504-1450 a. C.). La fabricación del vidrio floreció enEgipto y Mesopotamia hasta el 1200 a. C. y posterior-mente cesó casi por completo durante varios siglos. Egip-to produjo un vidrio claro, que contenía sílice pura; locoloreaban de azul y verde. Durante la época helenísti-ca Egipto se convirtió en el principal proveedor de obje-tos de vidrio de las cortes reales. Sin embargo, fue en lascostas fenicias donde se desarrolló el importante descu-brimiento del vidrio soplado en el siglo I a. C. Durante laépoca romana la manufactura del vidrio se extendió porel Imperio, desde Roma hasta Alemania.[2] En esta época

1

Page 2: Vidrio

2 1 ESTADO VÍTREO

se descubrió que añadiendo óxido de manganeso se podíaaclarar el vidrio[3] y también desarrollaron el reciclaje dela cristalería romana.[4]

0.2 El vidrio en la Edad Media

El vidrio en los países islámicos, entre los siglos VIII yXIV, tuvo su auge en el Oriente Próximo. La antigua tra-dición Sasánida de tallado del vidrio fue continuada porlos artesanos musulmanes que realizaron vasijas decora-das en altorrelieve, muchas con motivos animales, y convidrio incoloro de gran calidad con diseños tallados a larueda. La técnica de esmaltado al fuego y la del doradoincrementaron las posibilidades decorativas, destacandolos artesanos vidrieros de Alepo y Damasco. De Egiptoproviene el descubrimiento de coloraciones vidriadas conbrillantes efectos metálicos, tanto en cerámica como envidrio. Las lámparas de las mezquitas y otras vasijas deuso cotidiano se pintaron con motivos geométricos pro-pios del islam. Sus formas y decoraciones influyeron enla producción occidental posterior, destacando las de Ve-necia y España.[5]

En el norte de Europa y Gran Bretaña continuaron produ-ciendo objetos utilitarios de vidrio. El vidrio común tipoWaldglas (del alemán, ‘vidrio del bosque’) continuó fabri-cándose en Europa hasta la era moderna. Sin embargo,la producción más importante en este material durantela edad media fueron los mosaicos de vidrio en la Euro-pa mediterránea y las vidrieras en la zona del norte. Losmosaicos se hacían con teselas de vidrio, que se cortabande bloques de vidrio. En documentos del siglo VI se hacereferencia a vidrieras en las iglesias, aunque los primerosejemplares conservados datan del siglo XI. Las más apre-ciadas se elaboraron durante los siglos XIII y XIV, princi-palmente en Francia e Inglaterra. El vidrio se coloreaba ose laminaba ya coloreado añadiendo óxidos metálicos a lamezcla, y después se cortaba. Los detalles se pintaban so-bre el cristal con un esmalte. Las piezas se sujetaban conuna red de plomo conocida como emplomado.[6] El artede la fabricación de vidrieras decayó a finales del renaci-miento aunque volvió a recuperarse en el siglo XIX.[5]

0.3 Del renacimiento al siglo XVIIIEl cristal veneciano

El «cristal veneciano» más antiguo conocido data del si-glo XV, aunque el vidrio ya se fabricaba en Venecia desdeel siglo X. Con centro en la isla de Murano, los venecia-nos dominaron el mercado europeo hasta el año 1700. Lacontribución más importante fue la elaboración de un vi-drio sódico duro y refinado muy dúctil. Conocido como«cristallo», era incoloro, de gran transparencia, muy se-mejante al cristal de roca. También se hacían en cristalcoloreado y opaco. Hacia finales del siglo XVI las vasijasse hicieron más ligeras y delicadas. Desarrollaron un ti-po de filigrana de vidrio que sería muy imitada. Consistía

en incorporar hebras de vidrio blanco opaco dentro de uncristal transparente, que producía el efecto de un encaje.También en Murano surgieron muchos estilos diferentespara lámparas de cristal, aunque fue la factoría de Nevers,en Francia, la que adquirió mayor fama durante el sigloXVII. La práctica del grabado al diamante, técnica de losartesanos holandeses del siglo XVII, lograba elaboradosdiseños.Los fabricantes de vidrio de Europa intentaron copiar lastécnicas y decoraciones de los venecianos. La informa-ción se difundió con el libro El arte del vidrio (1612) deAntonio Neri, y también por los sopladores de vidrio ve-necianos, pues aunque una ley prohibía a los artesanosvidrieros abandonar Venecia y divulgar los secretos de suarte, muchos se instalaron en otros países europeos. Cadapaís desarrolló sus imitaciones. La influencia italiana de-clinó en el siglo XVII, al surgir en Alemania e Inglaterranuevos métodos para la fabricación de vidrio.[7]

1 Estado vítreo

Tradicionalmente se ha considerado que la materia podíapresentarse bajo tres formas: la sólida, la líquida y la ga-seosa. Nuevos medios de investigación de su estructuraíntima –particularmente durante el siglo XX– han puestoal descubierto otras formas o estados en los que la mate-ria puede presentarse. Por ejemplo el estado mesomorfo(una forma líquida con sus fases esmécticas, nemáticas ycolestéricas), el estado de plasma (o estado plasmático,propio de gases ionizados a muy altas temperaturas) o elestado vítreo, entre otros.Los cuerpos en estado vítreo se caracterizan por presen-tar un aspecto sólido con cierta dureza y rigidez y queante esfuerzos externos moderados se deforman de ma-nera generalmente elástica. Sin embargo, al igual que loslíquidos, estos cuerpos son ópticamente isótopos, trans-parentes a la mayor parte del espectro electromagnéticode radiación visible. Cuando se estudia su estructura in-terna a través de medios como la difracción de rayos X,da lugar a bandas de difracción difusas similares a las delos líquidos. Si se calientan, su viscosidad va disminuyen-do paulatinamente –como la mayor parte de los líquidos–hasta alcanzar valores que permiten su deformación ba-jo la acción de la gravedad, y por ejemplo tomar la formadel recipiente que los contiene como verdaderos líquidos.No obstante, no presentan un punto claramente marcadode transición entre el estado sólido y el líquido o "puntode fusión".Todas estas propiedades han llevado a algunos investiga-dores a definir el estado vítreo no como un estado de lamateria distinto, sino simplemente como el de un líqui-do subenfriado o líquido con una viscosidad tan alta quele confiere aspecto de sólido sin serlo. Esta hipótesis im-plica la consideración del estado vítreo como un estadometaestable al que una energía de activación suficiente de

Page 3: Vidrio

3

sus partículas debería conducir a su estado de equilibrio,es decir, el de sólido cristalino.

Figura 1: Cristal organizado de SiO2.

En apoyo de esta hipótesis se aduce el hecho experimentalde que, calentado un cuerpo en estado vítreo hasta obte-ner un comportamiento claramente líquido (a una tempe-ratura suficientemente elevada para que su viscosidad seainferior a los 500 poises, por ejemplo), si se enfría lentay cuidadosamente, aportándole a la vez la energía de ac-tivación necesaria para la formación de los primeros cor-púsculos sólidos (siembra de microcristales, presencia desuperficies activadoras, catalizadores de nucleación, etc.)suele solidificarse dando lugar a la formación de conjun-tos de verdaderos cristales sólidos.Todo parece indicar que los cuerpos en estado vítreono presentan una ordenación interna determinada, comoocurre con los sólidos cristalinos. Sin embargo en mu-chos casos se observa un desorden ordenado, es decir, lapresencia de grupos ordenados que se distribuyen en elespacio de manera total o parcialmente aleatoria.Esto ha conducido a diferentes investigadores a planteardiversas teorías sobre la estructura interna del estado ví-treo, tanto de tipo geométrico, basadas tanto en las teoríasatómicas como en las de tipo energético.Según la teoría atómica geométrica, en el sílice sólidocristalizado el átomo de silicio se halla rodeado de cuatroátomos de oxígeno situados en los vértices de un tetrae-dro cada uno de los cuales le une a los átomos de siliciovecinos. Una vista en planta de este ordenamiento se es-quematiza en la figura 1, en la que el cuarto oxígeno esta-ría encima del plano de la página. Cuando este sílice pasaal estado vítreo, la ordenación tetraédrica se sigue mante-niendo a nivel individual de cada átomo de silicio, aunquelos enlaces entre átomos de oxígeno y silicio se realizanen un aparente desorden, que sin embargo mantiene unaorganización unitaria inicial (véase la figura 2).No obstante, ninguna de estas teorías es suficiente para

Figura 2: SiO2 en estado vítreo.

explicar el comportamiento completo de los cuerpos ví-treos aunque pueden servir para responder, en casos con-cretos y bien determinados, a algunas de las preguntasque se plantean.Las sustancias susceptibles de presentar un estado vítreopueden ser tanto de naturaleza inorgánica como orgánica,entre otras:

• Elementos químicos: Si, Se, Au-Si, Pt-Pd, Cu-Au.

• Óxidos: SiO2, B2O3, P2O5, y algunas de sus com-binaciones.

• Compuestos: As2S3, GeSe2, P2S3, BeF2, PbCl2,AgI, Ca(NO3)2.

• Siliconas (sustancias consideradas como semiorgá-nicas)

• Polímeros orgánicos: tales como glicoles, azúcares,poliamidas, poliestirenos o polietilenos, etc.

2 Vidrios comunes

2.1 Sílice vítrea

Se denomina sílice a un óxido de silicio de fórmula quí-mica SiO2. Se presenta en estado sólido cristalino ba-jo diferentes formas enanciotrópicas. Las más conocidasson el cuarzo (la más frecuente y estable a temperatu-ra ambiente), la cristobalita y las tridimitas. Además deestas formas, se han llegado a identificar hasta veintidósfases diferentes, cada una de ellas estable a partir de unatemperatura perfectamente determinada.Cuando se calienta el cuarzo lentamente, este va pasan-do por distintas formas enanciotrópicas hasta alcanzar supunto de fusión a 1723 °C. A esta temperatura se obtiene

Page 4: Vidrio

4 2 VIDRIOS COMUNES

un líquido incoloro y muy viscoso que si se enfría con re-lativa rapidez, se convierte en una sustancia de naturalezavítrea a la que se suele denominar vidrio de cuarzo.Este vidrio de cuarzo presenta un conjunto de propieda-des de gran utilidad y de aplicación en múltiples discipli-nas: en la investigación científica, tecnológica, en la vidadoméstica y en general en todo tipo de industria. Se des-tacan como más relevantes las siguientes:

1. Gran resistencia al ataque por agentesquímicos, por lo que es muy utilizado co-momaterial de laboratorio. Sólo es ataca-do, de manera importante a temperaturaambiente, por el ácido fluorhídrico en susdiferentes formas (gaseosa o disolución).A temperaturas superiores a 800 °C reac-ciona a velocidades apreciables con salesalcalinas o alcalinotérreas, en particularcon sales sódicas, tales como el carbona-to o el sulfato sódicos.

2. Si bien su densidad a temperatura am-biente es relativamente alta (2,2 g/cm3)su coeficiente de dilatación lineal medioa temperaturas inferiores a los 1000 °Ces extremadamente pequeño: se sitúa en5,1•10−7 K−1, lo que permite, por ejem-plo, calentarlo al rojo y sumergirlo brus-camente en agua, sin que se fracture. Elnúmero de aplicaciones que esta propie-dad suscita es elevado.

3. Su índice de refracción a la radiaciónelectromagnética visible es 1,4589, loque le hace apto para instrumentos ópti-cos en general.

4. Su resistividad eléctrica es del orden delos 1020 ohm·cm en condiciones norma-les lo que le convierte en uno de los me-jores aislantes eléctricos conocidos, contodas las aplicaciones que de ello se deri-van en la industria moderna.

5. La absorción de la radiación electromag-nética del vidrio de cuarzo muestra unagran transparencia a la luz visible así co-mo en las bandas correspondientes al es-pectro ultravioleta, lo que le hace es-pecialmente apto para la fabricación delámparas y otros instrumentos generado-res de este tipo de radiación.

Otras propiedades, sin embargo, dificultan su elaboracióny utilización. En particular, las siguientes:

1. El punto de fusión de la sílice cristaliza-da depende de la variedad enanciotrópi-ca que se trate. Para la variedad establea partir de los 1470 °C (la α-cristobalita)

este es de 1723 °C. Estas son temperatu-ras que no pueden alcanzarse fácilmen-te, salvo en instalaciones muy especiali-zadas. Por esta razón, la fabricación delvidrio de cuarzo ha sido siempre rara ycara. Industrialmente, su producción esbastante limitada si se la compara conotros tipos de vidrio.

2. Su viscosidad en estado vítreo presentauna gran variación con la temperatura,pasando de valores superiores a 107 poi-ses (aspecto totalmente sólido) por deba-jo de los 1800 °C, a 103,5 poises a 2758°C (aspecto pastoso y moldeable).

3. Las viscosidades toman valores tan suma-mente elevados que deben expresarse co-mo potencias de diez. En general, las vis-cosidades de los vidrios suelen darse bajola forma de su logaritmo decimal. Paraobtener el vidrio de cuarzo es necesariopartir de un cuarzo cristalizado de granpureza, finamente molido, que se sometea altas temperaturas. El líquido que se ob-tiene presenta gran cantidad de burbujasdiminutas de aire ocluido entre los granosdel cuarzo, que le dan un aspecto lechoso,traslúcido, al que se suele denominar gresde cuarzo y cuyas aplicaciones como reci-piente resistente al ataque químico o a loscambios bruscos de temperatura son fre-cuentes. Sin embargo, resulta totalmenteinútil para aplicaciones en las que se pre-cise una gran transparencia (lámparas derayos UVA, lámparas de cuarzo y ópti-ca en general). Para estas últimas es ne-cesario que durante el proceso de fusiónse puedan desprender esas burbujas ga-seosas ocluidas. Para que ese desprendi-miento fuera efectivo bajo la presión at-mosférica y a una velocidad aplicable in-dustrialmente, se precisaría que el líqui-do presentara una viscosidad por debajode los 200 poises, lo que en el caso dela sílice líquida implicaría temperaturasdel orden de los 3600 °C. En la prácticapara poder desgasificar el vidrio de sílicese funde el cuarzo a temperaturas próxi-mas a los 2000 °C en recipientes dondese hace el vacío, complicando mucho latecnología de su producción y, por consi-guiente, encareciendo el producto.

4. La resistencia a la tracción en estado pu-ro, en condiciones normales y con una su-perficie perfectamente libre de toda fisu-ra, es de unos 60 kbar. Esta gran resisten-cia (superior a la del acero) se ve fuerte-mente disminuida por imperfecciones en

Page 5: Vidrio

2.3 Vidrios de silicato sódico 5

la superficie del objeto, por pequeñas queéstas sean.

5. Su módulo de Young a 25 °C es de 720kbar y el de torsión 290 kbar. Cuando sele somete a un esfuerzo de tracción me-cánica a temperaturas próximas a la am-biente, se comporta como un cuerpo per-fectamente elástico con una función alar-gamiento/esfuerzo lineal, pero sin prácti-camente zona plástica cercana a su lími-te de rotura. Esta propiedad, unida a laresistencia mecánica a la tracción ante-riormente citada, lo convierten en un pro-ducto frágil. Al golpearlo, o se deformaelásticamente y su forma no se altera o,si se sobrepasa su límite de elasticidad,se fractura.

2.2 Silicato sódico

Las sales más comunes de sodio tienen puntos de fusiónpor debajo de los 900 °C. Cuando se calienta una mezclaíntima de cuarzo finamente dividido con una sal de estosmetales alcalinos, por ejemplo Na2CO3, a una tempera-tura superior a los 800 °C se obtiene inicialmente una fu-sión de la sal alcalina, cuyo líquido rodea a los granos decuarzo, produciéndose una serie de reacciones que pue-den englobarse en la resultante siguiente:SiO₂ ₍ ₎ + Na2CO₃ ₍ ₎ → Na2SiO₃ ₍ ₎ + CO₂ ₍ ₎ ∆ H =−5,12 kcal/molEsta reacción, levemente exotérmica, desprende anhídri-do carbónico gaseoso -que burbujea entre la masa enfusión- y conduce a un primer silicato sódico, de puntode fusión 1087 °C.De acuerdo con la termodinámica, la mezcla de dos sus-tancias de puntos de fusión diferentes presenta un “Puntode Liquidus”[8] que se sitúa entre los de las dos sustan-cias en contacto. De esta forma la mezcla de la sílice y elsilicato sódico formado da lugar a un producto de SiO2

y silicatos, ya en estado líquido a temperaturas que nosobrepasan los 1200 °C, lejos de los más de 2000 °C ne-cesarios para preparar el vidrio de cuarzo.Al producto así obtenido se le da corrientemente el nom-bre genérico de silicato sódico, si bien con esta denomina-ción se identifica a un conjunto de productos derivados dela fusión del cuarzo con sales sódicas (generalmente car-bonatos) en diferentes proporciones de uno y otro compo-nente. Industrialmente se preparan silicatos sódicos conproporciones molares de cada componente situadas entre:

3,90 moles de SiO2 / 1 mol de Na2O y 1,69moles de SiO2 / 1 mol de Na2O

Nota La proporción estequiométrica de un metasilicatosódico puro sería de 1mol de SiO2 / 1mol deNa2O

Estos silicatos sódicos presentan un aspecto vítreo, trans-parente y muy quebradizo. Para alcanzar una viscosidaddel orden de los 1000 poises (necesaria para sumoldeado)se precisan temperaturas que, en función de su composi-ción, oscilan entre los 1220 °C para el silicato más rico enSiO2, y los 900 °C para el más pobre. Son muy solublesen agua: entre un 35 % y un 50 % en peso de silicato, se-gún el contenido en SiO2. Su falta de rigidez mecánica ysu solubilidad en agua les hacen inútiles como sustitutosdel vidrio de cuarzo en ninguna de sus aplicaciones.Raramente se presentan en la industria en forma sólida,sino bajo la forma de disolución acuosa. Su solución enagua se utiliza como pegamento cerámico muy eficaz ocomo materia prima para la producción mediante hidró-lisis de gel de sílice, sustancia usada como absorbente dela humedad (torres de secado de gases, etc.) o como com-ponente de ciertos productos tales como neumáticos paravehículos y otras aplicaciones en la industria química.Su producción se realiza en hornos continuos de balsacalentados mediante la combustión de derivados del pe-tróleo y frecuentemente también con energía eléctrica,a temperaturas lo más elevadas posibles (dentro de unacierta rentabilidad) con el fin de aumentar la productivi-dad del horno. Estas temperaturas suelen situarse entrelos 1400 °C y los 1500 °C.

2.3 Vidrios de silicato sódico

Con el fin de obtener un producto con propiedades simi-lares a las del vidrio de cuarzo a temperaturas alcanzablespor medios técnicamente rentables, se produce un vidriode silicato sódico al que se le añaden otros componentesque le hagan más resistente mecánicamente, inerte a losagentes químicos a temperatura ambiente -muy particu-larmente al agua- y que guarden su transparencia a la luz,al menos en el espectro visible.Estos componentes son metales alcalinotérreos, en par-ticular magnesio, calcio o bario, además de aluminio yotros elementos en menores cantidades, algunos de loscuales aparecen aportados como impurezas por las mate-rias primas (caso del hierro, el azufre u otros). Las mate-rias primas que se utilizan para la elaboración de vidriosde este tipo se escogen entre aquellas que presenten unmenor costo:

• Para el cuarzo:

• Arenas feldespáticas, de pureza en SiO2 supe-rior al 95 % y con el menor contenido en com-ponentes férricos posible (entre un 0,15 % y0,01 % en términos de Fe2O3)

• Cuarcitas molidas

• Para el sodio:

• Carbonatos sódicos naturales (yacimientos deEstados Unidos y África).

Page 6: Vidrio

6 3 PROPIEDADES DEL VIDRIO

• Carbonato sódico sintético, el más utilizado enEuropa.

• Sulfato sódico sintético, subproducto de la in-dustria química.

• Nitrato sódico natural (nitrato de Chile).• Cloruro sódico o sal común.

• Estos tres últimos, utilizados en pequeñasproporciones, debido al desprendimientode gases contaminantes durante la elabo-ración del vidrio: SOX, NOX, Cl2.

• Para el Calcio:

• Calizas naturales.

• Para el Magnesio:

• Dolomitas naturales.

• Para el Bario:

• Sulfato bárico natural (baritina).

• Para el Aluminio:

• Feldespatos naturales (caolines).

La producción industrial de este tipo de vidrios se realiza,al igual que en el caso de los silicatos sódicos, en hornospara vidrio, generalmente de balsa, calentados median-te la combustión de derivados del petróleo con apoyo, enmuchos casos, de energía eléctrica a temperaturas que os-cilan entre los 1450 °C y los 1600 °C. En estos hornosse introduce una mezcla en polvo ligeramente humede-cida ( ∼ 5 % de agua) y previamente dosificada de lasmaterias primas ya citadas. Esta mezcla de materias mi-nerales reacciona (a velocidades apreciables y, evidente-mente, cuanto mayores mejor) para formar el conjuntode silicatos que, combinados y mezclados, darán lugar aesa sustancia a la que se denomina vidrio común.

3 Propiedades del vidrio

Las propiedades del vidrio común, son una función tan-to de la naturaleza como de las materias primas comode la composición química del producto obtenido. Estacomposición química se suele representar en forma deporcentajes en peso de los óxidos más estables a tempe-ratura ambiente de cada uno de los elementos químicosque lo forman. Las composiciones de los vidrios silicatosódicos más utilizados se sitúan dentro de los límites quese establecen en la tabla adjunta.Muchos estudios –particularmente en la primera mitaddel siglo XX– han intentado establecer correlaciones en-tre lo que se denominó la estructura interna del vidrio –generalmente basada en teorías atómicas– y las propieda-des observadas en los vidrios. Producto de estos estudios

fueron un conjunto de relaciones, de naturaleza absolu-tamente empírica, que representan de manera sorpren-dentemente precisa muchas de esas propiedades median-te relaciones lineales entre el contenido de los elementosquímicos que forman un vidrio determinado (expresadobajo la forma del contenido porcentual en peso de susóxidos más estables) y la magnitud representando dichapropiedad. Curiosamente, las correlaciones con las com-posiciones expresadas en forma molar o atómica son mu-cho menos fiables.Los contenidos en MgO, Fe2O3 y SO3 son consecuenciade las impurezas de la caliza, arena y el sulfato sódico,respectivamente.

Fuente Coeficientes para el cálculo de propiedades delvidrio

Nota La viscosidad se expresa en la figura 3(6).

Fuente Coeficientes para el cálculo de propiedades delvidrio (cuadro)

Figura 3: Logaritmo de la viscosidad según temperaturas (segúnR. Cuartas).

La absorción (o transparencia)(7) a la luz de los vidrios desilicato sódico en la zona del espectro visible (0,40 μ a0,70 μ) depende de su contenido en elementos de tran-sición (Ni y Fe en el ejemplo). Sin embargo, tanto en elultravioleta como en el infrarrojo el vidrio se comportaprácticamente como un objeto casi opaco, independien-temente de cualquiera de estos elementos.

Page 7: Vidrio

7

Notas

• (1) La densidad es algo más elevada que en el cuarzofundido 2,5 frente a 2,2 g/cm³).

• (2) El coeficiente de dilatación térmica lineal a tem-peratura ambiente, es notablemente más alto que elde la sílice fundida (unas 20 veces más), por lo quelos objetos de vidrios de silicato sódico son menosresistentes al “choque térmico”.

• (3) Su índice de refracción es ligeramentemayor queel del vidrio de cuarzo y puede aumentarse medianteel uso de aditivos.

• (4) La resistencia a la tracción en cualquier tipo devidrio es una magnitud que depende extraordinaria-mente del estado de la superficie del objeto en cues-tión, por lo que su cuantificación es compleja y pocofiable.

• (5) La resistencia al ataque químico o físico (diso-lución) de los vidrios comunes es una función de sucomposición química fundamentalmente. No obs-tante, en todos ellos esta resistencia es elevada. Sesuele medir mediante una serie de pruebas tipifica-das internacionalmente. Entre las más usadas:

• DIN 12116• DIN 52322• DIN 12111• La atacabilidad de los vidrios también se mo-difica mediante tratamientos superficiales: conSO2, Sn, Ti, y otros.

• (6) Para moldear un vidrio es necesaria una visco-sidad que se sitúa entre 1000 poises y 5000 poises.En el caso de la sílice son necesarias temperaturasde más de 2600 °C, en tanto que para los vidrioscomunes basta con 1 200 °C, aproximadamente.

• (7) La absorción de la luz se ve influenciada porla estructura íntima de estas materias transparen-tes. En el caso de una estructura Si-O la absorciónde fotones es baja, incluso para longitudes peque-ñas de onda (transparencia a los rayos UVA). Noes así cuando a esta sencilla estructura se le añadenotros elementos (Na, Mg, Ca, etc.) que inciden de-cisivamente en la absorción a las longitudes de ondapequeñas (menores de 200 nm) y en las infrarrojas(superiores a 700 nm). Por otra parte, la presenciaen la red vítrea de elementos de transición (ver Tablaperiódica de los elementos) produce absorciones se-lectivas de radiación visible, lo que permite, entreotras cosas, colorear los vidrios con una amplia ga-ma de matices.

Depósito público para reciclaje de vidrio. En éste, existen tres di-visiones para separar el vidrio según su color: transparente, verdey ámbar.

4 Reciclaje del vidrio

El vidrio es un material totalmente reciclable y no haylímite en la cantidad de veces que puede ser reprocesado.Al reciclarlo no se pierden las propiedades y se ahorra unacantidad de energía de alrededor del 30 % con respectoal vidrio nuevo.Para su adecuado reciclaje el vidrio es separado y clasi-ficado según su tipo el cual por lo común está asociado asu color, una clasificación general es la que divide a losvidrios en tres grupos: verde, ámbar o café y transparente.

Contenedor de recogida de botellas de vidrio en España.

Page 8: Vidrio

8 8 ENLACES EXTERNOS

El proceso de reciclado después de la clasificación del vi-drio requiere que todo material ajeno sea separado comoson tapas metálicas y etiquetas, luego el vidrio es tritura-do y fundido junto con arena, hidróxido de sodio y calizapara fabricar nuevos productos que tendrán idénticas pro-piedades con respecto al vidrio fabricado directamente delos recursos naturales.[10]

En algunas ciudades del mundo se han implementadoprogramas de reciclaje de vidrio, en ellas pueden encon-trarse contenedores especiales para vidrio en lugares pú-blicos.En ciertos casos el vidrio es reutilizado, antes que reci-clado. No se funde, sino que se vuelve a utilizar única-mente lavándolo (en el caso de los recipientes). En acris-talamientos, también se puede aprovechar el vidrio cor-tándolo nuevamente (siempre que se necesite una unidadmás pequeña).

5 Utilidades del vidrio

Hoy en día, el vidrio se ha convertido en un aliado per-fecto para la decoración de nuestros hogares. Gracias asu elegancia, transmisión de la luz exterior y su transpa-rencia, el vidrio hace que los espacios se conviertan enamplios y limpios. Para ello la elección del vidrio ade-cuado es muy importante sobre todo para arquitectos ydiseñadores que son los que hacen utilidad de este mate-rial para la creación de sus proyectos. Además, el vidrioal tener distintos colores y texturas, hace que su utilidadsea infinita. Puede ser utilizado en infinidad de sitios:

• Mamparas de baño

• Mamparas divisorias

• Revestimiento de paredes

• Barandillas

• Cortinas

• Vitrinas

• Mesas

• Lucernarios

6 Véase también• Vidrio arquitectónico

• Vidrio del bosque

• Vidrio flotado

• Vidrio aislante

• Vidrio armado

• Vidrio templado

• Vidrio laminado

• Vidrio soplado

• Vidrio opalino

• Vidriado

• Cristal

7 Referencias[1] Petrie Museum of Egyptian Archaeology. Period - Naqa-

da II (3200BCE-3500BCE) UC5060.

[2] Historia del Vidrio, en saber.golwen.com.ar

[3] Bruce Nash.ModernMarvels: glass (documental). HistoryChannel. Escena en 4 min.

[4] Chew. (2001) degradación ecológica mundial. WalnutCreek: AltaMira, 97.

[5] «Historia del Vidrio: El vidrio en los países islámicos.» ensaber.golwen.com.ar.

[6] Lajo Pérez, Rosina (1990). Léxico de arte. Madrid - Es-paña: Akal. p. 68. ISBN 978-84-460-0924-5.

[7] Historia del Vidrio: Del renacimiento al siglo XVIII, ensaber.golwen.com.ar

[8] Solubilidad total en estado sólido (Diagramas de equilibriode fases). William F. Smith. Fundamentos de la Ciencia eIngeniería de Materiales. Tercera edición. Ed. Mc-GrawHill Consultado el 10 de octubre de 2011.

[9] Coeficientes para el cálculo de propiedades del vidrio(cuadro)

[10] «Reciclaje del vidrio en Info Reciclaje.»

8 Enlaces externos

• Wikcionario tiene definiciones y otra informa-ción sobre vidrio.Wikcionario

• Wikimedia Commons alberga contenido multi-media sobre VidrioCommons.

• El vidrio en bibliotecadigital.ilce.edu.mx

• Glass: Liquid or Solid -- Science vs. an Urban Le-gend

• Vidrio del Espacio

Page 9: Vidrio

9

9 Texto e imágenes de origen, colaboradores y licencias

9.1 Texto• Vidrio Fuente: https://es.wikipedia.org/wiki/Vidrio?oldid=85127222 Colaboradores: AstroNomo, Moriel, Nonick, Sanbec, Vivero, Do-

do, Sms, Cookie, Tostadora, Tano4595, Fajro, Jsanchezes, Bgbot, Fergarci, Gengiskanhg, Renabot, LeonardoRob0t, Javierme, Digigalos,Eleniel, Soulreaper, Petronas, Airunp, JMPerez, Taichi, Emijrp, Patricio.lorente, Rembiapo pohyiete (bot), Afrox, Aadrover, RobotQuist-nix, Alhen, Chobot, Yrbot, FlaBot, Vitamine, .Sergio, YurikBot, Worm~eswiki, Beto29, Gaijin, KnightRider, The Photographer, Banfield,Xjc~eswiki, Kepler Oort, Warko, Maldoror, Ca3sar~eswiki, Seviro, Chlewbot, Tomatejc, Jarke, Shant, Miguel303xm, Aloneibar, Tamor-lan, BOTpolicia, Hawking, CEM-bot, 333, Cantero, Damifb, F.A.A, JMCC1, Corbu, -jem-, Ignacio Icke, Baiji, Karshan, Davius, Rastrojo,Rosarinagazo, Antur, Iqmann, Montgomery, FrancoGG, Thijs!bot, Jorgebarrios, Roberto Fiadone, Delgadoloayza, Yeza, Zupez zeta, Án-gel Luis Alfaro, B25es, PhJ, Botones, Isha, Gusgus, Góngora, Mpeinadopa, Rrmsjp, JAnDbot, Homo logos, Gaius iulius caesar, Gsrdzl,TXiKiBoT, Chispis, Humberto, Claudio Elias, Nioger, Chabbot, Idioma-bot, Pólux, Dánier, Deephouser, Uruk, Delphidius, Almendro,Bucephala, AlnoktaBOT, VolkovBot, Snakeyes, Technopat, Matdrodes, Synthebot, DJ Nietzsche, BlackBeast, AlleborgoBot, 3coma14,Muro Bot, Edmenb, J.M.Domingo, Racso, SieBot, Dani lamejor, Ensada, ArnucAiuc, Anual, Marcelo, Mel 23, Manwë, Pascow, BOT-zilla, PipepBot, Hquevedo, Tirithel, Jarisleif, Jorge horacio richino, HUB, Eduardosalg, Neodop, Leonpolanco, Walter closser, Poco apoco, Alexbot, Rαge, Osado, Hahc21, Camilo, UA31, Thingg, Armando-Martin, David.LosadaG, AVBOT, David0811, Jorghex, Heming-way10, NicolasAlejandro, Diego 5397, SpBot, Diegusjaimes, MelancholieBot, Arjuno3, Luckas-bot, WikiDreamer Bot, Centroamericano,KRLS, Thollybot, Dictablanda, DSisyphBot, ArthurBot, SuperBraulio13, Almabot, Manuelt15, Xqbot, Jkbw, GhalyBot, Dreamerbcn,Dreitmen, Jm rg94, Ricardogpn, Igna, Cristina mercado, Botarel, RubiksMaster110, TiriBOT, Erebo XX, TobeBot, Halfdrag, RedBot,Organism~eswiki, Vubo, LLuís Castaldo, Santivar1997, Leugim1972, PatruBOT, CVBOT, Archimagolau, Deiler88, Ripchip Bot, Hum-befa, Tarawa1943, Jorge c2010, Foundling, GrouchoBot, LucasEstile, Adriansm, Miss Manzana, Ivanhoeami, Edslov, Chiton magnificus,EmausBot, Savh, AVIADOR, ChessBOT, Allforrous, Sergio Andres Segovia, Sarmanmed, JackieBot, Rubpe19, MercurioMT, Jcaraballo,Juanj09, Fogo007, Diamondland, Rufflos, AStarBot, Ozem666, MerlIwBot, JABO, HrAd-ATO, Jona117, AvocatoBot, Travelour, Cuaitl,Ginés90, MetroBot, Invadibot, Ltdliming, Moisés Pacheco Lorenzo, Vidriosmarte, Seasz, Grachifan, Luis felipe arjona, Madre de dani,DanielithoMoya, Helmy oved, Mevibo, Francisco xvc, Hondureñodecorazon, Benjamín Núñez González, Leo marinez, Legobot, Mato-daju, Carlos abad lavara, Balles2601, Giselaohsi, Topocapullo, Irving.arroyod, Sasdasda, Afbuen, Kikegay, Reshgfhqjfh, JetMETJBREH,Arrow2407, Jarould, Nereuri, Matiia, Egis57, One erection123456comepollas, Ronaldo Olvera, Locololparra, Bray159 y Anónimos: 501

9.2 Imágenes• Archivo:Commons-emblem-question_book_orange.svg Fuente: https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/1/1f/

Commons-emblem-question_book_orange.svg Licencia: CC BY-SA 3.0 Colaboradores: <a href='//commons.wikimedia.org/wiki/File:Commons-emblem-issue.svg' class='image'><img alt='Commons-emblem-issue.svg' src='https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/b/bc/Commons-emblem-issue.svg/25px-Commons-emblem-issue.svg.png' width='25' height='25' srcset='https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/b/bc/Commons-emblem-issue.svg/38px-Commons-emblem-issue.svg.png 1.5x,https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/b/bc/Commons-emblem-issue.svg/50px-Commons-emblem-issue.svg.png 2x'data-file-width='48' data-file-height='48' /></a> + <a href='//commons.wikimedia.org/wiki/File:Question_book.svg' class='image'><imgalt='Question book.svg' src='https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/9/97/Question_book.svg/25px-Question_book.svg.png' width='25' height='20' srcset='https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/9/97/Question_book.svg/38px-Question_book.svg.png 1.5x, https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/9/97/Question_book.svg/50px-Question_book.svg.png 2x' data-file-width='252' data-file-height='199' /></a> Artista original: GNOME icon artists, Jorge 2701

• Archivo:Commons-logo.svg Fuente: https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/4/4a/Commons-logo.svg Licencia: Public do-main Colaboradores: This version created by Pumbaa, using a proper partial circle and SVG geometry features. (Former versions usedto be slightly warped.) Artista original: SVG version was created by User:Grunt and cleaned up by 3247, based on the earlier PNG version,created by Reidab.

• Archivo:Contenedorvidrio.jpg Fuente: https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/5/52/Contenedorvidrio.jpg Licencia: Publicdomain Colaboradores: ? Artista original: ?

• Archivo:Egyptian_glass_jar.jpg Fuente: https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/7/73/Egyptian_glass_jar.jpg Licencia:Copyrighted free use Colaboradores: http://www.egyptarchive.co.uk/html/louvre_museum/louvre_museum_frame.html Artista original:Jon Bodsworth

• Archivo:Glass-recycling.jpg Fuente: https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/f/f6/Glass-recycling.jpg Licencia: Public do-main Colaboradores: ? Artista original: ?

• Archivo:Logm.jpg Fuente: https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/2/25/Logm.jpg Licencia: Public domain Colaboradores: ?Artista original: ?

• Archivo:ObsidianOregon.jpg Fuente: https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/8/8c/ObsidianOregon.jpg Licencia: Public do-main Colaboradores: ? Artista original: ?

• Archivo:SiO2_1.jpg Fuente: https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/2/28/SiO2_1.jpg Licencia: Public domainColaboradores:? Artista original: ?

• Archivo:SiO2_2.jpg Fuente: https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/f/f6/SiO2_2.jpg Licencia: CC-BY-SA-3.0 Colaborado-res: ? Artista original: ?

• Archivo:Wiktionary-logo-es.png Fuente: https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/0/06/Wiktionary-logo-es.png Licencia:CCBY-SA 3.0 Colaboradores: originally uploaded there by author, self-made by author Artista original: es:Usuario:Pybalo

9.3 Licencia de contenido• Creative Commons Attribution-Share Alike 3.0