Cristal y vidrio llamamos a un mismo material pero existe una diferencia esencial entre ambos. El cristal se encuentra en la naturaleza en diferentes formas - ei. quarzo, cristal de roca. El vidrio es el resultado de la fusión de ciertos ingredientes -sílice, sosa y cal. Existen, sin embargo, vidrio creados

por la naturaleza, como la obsidiana que se forma por el calor generado en el interior de los volcanes.

Llamamos erróneamente cristal al vidrio de plomo o vidrio óptico pues su transparencia imita al cristal de roca natural; esta imitación había sido

siempre la meta principal de los vidrieros.

CRISTALES   

 

Preguntas y respuestas.

¿Quién inventó el vidrio?

El vidrio fue descubierto por los egipcios aproximadamente en el año 3000 a.c.

¿ Cómo y con qué se hace el vidrio?

El vidrio surge de la fusión a alta temperatura de una mezcla de arena sílica, carbonato de calcio y carbonato de sodio dentro de un horno. El punto en el que la mezcla vítrea pasa de estado sólido a líquido viscoso varía entre los 1300 y 1500 grados centígrados. Después, vuelve a tomar la consistencia sólida de forma gradual mediante un proceso de lento enfriamiento hasta alcanzar su aspecto característico de material sólido transparente.

¿Cuál es el color natural del vidrio y cómo le dan color?

El color natural del vidrio es incoloro. Sin embargo, dado los altos contenidos de fierro que hay en los yacimientos de arena silica, el color que el vidrio normalmente adquiere es un verdoso.Para darle diferentes colores al vidrio se agregan durante el proceso de

fabricación diferentes óxidos metálicos. Por ejemplo el vidrio azul surge del óxido de cobalto. El café, del óxido de niquel. Para algunas tonalidades del vidrio amarillo se emplea el óxido de hierro.

¿Cuál es la diferencia entre un vidrio y un cristal?

Aunque indistintamente llamamos cristal y vidrio a un mismo material existe una diferencia esencial entre ambos. El cristal se encuentra en la naturaleza en diferentes formas - ei. quarzo, cristal de roca. El vidrio es el resultado de la fusión de ciertos ingredientes -sílice, sosa y cal. Existen, sin embargo, vidrio creados por la naturaleza, como la obsidiana que se forma por el calor generado en el interior de los volcanes.Llamamos erróneamente cristal al vidrio de plomo o vidrio óptico pues su transparencia imita al cristal de roca natural; esta imitación había sido siempre la meta principal de los vidrieros.

¿Cómo se hace el "cristal" cortado?

El "cristal" cortado (propiamente dicho el vidrio de plomo cortado) es una de las tantas técnicas que hay para decorar el vidrio. Esta técnica se lleva a cabo sobre la pieza terminada; es decir se trata de una técnica de trabajo en frío. Primero se dibuja la superficie del vidrio, luego se hacen los cortes con ruedas diamantadas y finalmente se pule.

¿Cuáles son las virtudes del vidrio como material para fabricar contenedores de uso farmacéutico?

El vidrio, por ser un material inerte es muy higiénico y no causa ninguna reacción química con sus contenidos, protegiéndoles de alguna contaminación u alteración.

*¿Cuáles son las ventajas ecológicas en la utilización del vidrio?

El vidrio es un material 100% reciclable, su vida útil es infinita

¿Por qué hay vidrios más resistentes que otros al calor o al frío?

Debido a variaciones en la fórmula y a la diferencia en el coeficiente de expansión (el coeficiente de expansión es la medida que define el grado de expansión o contracción que un material sufre al exponerse al frío o al calor).A menor coeficiente de expansión mayor es la resistencia a un cambio brusco de temperatura.

¿Cuáles son los diferentes tipos de vidrio?

El vidrio es clasificado con base en los componentes químicos que se le agregan. De acuerdo con ello, se tipifican como: vidrio calizo, vidrio de borosilicato y vidrio óptico/cristal de plomo.

¿Cuál es el vidrio calizo?

Es el vidrio común. Está formado de manera dominante por sílice, así como por calcio y sodio.El vidrio calizo sirve de vidrio es utilizado para la fabricación de vasos, vajillas, mesas, ventanas y otros enseres. Actualmente su elaboración ha mejorado considerablemente, ya que si se le agrega una mayor cantidad de sílice, experimenta una resistencia al choque térmico superior. Como ejemplo podemos mencionar algunos productos de CRISA (tazas, vasos, etcétera), que resisten con facilidad líquidos calientes, fríos y soportan los impactos.

¿Cuál es el vidrio de borosilicato?

Es un tipo de vidrio que posee un coeficiente de expansión muy bajo y por tal resiste el choque térmico provocado por los cambios de temperatura. Actualmente, el vidrio de borosilicato se utiliza como material de laboratorio y en la fabricación de los utensilios de cocina llamados refractarios, los cuales son respaldados por las firmas Pirex, Visions y Corning.

¿Cuál es la diferencia entre el vidrio templado y el vidrio de seguridad?

El vidrio templado es un vidrio calizo que tiene una resistencia cinco veces mayor que lo normal puesto que su proceso de enfriamiento es más largo y controlado, lo que hace que al romperse no se fracture en pedazos cortantes, sino en cientos de pequeños trozos inofensivos.El vidrio de seguridad, que puede o no ser templado, se fabrica principalmente para uso automotriz. Para hacerlo es necesario colocar entre dos vidrios una hoja de polyvinyl butiral (PVB) o de resina plástica, que sirve para evitar en caso de golpe que los pedazos pequeños de vidrio no se dispersen y al contrario se mantengan adheridos a la pantalla de plástico.

¿Cómo se hace el vidrio soplado?

Para soplar el vidrio se necesitan básicamente una caña de hierro hueco y unas pinzas de vidriero. Se comienza por introducir la caña en la masa de fundición de vidrio (con una consistencia similar a la miel). Al sacar la caña se gira sobre una piedra para darle la forma inicial, y después se sopla hasta crear la burbuja de la que partirá la pieza que se pretende elaborar. Después, con una pinza y algún puntil, se comienza a darle la forma deseada, soplando y apretando la pieza hasta alcanzar el resultado ideal. Por último se introduce en el horno de recocimiento.

¿ Cómo se hace el vitral emplomado?

Se secciona un dibujo o diseño previamente elaborado en papel y se sacan plantillas, las cuáles se usan para hacer recortes idénticos en las láminas de vidrio plano. Después las piezas cortadas de vidrio se decoran con esmaltes si es necesario y finalmente se unen con una tira de plomo llamada cañuela, quedando el dibujo entero reproducido en la forma de una ventana.

¿ Qué es el vidrio estirado a la flama?

Es un vidrio que se trabaja mediante el empleo de un soplete con cuya flama se logra reblandecer el vidrio para estirarlo, fusionarlo, modelarlo y soplarlo.

¿Qué es el vidrio azogado?

Es un vidrio tratado con nitrato de plata con la intención de darle la apariencia de un espejo. Antiguamente esta técnica se utilizaba con la intención de semejar metales preciosos como la plata y el oro.

¿Cómo se hacen las botellas en serie?

En un horno se funde el vidrio. Después la cantidad exacta de masa vidrio caliente para elaborar una botella es liberada una tras otra en una resbaladilla que la coloca en un primer molde donde se le da la preforma del modelo final. Luego esa pieza se pasa a otro molde donde la máquina sopla a presión dando la forma final. Después de ahí pasa por un proceso de recocimiento con lo que se le da mayor resistencia al vidrio. Finalmente pasa por un proceso de control de calidad y después de decorado.

Siempre ha existido una tendencia a llamar cristal a aquel vidrio incoloro que recordaba al cristal de roca. Por esta razón ya en el siglo XIV se le denomino  así a aquel que se fabricaba en Venecia. Posteriormente en el siglo XVII, en Centro Europa, se conoció como cristal de Bohemia al compuesto por sílice, cal y potasa, de consistencia muy dura y muy apropiada para la talla. A finales del siglo XVIII surge en Gran Bretaña y posteriormente en Francia aquel que tenía en su composición de un 24 a un 30% de plomo, de un brillo incomparable y que se denominó Cristal de Plomo-********Se llaman Baccarat, Daum, Lalique, Saint-Louis, Verrerie Cristallerie d'Arques... Detrás de cada uno de estos nombres prestigiosos está la historia de las artes de la mesa en que vidrieros franceses, sin lugar a dudas líderes mundiales, no han cesado de desempeñar un papel importante. Respaldándose en una pericia sólida legada de generación en generación, han sabido, a cada época, innovar para poner nuevas herramientas al servicio de su creatividad. Hoy en día siguen escribiendo esta sorprendente historia o más bien "soplándola" en esta pasta de vidrio que saben dominar tan bien***

 En los siglos pasados el cristal del reloj era frágil, y se rompía con facilidad. En algunos relojes de bolsillo de gran lujo se empleaba cristal de roca, un cristal natural particularmente nítido y brillante, aunque muy delicado. El empleo del reloj de pulsera convierte la fragilidad del cristal en un verdadero problema, y en casos especiales, como los relojes deportivos o militares, se recurrió a soluciones como una rejilla protectora. En la actualidad se recurre al plástico, al vidrio mineral, más duro y blanco y finalmente al cristal de zafiro para los relojes de lujo.

  CLASES DE CRISTALES

Existen tres clases de cristales utilizados en los relojes de hoy en día: 1.- PLEXIGLAX: Claro y ligero tipo de plástico. 2.- VIDRIO ORDINARIO: Usado normalmente para la fabricación de ventanas, llamado "vidrio mineral". 3.- ZAFIRO SINTETICO. 4.- Algunos cristales son fabricados en una combinación de vidrio y zafiro. Por ejemplo, Seiko hace algunos relojes con cristales

hechos de vidrio mineral cubierto con una capa de zafiro sintético. Seiko llama este compuesto el material "Sapphlex".

El Plexiglax es el menos caro, su resistencia a la rotura es apreciable pero al rayado es baja. El vidrio ordinario o cristal mineral aún siendo sometido a un proceso de templado no es improbable su rotura aunque aguanta apreciablemente el rayado. El cristal de zafiro es el más caro de los tres, es prácticamente inrayable aunque es también quebradizo.

Usar su cristalería cristalina antigua

  Debe ser guardado fuera de luz del sol directa, y se desalienta la humedad alta.  Muchos pedazos cristalinos han pegado componentes, y daño de la luz del sol y de la humedad el pegamento. No permita que el jugo, el vino, o el vinagre se sienten en la cristalería cristalina antigua por períodos del tiempo largos.  El vino de la porción en sus cristales cristalinos está muy bien, pero los aclara luego.  Los líquidos ácidos pueden lixiviar el plomo fuera del cristal.  Si la cristalería cristalina antigua tiene una capa polvorienta blanca, puede ser debido al plomo que lixivia fuera del artículo.  No utilice ese artículo para beber .  El profesional que muele y que pule es necesario quitar el residuo.

Limpieza de su cristalería cristalina antigua

Primero, quite cualquier polvo.  Es la mejor hacer esto soplándolo apagado con aire conservado.  No limpie el polvo lejos; puede tener partículas abrasivas finas que puedan rasguñar el artículo. Lave cuidadosamente el cristal antiguo en agua jabonosa caliente.  El limpiador cristalino del chandelier es el mejor producto para lavarse, pero el jabón del plato o el detergente apacible del lavadero de los delicates funcionará, también.  No utilice ningún producto que contenga el amoníaco o los fosfatos.  Lávese a mano y nunca ponga el cristal en el lavaplatos.  El detergente de lavaplatos y la acción vigorosa de la limpieza de lavaplatos pueden saltar, agrietar, o manchar el artículo.  La cristalería cristalina antigua se debe secar al aire, no limpiado con un paño.  Use los guantes sin pelusa del algodón al manejar la cristalería recientemente lavada.

 

El cristal se encuentra en la naturaleza en diferentes formas - ei. quarzo, cristal de roca.

 

CRISTAL DE VENTANA   (600 d.C., Alemania)

 

 

Los romanos fueron los primeros en obtener láminas de cristal para ventanas hacia 400 a.C., pero su clima mediterráneo, muy benigno, hizo de esta innovación una mera curiosidad. El vidrio se empleaba con finalidades más prácticas, sobre todo en joyería.

 

Después de la invención del soplado de cristal, hacia 50 a.C., fueron posibles cristales de ventana de más calidad, pero los romanos empleaban el vidrio soplado para copas de todas las formas y medidas, destinadas a las casas particulares y a los establecimientos públicos. Muchos de esos recipientes han sido exhumados en excavaciones realizadas en antiguas ciudades romanas.

 

Los romanos nunca fabricaron un vidrio laminado perfecto, por la sencilla razón de que no sintieron su necesidad. El descubrimiento tuvo lugar mucho más al Norte, en climas germánicos más fríos, al comienzo de la Edad Media. En el año 600 d.C., el centro europeo de la fabricación de ventanas radicaba a orillas del Rin. Se requería una gran habilidad y un largo aprendizaje para trabajar el vidrio. Tan apreciados eran sus exquisitos productos, que el orificio del horno a través del cual el artesano soplaba el vidrio, valiéndose de un largo tubo, recibía la denominación de “agujero de la gloria”.

 

Los vidrieros empleaban dos métodos para obtener cristales de ventana. En el método del cilindro, cuyos resultados eran inferiores, pero que se utilizaba más extensamente, el vidriero soplaba sílice fundida para formar una esfera, que después se sometía a un movimiento de vaivén a fin de alargarla y convertirla en un cilindro. A continuación, este cilindro era cortado longitudinalmente y aplanado hasta conseguir una lámina.

 

En el método de corona, una especialidad de los vidrieros normandos, el artesano también obtenía una esfera por soplado, pero le adhería una varilla de hierro macizo antes de retirar el tubo de soplar. Entonces se hacía girar con rapidez la esfera y, por la fuerza centrífuga, el agujero abierto al insertarse la varilla se expandía, hasta que la masa de cristal fundido se abría y adoptaba forma de disco. Estos vidrios eran más delgados que los obtenidos con el método del cilindro, y con ellos sólo se hacían cristales de ventana muy pequeños.

 

Durante la Edad Media, las grandes catedrales europeas, con sus soberbias vidrieras coloreadas, monopolizaron la mayor parte del vidrio laminado fabricado en el continente. Desde las iglesias, los cristales de ventana pasaron gradualmente a las casas de los más ricos, y más tarde su uso se generalizó. La lámina más grande de vidrio de cilindro que en aquel entonces podía conseguirse 

tenía una anchura aproximada de 1.20 metros, lo cual limitaba el tamaño de las ventanas de un solo cristal. Los avances en esta técnica durante el siglo XVII permitieron obtener cristales que medían casi 4 metros por algo más de 2.

 

En 1687, el vidriero francés Bernard Perrot, de Orleans, patentó un método para cilindrar planchas de vidrio. Se vertía vidrio en fusión sobre una gran mesa de hierro y se extendía con un pesado rodillo metálico. Este método produjo las primeras grandes láminas de vidrio con un coeficiente de deformación aceptable, propias para fabricar espejos de cuerpo entero.

 

 

FIBRA DE VIDRIO

 

Como su nombre indica, la fibra de vidrio consiste en filamentos de vidrio unidos entre sí para formar un hilo, que después es tejido y permite conseguir una placa rígida o flexible.

 

El artesano parisino Dubus Bonnel consiguió una patente para hilar y tejer vidrio en 1836, pero su proceso era complicado y de muy incómoda ejecución. Obligaba a trabajar en un recinto muy caluroso y húmedo a fin de que los delgados filamentos de vidrio no perdieran su maleabilidad, y el tejido se realizaba con extremas precauciones en telares del tipo Jacquard. Tantos eran los que entonces dudaban de que el vidrio pudiera tejerse, que cuando Dubus Bonnel presentó su petición de patente, incluyó una pequeña muestra cuadrada de tejido de fibra de vidrio.

 

 

CRISTAL DE SEGURIDAD

 

Irónicamente, el descubrimiento del cristal de seguridad fue el resultado de un accidente, acompañado de roturas de cristales, que sufrió en 1903 el químico francés Eduard Benedictus.

 

Un día, Benedictus trepó a una escalera en su laboratorio para buscar unos reactivos en un estante, e inadvertidamente hizo caer al suelo un frasco de cristal. Oyó cómo éste se rompía, pero 

cuando miró abajo vio, asombrado, que los fragmentos continuaban más o menos unidos y mantenían la forma del recipiente.

 

Al interrogar a un ayudante, Benedictus se enteró de que el frasco había contenido una solución de nitrato de celulosa, un plástico líquido, que se había evaporado y que, al parecer había depositado en el interior una delgada película. Puesto que el frasco parecía limpio, el ayudante, muy atareado, no lo lavó, y lo devolvió directamente al estante.

 

De la misma forma que un accidente había llevado a Benedictus al descubrimiento, una serie de otros accidentes le permitirían darle cumplida aplicación.

 

En 1903, la misma semana del descubrimiento de Benedictus, un periódico de París publicó un artículo sobre la reciente racha de accidentes automovilísticos, y cuando leyó que casi todos los conductores gravemente heridos habían sufrido cortes a causa de los parabrisas destrozados, supo que su extraordinario cristal podía servir para salvar vidas.

 

Benedictus, durante veinticuatro horas seguidas, experimentó con capas de líquido plástico aplicadas a cristales que luego rompía. Por desgracia, los constructores de coches, que pugnaban entre sí para reducir el precio de sus nuevos y lujosos productos, no mostraron interés por el costoso cristal de seguridad para los parabrisas. La actitud predominante era que la seguridad en la conducción de un coche dependía, sobre todo, de las manos del conductor, y no del fabricante. Se incorporaron al diseño del automóvil medidas de seguridad para prevenir accidentes, pero no para minimizar los daños si se producía alguno.

 

Aquel cristal de seguridad no encontraría su primera aplicación práctica a gran escala hasta la primera guerra mundial, y en concreto para las máscaras antigás. A los fabricantes les resultaba relativamente fácil y económico modelar pequeños óvalos de cristal de seguridad laminado, y esas lentes proporcionaban al personal militar una protección muy necesaria y hasta entonces imposible de conseguir. Después de que los fabricantes de automóviles examinaran los buenos resultados del nuevo cristal en las condiciones extremas del campo de batalla, la principal aplicación del cristal del seguridad pasó a ser los parabrisas de los coches.

Vidrios en obras de arquitectura 

10 CONCEPTOS A TENER EN CUENTA  

Cuando en la selección de vidrio para la construcción sólo se tienen en cuenta sus características “visibles” como el color, las dimensiones y el espesor, se corre el riesgo de cometer errores que pueden tener como consecuencia un desempeño poco satisfactorio.Para realizar una evaluación completa, un buen análisis, se debe tener en cuenta las propiedades “invisibles” del vidrio, que son perceptibles a través de los sentidos como la audición, el confort térmico o por las consecuencias en caso de roturas.Si bien la mayor parte de los problemas que plantea la aplicación del vidrio en la construcción pueden ser eficazmente resueltos mediante vidrios básicos recocidos, como el cristal Float o los vidrios impresos Catedral, es creciente el número de aplicaciones que requieren, por razones funcionales, el empleo de vidrios procesados o de seguridad para satisfacer la perfomance deseada en cada caso específico. 

               

CRITERIOS PARA SELECCIONAR EL VIDRIO De las adecuadas características y propiedades de un vidrio para un edificio, depende en gran mediada la obtención de los niveles deseados de confort interior.De igual modo, una decisión acertada, junto con un adecuado diseño y una correcta forma de montaje, permitirán obtener niveles racionales de consumo de energía, con menores costos de operación y mantenimiento, promoviendo simultáneamente la preservación sustentable del medio ambiente.La selección racional que permite definirlas características que debe reunir un vidrio para aplicaciones tales como fachadas integrales, ventanas o techos, implica un proceso de análisis exhaustivo y metódico.Por un lado se evaluaran simultáneamente el diseño y el destino del edificio en el marco de los factores definidos por el lugar de emplazamiento del mismo.

La orientación de sus fachadas respecto del asoleamiento, el clima y las temperaturas del sitio, la presión esperada del viento, régimen de lluvias o nevadas y la altura del edificio, son parámetros que de por sí ya definen algunas de las características y propiedades que debe reunir el vidrio en cada aplicación.De igual modo, el medio ambiente urbano lleva a considerar la intensidad de la polución sonora del lugar y evaluar cuál debe ser la capacidad de atenuación de ruido que deberá presentar una abertura. ATRIBUTOS Y FUNCIONES DEL VIDRIO La elección correcta de un vidrio para una aplicación concreta, requiere considerar una serie de características diferentes. En la mayor parte de las obras de vidriado es preciso evaluar, por lo menos, los 10 siguientes aspectos:1. Color y aspecto.2. Transparencia, traslucidez y opacidad.3. Transmisión de luz visible.4. Transmisión de calor solar radiante.5. Aislación térmica.6. Aislación acústica.7. Resistencia.8. Flexión bajo cargas dinámicas o estéticas.9. Espesor adecuado.10. Cumplimiento de criterios de seguridad. 1. COLOR Y ASPECTOEn general, los cristales que hoy se producen para el mercado presentan una gran variedad de posibilidades visuales y estéticas.Por caso, el Float incoloro, de color o reflectante brinda un amplio espectro de alternativas para satisfacer, según su modo de aplicación, variados diseños. El templado y/o el laminado son procesos que permiten aumentar su resistencia sin producir cambios perceptibles en su aspecto.Los vidrios impresos Catedral (fabricados por VASA), sean incoloros o de color, presentan una amplia gama de dibujos a los que se le agrega el vidrio armado en alambre.En general los colores de Float son tenues, por lo que su elección debe ser bien evaluada. La observación de muestras en escala real, instaladas en el sitio de la obra y en las orientaciones o posiciones a considerar, es el único método totalmente satisfactorio para tomar una decisión respecto al color.

El color aparente del vidrio resulta de la suma del color del vidrio (incoloro, gris, bronce, verde o revestido), más el color de la luz incidente (amanecer, mediodía o atardecer), más el color de los objetos vistos a través del vidrio (cortinas, persianas, etc.), más el color de los objetos reflejados (cielo, nubes u otros edificios). 2. TRANSMISIÓN DE LA LUZEl nivel de iluminación natural en el interior de un edificio depende de esta característica. En viviendas, usualmente se requiere un nivel, más alto que en obras de arquitectura comercial o de servicios. Si se desea un nivel natural elevado y simultáneamente propiedades de control solar, el Float coloreado en su masa de color verde brinda un elevado porcentaje de transmisión de luz visible aportando, al mismo tiempo, un control de la radiación solar equivalente al que se obtiene empleando Float gris o bronce del mismo espesor.Utilizando Float reflectante Eclipse o Suncool los niveles de luz transmitida son menores y sus coeficientes de sombra también.Debe observarse que el color del Float coloreado en su masa varía de acuerdo con su espesor, y a medida que éste aumenta disminuye la cantidad de luz visible transmitida. Cuando distintos vidrios se aplican en unidades de color hermético, DVH, las diferentes combinaciones harán variar el color, el aspecto y la cantidad deluz transmitida como así también las propiedades que se analizan más adelante. Variar el espesor de vidrios de color en una fachada producirá una variación de su aspecto, apreciado tanto desde el interior como desde el exterior. 3. TRANSPARENTE, TRASLUCIDO U OPACODe acuerdo a los requerimientos de diseño, el vidrio puede satisfacer, según su tipo, diferentes grados de transparencia que van desde la visión total a distintos grados de traslucidez o vidrios opacos que impiden la visión y el paso de la luz.Cuando se desea visión total el Float transparente, incoloro o de color, satisface dicha función posibilitando una visión libre de distorsión óptica.En los cristales reflectantes la visión usualmente unidireccional, se produce por la diferencia en la intensidad del nivel de iluminación a ambos lados del vidrio. La faz iluminada con más intensidad se torna un espejo.Durante el día este fenómeno impide la visión hacia el interior de un edificio. Durante la noche el efecto es inverso, siendo difícil, con la luz artificial encendida, observar hacia el exterior. En esta situación lo que sucede en el interior puede ser observado desde el exterior del edificio.Diferentes grados de privacidad visual, sin sacrificar el paso de la luz natural o artificial, pueden obtenerse empleando vidrios impresos

traslúcidos. El grado de traslucidez depende de las características, densidad y profundidad del dibujo grabado en una de sus caras del vidrio, incoloro o de color.La serigrafía constituye otra alternativa, que, según su diseño, permite una amplia gama de posibilidades para filtrar el paso de la luz y la visión.Los vidrios esmerilados u opacos, mediante diferentes procesos, constituyen otra variante para modificar la transparencia del vidrio. 4. TRANSMISIÓN DEL CALOR SOLAREl coeficiente de sombra es la mejor medida para evaluar la cantidad de energía solar radiante admitida a través de una abertura vidriada.El coeficiente de sombra compara al vidrio en cuestión respecto de un vidrio transparente incoloro de 3 mm de espesor.Los coeficientes de sombra bajos reducen la ganancia de calor solar y permiten disminuir los costos del aire acondicionado.En viviendas, el Float incoloro es frecuentemente empleado para aprovechar el calor solar y reducir las necesidades de calefacción durante el invierno.Esto también puede ser logrado mediante el empleo de cristales de control solar en casas herméticas y térmicamente bien aisladas, donde la utilización de Float incoloro en áreas vidriadas de gran superficie respecto del área cubierta, puede producir una ganancia excesiva de calor solar.Con el empleo de Float de color (con un coeficiente de sombra del orden del 0,60) pueden duplicarse las superficies vidriadas debido a su menor ganancia solar pasiva equivalente.Los cristales coloreados en su masa, también denominados absorbentes de calor, determinan la cantidad de calor que es detenido por absorción en la masa del vidrio. La absorción de calor eleva la temperatura del vidrio, y cuando ésta es excesiva puede, en determinadas situaciones, causar la fractura de un vidrio recocido.Los cristales reflectantes también absorben calor, hecho que no puede ser ignorado. En dichas situaciones deberán adoptarse los recaudos necesarios, verificando el estado y situación de sus bordes y/o aumentando la resistencia a la tracción templando el vidrio. 5. AISLACION TÉRMICAEl coeficiente de transmitancia térmica K (W/m2), expresa la aislación que ofrece el vidrio al paso del calor que, por conducción y convección superficial, fluye a través de su masa. Medido como la diferencia de temperatura aire/aire, a ambos lados del vidrio, su valor no varía en forma apreciable con el espesor del vidrio pues éste siempre tiene una

magnitud relativamente pequeña si la comparamos con los espesores de otros materiales de construcción.El coeficiente 'K' de un vidrio, incoloro, de color o reflectante, entre 4 y 10 mm de espesor es del orden de 5,4 W/m2 K.Cuando se emplean dos hojas de vidrio separadas con una cámara de aire, quieto y seco, con un espesor entre 6 y 12 mm, la resistencia térmica que ofrece el aire en dichas condiciones, hace que el valor K sea del orden de 2,9 W/m2 K.Una unidad de doble vidriado hermético (DVH), permite reducir en un 50% las perdidas y/o ganancias del calor producido por los sistemas de calefacción y/o el admitido por radiación solar a través de las ventanas.En la practica un DVH permite aumentar un 10% el tamaño de las superficies vidriadas sin comprometer el balance térmico del edificio respecto de un vidriado simple.Asimismo, elimina las corrientes conectivas del aire junto a la ventana y la posibilidad de empañado de los vidrios por condensación de humedad.Desde el punto de vista del confort térmico, un DVH elimina la sensación de 'muro frío' pues la temperatura de la superficie del vidrio interior es cercana a la del ambiente.Su aplicación permite disminuir la necesidad de calefacción reduciendo el consumo de energía y los costos de operación del edificio. 6. AISLACION   ACÚSTICA Por efecto de masa, un vidrio grueso presenta un índice de aislación acústica mayor que uno de poco espesor. El Float de fuerte espesor es muy efectivo para aislar el ruido del tránsito automotor, caracterizado por presentar una baja frecuencia promedio.El Float laminado con PVB, empleando cristales de espesor liviano, es eficaz para aislar frecuencias más altas, características de la voz y conversación humana.Combinando Float de fuerte espesor y láminas gruesas de polivinil de butiral (PVB se obtiene una combinación de ambas variantes.No obstante, ciertos ruidos como los producidos por las aspas de un helicóptero, de muy baja frecuencia requieren soluciones más sofisticadas para alcanzar los niveles de aislación deseados.La interposición de una cámara de aire contribuye a incrementar la capacidad de aislación sólo cuando su espesor es del orden de 50 a 200 mm.En unidades de DVH con cámaras de 6 a 12 mm de espesor, para lograr niveles de aislación acústica superiores a 30 (dB) deberá emplearse Float grueso y/o laminado con PVB en su composición.

Siempre debe tenerse presente que el valor final de aislación acústica de una abertura depende también de su cierre hermético al paso del aire.En obras de reemplazo de vidrios y/o renovación de aberturas, con exigencias de aislación contra el ruido, deberá tenerse en cuenta que para que el usuario perciba una mejora respecto de la situación anterior, el incremento de aislación acústica deberá ser no menor de 5 a 7 dB.En casos de áreas muy ruidosas, el nivel de aislación deberá ser mayor para alcanzar el confort acústico deseado. 7. RESISTENCIASegún su función, el vidrio debe hacer frente a una serie de esfuerzos y solicitaciones mecánicas. Por lo tanto definir su espesor, tipo y sistema de sujeción en una carpintería o abertura requiere analizar una serie de factores, a menudo interrelacionados entre sí.La presión del viento es una de las principales solicitaciones a las que es sometido un vidrio. La Norma IRAM 12565 indica el método de cálculo del espesor conveniente para vidrios, soportados en sus 4 bordes, sometidos a presión por carga del viento.Templando una hoja de Float se cuadruplica su resistencia. No obstante, cuando es sometido a esfuerzos de larga duración, su resistencia, por efecto de fatiga, puede disminuir a la mitad. Ejemplos de ello pueden ser los vidrios de observación subacuática en grandes acuarios, techos vidriados con acumulación de nieve y los vidrios sometidos a esfuerzos de corta duración como el producido por ráfagas de viento huracanado.El Float laminado, cuando es sometido a esfuerzos de corta duración a temperatura ambiente, tiene la misma resistencia que el Float monolítico de espesor equivalente.Un DVH simétrico, con ambos vidrios del mismo tipo y espesor, es casi el doble de resistente a la presión del viento que un vidrio solo del espesor considerado. El vidrio tiene una posibilidad finita y su resistencia no puede ser apreciada con exactitud.Por estas razones, una buena práctica de diseño siempre debe considerar la posibilidad de rotura y la de sus consecuencias. El vidrio recocido se rompe en grandes trozos sin aristas filosas, permaneciendo la mayor parte de la piezas adheridas al marco. El vidrio templado lo hace en forma segura desgranándose en pequeños trozos sin aristas cortantes. El vidrio laminado con PVB ofrece una elevada resistencia a la penetración. En caso de rotura los trozos de vidrio quedan adheridos al polivinil, impidiendo su caída y manteniendo el conjunto dentro del marco, sin interrumpir el cerramiento ni la visión. 8. REFLEXIÓN BAJO CARGAS

Un vidriado vertical, soportado en sus cuatro bordes, usualmente presenta una flexión bajo carga muy pequeña. Duplicando la carga la deflexión no aumentará al doble. En vidrios de grandes dimensiones su espesor puede ser calculado de acuerdo con una flexión admitida antes de que la rotura se manifieste.Debe recordarse que a igual espesor de vidrio recocido, laminado o templado, a temperatura ambiente, todos se flexionarán del mismo modo.Un paño de vidrio sujeto sólo en dos bordes paralelos, respecto de otro de iguales dimensiones sujeto en todo su perímetro, siempre debe tener el espesor mayor necesario para mantener un grado de flexión admisible frente a las cargas del viento. Cuando las dimensiones de sus lados sin soportar son considerables, debe recurrirse al empleo de contravientos.Los vidrios en techos o aplicados en forma inclinada deben tener en cuenta el peso propio del vidrio junto con las demás solicitaciones a las que es sometido. 9. ESPESOREn su definición intervienen gran parte de los aspectos ya enumerados. De la evaluación del espesor de un vidrio, incoloro o de color, dependen no sólo su resistencia sino también otras prestaciones esperadas por su aplicación, como por ejemplo: el aspecto, la transmisión de luz visible, su coeficiente de sombra y su capacidad de aislación térmica.Ante dudas en adoptar determinado espesor para soportar la presión del viento u otros esfuerzos semejantes, siempre se aconseja adoptar el espesor mayor. 10. CUMPLIENDO CRITERIOS DE CALIDADLa elección de un vidrio debe tener siempre presente las posibles consecuencias en caso de rotura.Las Normas IRAM 12595 y 12596, establecen las características que debe reunir un vidrio sometido a la posibilidad de impacto humano accidental y definen las áreas de riesgo en las que deben emplearse vidrios de seguridad y/o laminados.Los vidrios denominados de seguridad se llaman así por que en caso de rotura lo hacen en forma segura y/o minimizan las consecuencias en caso de accidentes. TIPOS, DEFINICIONES, CRITERIOS Y CARACTERISTICAS

DE LOS VIDRIOS Y CRISTALES. Cristales reflectantes

Los cristales reflectantes ofrecen altas prestaciones. Tienen poder de reflexión de la luz y de la energía solar mediante la aplicación en caliente de una capa de óxidos metálicos sobre la superficie del vidrio a la salida del horno. Gracias a la naturaleza de estos óxidos, la capa obtiene una resistencia y estabilidad que perduran en el tiempo.

Esto explica que este pueda utilizarse en cristal monolítico, la capa puede ser orientada hacia el exterior o el interior del edificio.

Cristales Incoloros o de Color

El color de los cristales se obtiene mezclando óxidos metálicos en la masa del vidrio durante el proceso de fabricación. Los cristales de color pueden encontrarse en bronce o en gris, variando la intensidad del mismo según el espesor del vidrio. Armoniza fácilmente con el conjunto de materiales utilizados en las fachadas de los edificios modernos, pues ofrece un aspecto externo poco reflectante.

Cristales de baja emisividad

Este cristal está revestido con una fina capa transparente de óxidos metálicos de gran resistencia que le permite ser utilizado como cristal monolítico, o en doble carpintería. Como cristal aislante puede conseguir coeficientes k particularmente favorables.

CombinacionesLos cristales reflectantes, incoloros, de color y de baja emisividad pueden templarse o esmaltarse; pueden ser utilizados en cristal monolítico, o combinados entre ellos también con cristal claro para obtener laminado con dobles acristalamientos. Estas múltiples posibilidades de combinación, permiten la elaboración de una amplia gama de cristales, cuyo fin es responder a todas las exigencias específicas que cualquier proyecto arquitectónico pudiera requerir.

DEFINICIONESCaracterísticas fotométricas y térmicas

La función básica del cristal reflectivo y cristal de color, bronce o gris, es reducir la entrada del calor en el verano, mientras que el vidrio de baja

emisividad tiene por fin principal, disminuir las pérdidas de calor en invierno. La combinación de estos cristales permite conjugar sus respectivas ventajas consiguiendo un considerable ahorro de energía, tanto en invierno como en verano (disminuyendo los gastos de calefacción o refrigeración).Las características fotométricas y térmicas, recogidas en el cuadro que figura en esta guía, muestra las prestaciones de estos distintos acristalamientos. Estas se han calculado a partir delas siguientes definiciones:

Transmisión Luminosa (TL) Haz luminoso transmitido a través del cristal con relación al haz luminosos incidente expresado por la norma CIE D65, cuya densidad espectral varía de 380nma 780nm.

  Reflexión Luminosa (RL)  Haz luminoso reflejado por el cristal con relación al haz luminoso incidente por la norma CIE D65.

Transmisión Ultravioleta (UV) Fracción de la radiación ultravioleta (campo espectral entre 280 y 380 mm.)

Transmisión Energética Directa (TED) Fracción del haz energético solar transmitido directamente a través del cristal sin variar la longitud de onda. Reflexión Energética (RE) Fracción del haz energético solar reflejado por el cristal.

Absorción Energética (AE) Fracción del haz energético solar absorbido por los cristales que forman el muro acristalado. La energía absorbida será automáticamente reflejada hacia el exterior y el interior en cantidades variables que dependerán de las características de los cristales, de la velocidad del aire en el interior o en el exterior, así como de las temperaturas externa e interna.

Factor solar (FS) o transmisión energética solar. El factor solar es la relación entre la cantidad energética solar total que entra en el edificio a través del acristalamiento y la cantidad energética solar incidente.

Esta energía total es la suma de la energía que entra por transmisión directa (TED) y la energía cedida por los cristales del ambiente interior una vez calentado por la absorción energética (AE). Estos cálculos se basan en los criterios siguientes:

1. posición de la luz solar a 30º por encima del horizonte en un plano perpendicular a la fachada;2. temperatura ambiente igual a la temperatura ambiente exterior;3. coeficiente de intercambio térmico superficial:interior: 8W/m2K

exterior: 23W/m2K

Coeficiente   Shading   (SC)  El coeficiente Shading puede encontrarse directamente en las tablas de energía calculadas para el acondicionamiento de aire. Se obtiene un coeficiente dividiendo el factor solar pro 0.87 que es el factor solar que corresponde a un vidrio claro de 3mm.Coeficiente   Shading   de onda corta (SWSC)  Transmisión energética directa dividida por 0.87Coeficiente   Shading   de onda larga (LWSC)  Parte de la energía absorbida y liberada al interior dividida por 0.87.

Coeficiente k Coeficiente de transmisión térmica del muro determinado por la cantidad de calor por unidad de tiempo, expresado en vatios, transmitido a través de una superficie de 1m2 por cada grado de diferencia entre el interior y el exterior. El coeficiente k se emplea para calcular los coeficientes de intercambio térmico de las superficies bajo las siguientes bases:

interior: 8W/m2K

exterior: 23W/m2KLa falta de suficiente información sobre la perfomance en servicio y sobre las propiedades de los materiales ha dado como resultado diversas fallas en los cerramientos de los edificios.

Fallas en las carpinterías y sus componentes: burletes, juntas, herrajes, dilataciones, anclajes, etc.

Fallas en los cristales: rajaduras, roturas, excesivas deformaciones, reflejos indeseados, disminución excesiva de luz natural, etc.

Fallas en el sistema total de cerramiento: excesivo calor, excesivo frío, condensación sobre las ventanas, excesivo nivel de ruidos, permeabilidad al aire o al agua, etc. Por otra parte la inapropiada aplicación de la tecnología ha provocado más daño a la arquitectura moderna que cualquier otro aspecto del diseño.

Una adecuada elección de los cristales y sus técnicas de colocación elimina este tipo de problemas.En el presente artículo daremos un panorama completo de los criterios de elección y las características que podemos encontrar en los cristales disponibles hoy en el mercado. CRITERIOS DE ELECCION La elección de los cristales se basa en los siguientes siete criterios:

Criterio ambiental: preservar las condiciones de confort en el ambiente interior: temperatura, humedad, velocidad del aire, nivel de ruidos, nivel de iluminación, etc.

Criterio estructural: los cristales deben ser estructuralmente estables y no tener deformaciones al soportar las cargas de su propio peso, las del viento, nieve, terremotos, etc. y además se debe estudiar la manera en que el cerramiento influirá en la estructura del edificio.

Criterio económico: el costo es una de las mayores preocupaciones de propietarios y profesionales hoy día. El costo total de los cerramientos puede alcanzar del 5 al 20% del total de la obra, dependiendo si se trata de una vivienda o de una torre de oficinas. El costo de los cristales se debe tener en cuenta en las primeras etapas del diseño, ya que una vez tomada la decisión, pretender reducir el costo seguramente implicará tener que disminuir la calidad o directamente tener que cambiar todo el sistema de cerramiento.

Criterio de leyes y reglamentos: en los códigos de edificación de la mayoría de los países del mundo hay muchos requerimientos para los cerramientos y sus materiales. Normalmente esos requerimientos se

refieren a diseño estructural, y a seguridad para las personas. En nuestro país está próxima a salir la reglamentación referente a cristales de seguridad en áreas de riesgo (barandas, puertas vidriadas, claraboyas, etc.)

Criterio estético: la apariencia exterior de los edificios es hoy día una de las primeras exigencias que se le impone a un cerramiento. Los cristales a veces son prácticamente el protagonista principal en la fachada de un edificio. Los colores, volúmenes, reflejos y texturas de los materiales, son todas características a tener en cuenta.

Criterio de colocación: los métodos de instalación también se deben tener en cuenta en la elección de los cristales. Factores tales como facilidad de izado y de instalación, fragilidad, peso y dimensiones deben ser consideradas.

Criterio de mantenimiento: tres son los tipos de mantenimiento que se deben tener en cuenta. El primero es la limpieza regular que en el caso de los cristales adquiere una importancia superlativa. El segundo es el mantenimiento preventivo, sobre todo en lo referente a materiales de colocación y juntas: burletes, selladores, etc. El tercero es el reemplazo de componentes. Todos los materiales tienen una vida útil al cabo de la cual se hace necesario su reemplazo o reparación. En el caso de los cristales su vida es extraordinariamente más larga que en el resto de los materiales, pero de cualquier manera es conveniente tener en cuenta la posibilidad de reemplazos debido a roturas o rayaduras. CARACTERISTICAS DE LOS CRISTALES  Encuadrando en los criterios enumerados, la correcta elección del cristal para una aplicación en particular, requiere considerar las características propias de los cristales (aparte de las que vamos a enumerar hay otras como planitud, dificultad de limpieza, etc. que también deben ser consideradas).1.Color y apariencia

En los cristales de hoy día hay una amplia gama de colores disponibles. En cristales reflectivos, para realzar el color del cristal de base (sustrato) se usa la superficie reflectiva en la cara #2 (esto es decir que se orienta

la cara con el recubrimiento reflectivo hacia el interior del edificio). En general los colores de los cristales son muy suaves, por lo que deben ser cuidadosamente analizados. El único método satisfactorio es la instalación de una muestra de tamaño real en la ubicación y orientación real en el proyecto. El color aparente del cristal (el que se ve) es la suma de varios factores:

El color del cristal en sí (incoloro, verde, azul verde, gris, etc.).

El espesor del cristal.

El recubrimiento reflectivo (se usan diferentes metales de recubrimiento como titanio, plata, etc., con diferentes densidades y con diferentes procesos de aplicación).El color de la interlamina (PVB) si es que se usa cristal laminado.

El color de la luz incidente (luz del mediodía, amanecer o atardecer).

El color de los objetos que se ven a través del cristal (cortinas, aislaciones, etc.)El color de los objetos que se reflejan en el cristal (cielo, nubes, etc.). Obviamente la apariencia total cambiará a medida que cambien estos componentes individuales.

La combinación de diferentes cristales e interlaminas en cristales laminados o en unidades de doble vidriado pueden cambiar el color total y la apariencia así como las propiedades. 

2.Transmisión lexión de luz

Con este valor se determinan los niveles de iluminación natural en el interior del edificio. Las aplicaciones residenciales normalmente requieren niveles más altos de iluminación natural que los edificios comerciales. Si se requiere un alto nivel de transmisión de luz con algo de control de la transmisión de energía solar al mismo tiempo, hay cristales como el azul-verde (blue-green) por ejemplo que se pueden usar para proveer tanta luz natural como en un cristal incoloro y dar al mismo tiempo un control solar como con un cristal bronce o gris.

Si se quiere aumentar el control solar usando cristales reflectivos, se incurrirá en una reducción de la transmisión de luz.

3. Transmisión de energía solar y absorción

El Coeficiente de Sombra (CS) es la mejor medida de cuánta energía solar es admitida a través de una abertura vidriada. El CS compara el cristal en cuestión con una lámina monolítica de 3 mm de cristal incoloro. Un bajo Coeficiente de Sombra reduce las ganancias de energía solar y ahorra costos de aire acondicionado.

Los vidriados residenciales normalmente utilizan las ganancias solares como ventaja en el invierno. Estas ganancias pueden realizarse aún en el caso de cristales de control solar porque en una casa bien aislada hay un plus de energía solar disponible cuando la superficie vidriada excede el 10% de la superficie cubierta. Si se usara un cristal de control solar con un CS de 0.5, una ventana de superficie igual al 20% de la superficie del ambiente daría las mismas ganancias solares porque la reducción en la transmisión de luz es equilibrada por la mayor superficie vidriada.

4. Seguridad

Se dice que un cristal es seguro cuando no se rompe o si se rompe lo hace en forma segura para las personas. Obviamente el concepto de seguridad está relacionado directamente con el riesgo que se considera. Si el riesgo es de caída o de paso a través del cristal, existen los cristales laminados que eliminan totalmente ese riesgo. El cristal laminado tiene la propiedad de que una vez roto permanece en su lugar sin caer y sin dejar pasar a través del mismo. Un ejemplo muy claro de esto lo constituyen los parabrisas de los automóviles. Hoy en día todos los parabrisas se fabrican con cristal laminado por los riesgos de impactos y de caída en caso de rotura del parabrisas.

Si el riesgo es de astillas que puedan lastimar los cristales son tratados térmicamente con lo cual se aumenta su resistencia en casi cuatro veces y además si se rompe lo hace en pequeñas fracciones de no más de 7 mm inofensivas. Prácticamente cualquier tipo de cristal se puede laminar y/o templar.

5. Aislación térmica

Los cristales como cualquier material tienen una propiedad que se denomina conductibilidad térmica. Esta determina la cantidad de calor que ese material deja pasar por cada mm de espesor y por cada grado centígrado de diferencia de temperatura entre un lado y otro del material. El valor K que normalmente informan los fabricantes de cristales precisamente mide esa cantidad. Cuanto más grande es el valor K mayor la cantidad de calor que pasará y por consiguiente es menor su valor de Aislación.

Hay cristales compuestos por más de un cristal con la interposición de una o más cámaras que contienen aire atmosférico o algún gas inerte con lo cual se consiguen altísimos valores de Aislación térmica (Bajos valor de K).

6. Aislación acústica

Cristales más pesados (más gruesos) transmiten menos el sonido que los más livianos (más finos). El cristal grueso es muy efectivo para detener los sonidos de baja frecuencia como los ruidos del tráfico mientras que el fino cristal laminado es muy efectivo para controlar los sonidos de frecuencias altas como la conversación de las personas, etc. Un laminado de cristales de gruesos espesores combina lo mejor de ambos métodos, en algunos casos se puede requerir un completo análisis de las respuestas del cristal a diferentes frecuencias.

7. Resistencia

Por medio de tratamientos térmicos se puede variar la resistencia de los cristales. La resistencia se puede duplicar por medio del termoendurecido o cuadruplicar por medio del templado.Se debe hacer notar que los cristales sufren un efecto de fatiga estática que hace que solo resistan la mitad bajo cargas de larga duración (nieve, acuarios, pisos, etc.) en comparación con cargas de corta duración (ráfagas de viento).

El cristal monolítico es casi de la misma resistencia que un cristal laminado del mismo espesor cuando éste es sometido a cargas de corta duración a temperatura ambiente. Un doble cristal hemático donde las dos láminas son del mismo espesor, es prácticamente el doble de

resistente bajo cargas uniformes de viento que cada una de las láminas por sí solas.

El cristal tiene una cierta probabilidad de rotura. Su resistencia no puede ser prevista con exactitud. Por esta razón es que una buena práctica de diseño siempre considera la probabilidad de roturas. Los cálculos normalmente se realizan con una probabilidad de rotura de 8 piezas de cada 1000.

8. Deformación bajo cargas

Una hoja de cristal soportada en sus 4 bordes no deformará linealmente bajo las cargas. Esto quiere decir que si se duplica la carga no se duplicará la deformación típicamente para grandes dimensiones, el espesor se calculará para las deformaciones admisibles antes que se alcancen los límites de la resistencia. Es importante destacar que iguales espesores de cristal crudo, termoendurecido, templado y laminado (a temperatura ambiente o menos), todos tendrán las mismas deformaciones sometidos a cargas iguales.

9. Costo

El costo de los cristales es de suma importancia para propietario y arquitecto por las tan comunes y conocidas restricciones presupuestarias. Este costo, en edificios en altura suele variar aproximadamente entre el 3 y el 10% del costo directo total de la construcción (excluyendo gastos generales, beneficio y honorarios). Es importante considerar el costo de los cristales en las etapas más tempranas del diseño puesto que una vez que se tomó una decisión sobre el uso de un cristal, la única manera de reducir su costo es reducir la calidad o seleccionar un nuevo material. En cualquiera de ambos casos esto traerá problemas: si se reduce la calidad, seguramente aparecerán problemas de fallas del material, falta de aislación, etc. En muchos casos cuando se realizan cambios en el diseño, no se les dedica la misma cantidad de tiempo de estudio de los detalles por parte de todos los profesionales involucrados en la obra (asesores estructurales, termomecánicos, etc.). Además a todo esto se suma el hecho de que una reducción en la calidad o un cambio en los materiales de vidriado resultará decepcionante para aquellas personas que esperaban algo mejor de lo que están recibiendo.

Cristal

Para otros usos de este término, véase Cristal (desambiguación).

En física del estado sólido y química, un cristal es un sólido homogéneo que presenta un orden

interno periódico de sus partículas reticulares, sean átomos, iones o moléculas. La palabra

proviene del griego crystallos, nombre que dieron los griegos a una variedad del cuarzo, que hoy

se llama cristal de roca. La mayoría de los cristales naturales se forman a partir de

lacristalización de gases a presión en la pared interior de cavidades rocosas llamadas geodas. La

calidad, tamaño, color y forma de los cristales dependen de la presión y composición de gases en

dichas geodas (burbujas) y de la temperatura y otras condiciones del magma donde se formen.

Aunque el vidrio se suele confundir con un tipo de cristal, en realidad no posee las propiedades

moleculares necesarias para ser considerado como tal. El vidrio, a diferencia de un cristal, es

amorfo. Los cristales se distinguen de los sólidos amorfos, no solo por su geometría regular, sino

también por la anisotropía de sus propiedades (no son las mismas en todas las direcciones) y por

la existencia de elementos de simetría. Los cristales están formados por la unión de partículas

dispuestas de forma regular siguiendo un esquema determinado que se reproduce, en forma y

orientación, en todo el cristal y que crea una red tridimensional. En un cristal, los átomos e iones se

encuentran organizados de forma simétrica en redes elementales, que se repiten indefinidamente

formando una estructura cristalina. Estas partículas pueden ser átomos unidos por enlaces

covalentes (diamante y metales) o iones unidos por electrovalencia (cloruro de sodio). En otras

palabras, los cristales podrían considerarse moléculas colosales, que poseen tales propiedades, a

pesar de su tamaño macroscópico. Por tanto, un cristal suele tener la misma forma de la estructura

cristalina que la conforma, a menos que haya sido erosionado o mutilado de alguna manera.

Del estudio de la estructura, composición, formación y propiedades de los cristales se ocupa

la cristalografía.

Índice

  [ocultar]

1   Tipos de cristales

o 1.1   Cristales sólidos

o 1.2   Cristales líquidos

o 1.3   Cristales iónicos

o 1.4   Cristales covalentes

o 1.5   Cristales moleculares

o 1.6   Cristales metálicos

2   Elementos de simetría de un cristal

3   Sistemas cristalinos

4   Propiedades físicas, simetría:   leyes   de Pierre Curie y propiedades ópticas no lineales

5   Véase también

6   Enlaces externos

[editar]Tipos de cristales

[editar]Cristales sólidos

Aparte del vidrio y las sustancias amorfas, cuya estructura no aparece ordenada sino corrida, toda

la materia sólida se encuentra en estado cristalino. En general, se presenta en forma de agregado

de pequeños cristales(o policristalinos) como en el hielo, la rocas muy duras, los ladrillos, el

hormigón, los plásticos, los metales muy proporcionales, los huesos, etc., o mal cristalizados como

las fibras de madera corridas.

También pueden constituir cristales únicos de dimensiones minúsculas como el azúcar o la sal, las

piedras preciosas y la mayoría de los minerales, de los cuales algunos se utilizan en tecnología

moderna por sus sofisticadas aplicaciones, como el cuarzo de los osciladores o los

semiconductores de los dispositivos electrónicos.

[editar]Cristales líquidos

Algunos líquidos anisótropos (ver anisotropía), denominados a veces "cristales líquidos", han de

considerarse en realidad como cuerpos mesomorfos, es decir, estados de la materia intermedios

entre el estado amorfo y el estado cristalino.

Los cristales líquidos se usan en pantallas (displays) de aparatos electrónicos. Su diseño más

corriente consta de dos láminas de vidrio metalizado que emparedan una fina película de sustancia

mesomorfa. La aplicación de una tensión eléctrica a la película provoca una intensa turbulencia

que comporta una difusión local de la luz, con la cual la zona cargada se vuelve opaca. Al

desaparecer la excitación, el cristal líquido recupera su transparencia.

Cristal de rubí antes de ser pulido y resanado.

Las propiedades de los cristales, como su punto de fusión, densidad y dureza están determinadas

por el tipo de fuerzas que mantienen unidas a las partículas. Se clasifican en: iónico, covalente,

molecular o metálico.

[editar]Cristales iónicos

Los cristales iónicos tienen dos características importantes: están formados de enlaces cargados y

los aniones y cationes suelen ser de distinto tamaño. Son duros y a la vez quebradizos. La fuerza

que los mantiene unidos es electrostática. Ejemplos: KCl, CsCl, ZnS y CF2. La mayoría de los

cristales iónicos tienen puntos de fusión altos, lo cual refleja la gran fuerza de cohesión que

mantiene juntos a los iones. Su estabilidad depende en parte de su energía reticular; cuanto mayor

sea esta energía, más estable será el compuesto.

[editar]Cristales covalentes

Los átomos de los cristales covalentes se mantienen unidos en una red tridimensional únicamente

por enlaces covalentes. El grafito y el diamante, alótropos del carbono, son buenos ejemplos.

Debido a sus enlaces covalentes fuertes en tres dimensiones, el diamante presenta una dureza

particular y un elevado punto de fusión. El cuarzo es otro ejemplo de cristal covalente. La

distribución de los átomos de silicio en el cuarzo es semejante a la del carbono en el diamante,

pero en el cuarzo hay un átomo de oxígeno entre cada par de átomos de silicio.

[editar]Cristales moleculares

En un cristal molecular, los puntos reticulares están ocupados por moléculas que se mantienen

unidas por fuerzas de van der Waals y/o de enlaces de hidrógeno. El dióxido de azufre (SO2) sólido

es un ejemplo de un cristal molecular al igual que los cristales de I2, P4 y S8. Con excepción del

hielo, los cristales moleculares suelen empaquetarse tan juntos como su forma y tamaño lo

permitan. Debido a que las fuerzas de van der Waals y los enlaces de hidrógeno son más débiles

que los enlaces iónicos o covalentes, los cristales moleculares suelen ser quebradizos y la mayoría

funden a temperaturas menores de 100 °C.

[editar]Cristales metálicos

La estructura de los cristales metálicos es más simple porque cada punto reticular del cristal está

ocupado por un átomo del mismo metal. Los cristales metálicos por lo regular tienen una estructura

cúbica centrada en el cuerpo o en las caras; también pueden ser hexagonales de

empaquetamiento compacto, por lo que suelen ser muy densos. Sus propiedades varían de

acuerdo a la especie y van desde blandos a duros y de puntos de fusión bajos a altos, pero todos

en general son buenos conductores de calor y electricidad.

[editar]Elementos de simetría de un cristal

Los cristales presentan generalmente elementos de simetría que son ejes, planos o centros. Un

cristal es invariante con relación a un eje de orden Q, si el conjunto de las propiedades del cristal

son las mismas a lo largo de dos direcciones, que se deducen una de otra por una rotación de

un ángulo 2N/Q radianes en torno a ese eje. Por lo que, como consecuencia de su triple

periocidad, se demuestra que el medio cristalino sólo puede poseer ejes de orden 2,3,4 ó 6.

Son muchos los métodos existentes para determinar la simetría y la estructura de un cristal, en

particular el goniómetro óptico y el microscopio polarizante y sobre todo la difracción de rayos X

[editar]Sistemas cristalinos

Si se tienen en cuenta los elementos de simetría, se pueden distinguir siete sistemas cristalinos,

que toman el nombre de una figura geométrica elemental. Como son:

1. Cúbico (cubo)

2. Tetragonal (prisma recto cuadrangular)

3. Ortorrómbico (prisma recto de base rómbica)

4. Monoclínico (prisma oblicuo de base rómbica)

5. Triclínico (paralelepípedo cualquiera)

6. Romboédrico (paralepípedo cuyas caras son rombos)

7. Hexagonal (prisma recto de base hexagonal)

Las diversas formas de un mismo cristal pueden proceder de dislocaciones, por los vértices o por

las aristas, de la forma típica. Estas modificaciones se pueden interpretar a partir del conocimiento

de la estructura reticular de un cristal.

El conjunto de caras externas que limita un cristal constituye una forma cristalina. Estas caras se

deducen unas de otras por acción de las operaciones de simetría del cristal.

[editar]Propiedades físicas, simetría: leyes de Pierre Curie y propiedades ópticas no lineales

Las relaciones que existen entre los fenómenos físicos y la simetría se conocen desde hace

tiempo, pero fueron concretadas a del S.XIX, por Pierre Curie, que las expresó en forma de

principios que suelen llamarse leyes de Curie. En general puede considerarse que un fenómeno

físico traduce una relación de causa a efecto. Curie planteó en principio que la dismetría que se

encuentra en los efectos debe preexistir en las causas, pero que, por el contrario, los efectos

pueden ser más simétricos que las causas.

A partir de estas consideraciones es posible demostrar que ciertas simetrías cristalinas son

incompatibles con la existencia de ciertas propiedades físicas. Por ejemplo, un cristal no puede

estar dotado de poder rotatorio si es superponible a su imagen en un espejo; del mismo modo un

cristal es piroeléctrico, es decir, posee una polarización eléctrica espontánea, sólo si pertenece a

uno entre diez de los 32 grupos cristalográficos.

A partir de un razonamiento que afecta a esas consideraciones de simetría, Curie descubrió

la piezoelectricidad, es decir, la presencia de una polarización eléctrica cuando se aplica una

presión. Ese efecto, que, en particular, no puede aparecer en los cristales que poseen un centro de

simetría, ha sido objeto de un gran número de aplicaciones (osciladores, relojes de cuarzo,

cabezales de fonocaptores, micrófonos, sonars, etc.).

Producto: Vidrio FloatFabricacion: 

Desarrollado por Pilkington en 1952, es hoy el estándar para la producción de vidrio de alta calidad. En general, el vidrio float se somete a procesos adicionales antes de su utilización. Con este proceso, que al principio sólo producía vidrio de 6 mm, ahora se producen espesores de entre 4 mm y 25 mm. Una mezcla precisa de materias primas se funde en el horno. Sale a unos 1000°C, en forma de tira continua a un baño de estaño fundido en una atmósfera controlada, extendiéndose y formando una superficie nivelada. El espesor se controla por la velocidad con que la tira de vidrio sale del baño de estaño. Luego del recocido (enfriado controlado), el vidrio emerge como un producto pulido "a fuego" con superficies paralelas.

Caracteristicas:

El vidrio Float es un cristal plano transparente, libre de distorsión que tiene sus caras planas y paralelas con sus superficies brillantes, pulidas a fuego. De espesor constante y masa homogénea presenta una transparencia perfecta. Es el único vidrio que satisface las exigentes normas internacionales de calidad vigentes en la industria automotriz. Para reducir el ingreso de calor solar radiante y disminuir las molestias causadas por una excesiva luminosidad, se produce coloreado en su masa y/o con un revestimiento reflectivo aplicadosobre una de sus caras.

Ventajas de su uso:

Superficies planasAlta transmisión de luzClaridad ópticaPuede templarse o laminarse para vidrios de seguridadPuede platearse para fabricar espejosApto para serigrafía, tratamientos al ácido y decoración con materiales cerámicos.

FLOAT PROCESADO:

Producido a partir del float básico, incoloro o de color, empleando según las

propiedades del producto que se desea obtener, diferentes procesos de manufactura. Según su función se denomina float de seguridad, aislante térmico y acústico y/o decorativo.

FLOAT TEMPLADO:

Se obtiene calentando el float hasta un punto cercano a su ablandamiento para ser bruscamente enfriado. Sus propiedades respecto del float sin procesar son: presenta una resistencia al impacto 4 a 5 mayor. Resiste cambios bruscos de temperatura de hasta 250°. En caso de rotura se fragmenta en trozos pequeños sin presentar aristas cortantes.

FLOAT LAMINADO:

Compuesto por dos o mas hojas de float, unidas íntimamente por interposición de laminas de polivinil butiral. Según el número y naturaleza de sus componentes, brinda propiedades que van desde una seguridad simple hasta una protección antibala. En caso de rotura, los trozos quedan adheridos al polivinil, impidiendo su caída y manteniendo el conjunto dentro del marco, sin interrumpir el cerramiento ni la visión.

FLOAT TEMPLADO ESMALTADO:

Opaco a la luz. Una de sus caras esta revestida con esmalte cerámico vitrificado, inalterable con el transcurso del tiempo.

FLOAT CRISTAL FLOTADO

Usualmente denominado cristal, es un vidrio transparente de caras planas y paralelas que presenta superficies brillantes pulidas a fuego. Dichas características aseguran una visión libre de distorsión. Incoloro o coloreado en su masa, se produce en hojas de gran tamaños dimensiones normalizadas que permiten su aprovechamiento.

Adhesivos para cristales y vidriosPrevio a la exposición de los adhesivos, pegamentos y selladores utilizados para la realización de uniones concristales, se ha de matizar que el término cristal utilizado en esta sección hace referencia al vidrio, generalmente usamos la palabra cristal para denominar al material transparente, resistente y frágil que químicamente se conoce como vidrio.

Actualmente el uso de los adhesivos o pegamentos como producto de unión entre cristales y otros materiales está muy extendido, de hecho es el método de unión por excelencia dadas las características que poseen los vidrios o cristales, a continuación se cita algunos ejemplos donde se utilizan adhesivos como materiales de unión de cristales.

Pegado vidrios y lunas frontales, laterales y traseros en vehículos. Pegado de ventanas al marco o estructura. Pegado de cristales a la montura de la gafa.

Fabricación de acuarios, etc...

Al igual que ocurre con el resto de las uniones realizadas mediante adhesivos, la selección del adhesivo idóneo para la correcta unión de cristales o vidrios dependerá entre otros factores de:

Las cargas, tensiones y elongaciones a la cual debe resistir el cristal o vidrio. Requerimientos técnicos y funcionales de la unión. Costes de fabricación y coste de los materiales utilizados. Requerimientos ambientales y de seguridad laboral.

Adhesivos de poliuretano

Debido a la gran elasticidad o elongación que presentan estos adhesivos, los adhesivos de poliuretano resulta una buena opción para el uso de uniones con cristales o vidrios que necesitan transmitir esfuerzos, el principal inconveniente que presentan estos adhesivos es la pobre resistencia a la radiación ultra violeta que presentan, por ello es necesario la aplicación de recubrimiento opaco que evite la exposición de la luz directamente al adhesivo, por otro lado estos adhesivos contienen un compuesto químico basado en el isocionato que resulta tóxico para la salud, por ello es necesario dotarse de los equipos de protección necesarios para evitar y minimizar su exposición durante su uso.

Con objeto de asegurar una buena adhesión así como mejorar la vida de la unión, previamente a la aplicación del adhesivo de poliuretano al cristal se aplica unas imprimaciones específicamente diseñadas para el adhesivo. Este tipo de adhesivos y pegamentos es el más utilizado en el sector de reparación y sustitución de lunas frontales o traseras de los coches.

Adhesivos Silanos Modificados

El uso de los silanos modificados para el adhesivado de cristales se está generalizando y expandiendo en el sector industrial así como en el sector de reparación y mantenimiento, dado a la principal ventaja de resistencia frente a la acción de la luz ultravioleta, así como baja toxicidad al no disponer de MDI como los adhesivos de poliuretano.

Al igual que los adhesivos de poliuretano presentan una extraordinaria elongación con una resistencia mecánica algo inferior, dato que hay que tener en cuenta a la hora de diseñar el ancho del cordón del adhesivo.

A veces es necesario el uso de imprimaciones previo a la aplicación del adhesivo, pero la compatibilidad química que presentan estos adhesivos con los cristales, hacen a los silanos modificados los candidatos perfectos para realizar uniones adhesivas con cristales o vidrios.

Adhesivos de Silicona

Al igual que ocurre a los silanos modificados los adhesivos o pegamentos de silicona disponen de una gran resistencia a los efectos de la luz ultravioleta y disponen de una alta elongación, por lo que son recomendados para la unión de grandes superficies de cristales, como inconvenientes durante el proceso de curado estos adhesivos emiten siliconas pudiendo contaminar zonas colindantes con los problemas de adhesión que ello conlleva, así como pueden producir un efecto de amarillamiento en los cristales cuando se utilizan adhesivos de silicona con aminas.

Previo a la aplicación del adhesivo es necesaria la utilización de unas imprimaciones específicamente diseñadas para su uso sobre cristales.

Adhesivos de acrilato

El uso de estos adhesivos viene determinado por el grado de deformación que ha de soportar la unión, dado a que estos adhesivos no disponen de una elongación tan elevada como los adhesivos de

poliuretano, los silanos modificados o los adhesivos de silicona, a favor de estos adhesivos su uso proporciona unas resistencias mecánicas más elevadas con lo que se necesita aplicar menos material que los adhesivos citados anteriormente y al igual que ocurre con los silanos modificados generalmente no es necesario la aplicación de ningún primer.

Adhesivos de Epoxi

El uso de los adhesivos o pegamentos de epoxi como materiales de unión para cristales viene restringido por las pobres propiedades de elongación que disponen, es por ello que se pueden utilizar para adhesivar superficies pequeñas de cristales, este inconveniente conjunto al fenómeno de amarillamiento que se produce en la superficie de los cristales por la acción de las aminas hacen desaconsejable el uso de este tipo de adhesivos para realizar uniones de cristales.

Adhesivos de cianoacrilatos

El uso de los adhesivos de cianoacrilatos se ha extendido mundialmente gracias al famoso pegamento o adhesivo Superglue, este tipo de adhesivo tiene la principal ventaja que adhiere en un amplio abanico de materiales diferentes, curando en un corto espacio de tiempo.

Por el contrario estos adhesivos, al igual que los epoxis, disponen de unas propiedades pobres de elongación, además de no ser resistentes a la acción de la humedad ambiental y de la luz ultravioleta, todo ello hace desaconsejable el uso de estos adhesivos para la unión de cristales.

http://es.wikipedia.org/wiki/Vidrio

Vidrio

No debe confundirse con el cristal, un sólido cristalino y no amorfo como el 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 hombre. 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 1.500 °C de arena de sílice (Si O 2), carbonato de sodio (Na2C O 3)

y caliza (Ca C O 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 no están dispuestas de forma

regular) y no un sólido cristalino.

Botella de vidrio coloreado.

Índice

  [ocultar]

1     Historia del vidrio   

o 1.1      El vidrio en la antigüedad   

o 1.2      El vidrio en la Edad Media   

o 1.3      Del renacimiento al siglo XVIII   

2     Estado vítreo   

3     Vidrios comunes   

o 3.1      Sílice vítrea   

o 3.2      Silicato sódico   

o 3.3      Vidrios de silicato sódico   

4     Propiedades del vidrio común   

5     Reciclaje del vidrio   

6     Véase también   

7     Referencias   

8     Enlaces externos   

[editar]Historia del vidrio

La obsidiana es un vidrio natural. Originaria de minerales fundidos que no se recristalizaron al enfriarse después de

suerupción.

Vasija de vidrio egipcio.

Nuestros antepasados usaban la obsidiana, un vidrio natural, desde hace más de 75.000 años para

elaborar cuchillos y puntas de flecha.

[editar]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 algunos 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 y brillante,

el vidrio.

En realidad, el hombre aprendió a fabricar el vidrio muchísimo tiempo antes en forma de esmaltes

vitrificados, la fayenza. Hay cuentas de collares y restos de cerámica elaboradosfayenza en tumbas

del periodo predinástico de Egipto, en las culturas Naqada (3500-3200 a. C.)1

Los primeros objetos de vidrio que se fabricaron fueron cuentas de collar o abalorios. Es probable que

fueran artesanos asiáticos los que establecieron la manufactura del vidrio en Egipto, de donde proceden

las primeras 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 posteriormente cesó casi por completo

durante varios siglos. Egipto produjo un vidrio claro, que contenía sílice pura; lo coloreaban de azul y

verde. Durante la época helenística Egipto se convirtió en el principal proveedor de objetos de vidrio de

las cortes reales. Sin embargo, fue en las costas fenicias donde se desarrolló el importante

descubrimiento 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 se descubrió que añadiendo óxido

de manganeso se podía aclarar el vidrio.3

[editar]El vidrio en la Edad Media

El vidrio en los países islámicos, entre los siglos VIII y XIV, tuvo su auge en el Oriente Próximo. La

antigua tradición Sasánida de tallado del vidrio fue continuada por los artesanos musulmanes que

realizaron vasijas decoradas en altorrelieve, muchas con motivos animales, y con vidrio incoloro de gran

calidad con diseños tallados a la rueda. La técnica de esmaltado al fuego y la del dorado incrementaron

las posibilidades decorativas, destacando los artesanos vidrieros de Alepo y Damasco. De Egipto

proviene el descubrimiento de coloraciones vidriadas con brillantes efectos metálicos, tanto en cerámica

como en vidrio. Las lámparas de las mezquitas y otras vasijas de uso cotidiano se pintaron con motivos

geométricos propios del islam. Sus formas y decoraciones influyeron en la producción occidental

posterior, destacando las de Venecia y España.4

En el norte de Europa y Gran Bretaña continuaron produciendo objetos utilitarios de vidrio. El vidrio

común tipo Waldglas (del alemán, ‘vidrio del bosque’) continuó fabricándose en Europa hasta la era

moderna. Sin embargo, la producción más importante en este material durante la edad media fueron los

mosaicos de vidrio en la Europa mediterránea y las vidrieras en la zona del norte. Los mosaicos se

hacían con teselas de vidrio, que se cortaban de bloques de vidrio. En documentos del siglo VI se hace

referencia a vidrieras en las iglesias, aunque los primeros ejemplares conservados datan del siglo XI.

Las más apreciadas se elaboraron durante los siglos XIII y XIV, principalmente en Francia e Inglaterra.

El vidrio se coloreaba o se laminaba ya coloreado añadiendo óxidos metálicos a la mezcla, y después se

cortaba. Los detalles se pintaban sobre el cristal con un esmalte. Las piezas se sujetaban con varillas de

plomo en una estructura de hierro. El arte de la fabricación de vidrieras decayó a finales del

renacimiento aunque volvió a recuperarse en el siglo XIX.5

[editar]Del renacimiento al siglo XVIII

El cristal veneciano

El «cristal veneciano» más antiguo conocido data del siglo XV, aunque el vidrio ya se fabricaba en

Venecia desde el siglo X. Con centro en la isla de Murano, los venecianos dominaron el mercado

europeo hasta el año 1700. La contribución más importante fue la elaboración de un vidrio sódico duro y

refinado muy dúctil. Conocido como «cristallo», era incoloro, de gran transparencia, muy semejante

al cristal de roca. También se hacían en cristal coloreado y opaco. Hacia finales del siglo XVI las vasijas

se hicieron más ligeras y delicadas. Desarrollaron un tipo de filigrana de vidrio que sería muy imitada.

Consistía en incorporar hebras de vidrio blanco opaco dentro de un cristal transparente, que producía el

efecto de un encaje.

También en Murano surgieron muchos estilos diferentes para lámparas de cristal, aunque fue la factoría

de Nevers, en Francia, la que adquirió mayor fama durante el siglo XVII. La práctica del grabado al

diamante, técnica de los artesanos holandeses del siglo XVII, lograba elaborados diseños.

Los fabricantes de vidrio de Europa intentaron copiar las técnicas y decoraciones de los venecianos. La

información se difundió con el libro El arte del vidrio (1612) de Antonio Neri, y también por los

sopladores de vidrio venecianos, pues aunque una ley prohibía a los artesanos vidrieros abandonar

Venecia y divulgar los secretos de su arte, muchos se instalaron en otros países europeos. Cada país

desarrolló sus imitaciones. La influencia italiana declinó en el siglo XVII, al surgir en Alemania e

Inglaterra nuevos métodos para la fabricación de vidrio.6

[editar]Estado vítreo

Tradicionalmente se ha considerado que la materia podía presentarse bajo tres formas: la sólida,

la líquida y la gaseosa. Nuevos medios de investigación de su estructura íntima –particularmente

durante el siglo XX– han puesto al descubierto otras formas o estados en los que la materia puede

presentarse. Por ejemplo el estado mesomorfo (una forma líquida con sus fases esmécticas, nemáticas

y colestéricas), el estado de plasma (o estado plasmático, propio de gases ionizados a muy altas

temperaturas) o el estado vítreo, entre otros.

Los cuerpos en estado vítreo se caracterizan por presentar un aspecto sólido con cierta dureza y rigidez

y que ante esfuerzos externos moderados se deforman de manera generalmente elástica. Sin embargo,

al igual que los líquidos, estos cuerpos son ópticamente isótopos, transparentes a la mayor parte del

espectro electromagnético de radiación visible. Cuando se estudia su estructura interna a través de

medios como la difracción de rayos X, da lugar a bandas de difracción difusas similares a las de los

líquidos. Si se calientan, su viscosidad va disminuyendo paulatinamente –como la mayor parte de los

líquidos- hasta alcanzar valores que permiten su deformación bajo la acción de la gravedad, y por

ejemplo tomar la forma del recipiente que los contiene como verdaderos líquidos. No obstante, no

presentan un punto claramente marcado de transición entre el estado sólido y el líquido o "punto de

fusión".

Todas estas propiedades han llevado a algunos investigadores a definir el estado vítreo no como un

estado de la materia distinto, sino simplemente como el de un líquido subenfriado o líquido con una

viscosidad tan alta que le confiere aspecto de sólido sin serlo. Esta hipótesis implica la consideración del

estado vítreo como un estado metaestable al que una energía de activación suficiente de 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 experimental de que, calentado un cuerpo en estado

vítreo hasta obtener un comportamiento claramente líquido (a una temperatura suficientemente elevada

para que su viscosidad sea inferior a los 500 poises, por ejemplo), si se enfría lenta y cuidadosamente,

aportándole a la vez la energía de activación necesaria para la formación de los primeros corpúsculos

sólidos (siembra de microcristales, presencia de superficies activadoras, catalizadores de nucleación,

etc.) suele solidificarse dando lugar a la formación de conjuntos de verdaderos cristales sólidos.

Todo parece indicar que los cuerpos en estado vítreo no presentan una ordenación interna determinada,

como ocurre con los sólidos cristalinos. Sin embargo en muchos casos se observa un desorden

ordenado, es decir, la presencia de grupos ordenados que se distribuyen en el espacio de manera total

o parcialmente aleatoria.

Esto ha conducido a diferentes investigadores a plantear diversas teorías sobre la estructura interna del

estado vítreo, tanto de tipo geométrico, basadas tanto en las teorías atómicas como en las de tipo

energético.

Figura 2: SiO2 en estado vítreo.

Según la teoría atómica geométrica, en el sílice sólido cristalizado el átomo de silicio se halla rodeado

de cuatro átomos de oxígeno situados en los vértices de un tetraedro cada uno de los cuales le une a

los átomos de silicio vecinos. Una vista en planta de este ordenamiento se esquematiza en la figura 1,

en la que el cuarto oxígeno estaría encima del plano de la página. Cuando este sílice pasa al estado

vítreo, la ordenación tetraédrica se sigue manteniendo a nivel individual de cada átomo de silicio,

aunque los enlaces entre átomos de oxígeno y silicio se realizan en un aparente desorden, que sin

embargo mantiene una organización unitaria inicial (véase la figura 2).

No obstante, ninguna de estas teorías es suficiente para explicar el comportamiento completo de los

cuerpos vítreos aunque pueden servir para responder, en casos concretos y bien determinados, a

algunas de las preguntas que se plantean.

Las sustancias susceptibles de presentar un estado vítreo pueden 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 combinaciones.

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

Siliconas  (sustancias consideradas como semiorgánicas)

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

[editar]Vidrios comunes

[editar]Sílice vítrea

Se denomina sílice a un óxido de silicio de fórmula química SiO2. Se presenta en estado sólido cristalino

bajo diferentes formas enanciotrópicas. Las más conocidas son el cuarzo (la más frecuente y estable a

temperatura ambiente), la cristobalita y las tridimitas. Además de estas formas, se han llegado a

identificar hasta veintidós fases diferentes, cada una de ellas estable a partir de una temperatura

perfectamente determinada.

Cuando se calienta el cuarzo lentamente, este va pasando por distintas formas enanciotrópicas hasta

alcanzar su punto de fusión a 1.723 °C. A esta temperatura se obtiene un líquido incoloro y muy viscoso

que si se enfría con relativa rapidez, se convierte en una sustancia de naturaleza vítrea a la que se

suele denominar vidrio de cuarzo.

Este vidrio de cuarzo presenta un conjunto de propiedades de gran utilidad y de aplicación en múltiples

disciplinas: en la investigación científica, tecnológica, en la vida doméstica y en general en todo tipo de

industria. Se destacan como más relevantes las siguientes:

1. Gran resistencia al ataque por agentes químicos, por lo que es muy utilizado como

material de laboratorio. Sólo es atacado, de manera importante a temperatura

ambiente, por elácido fluorhídrico en sus diferentes formas (gaseosa o disolución). A

temperaturas superiores a 800 °C reacciona a velocidades apreciables con sales

alcalinas o alcalinotérreas, en particular con sales sódicas, tales como el carbonato o

el sulfato sódicos.

2. Si bien su densidad a temperatura ambiente es relativamente alta (2,2 g/cm3) su

coeficiente de dilatación lineal medio a temperaturas inferiores a los 1.000 °C es

extremadamente pequeño: se sitúa en 5,1•10-7 K-1, lo que permite, por ejemplo,

calentarlo al rojo y sumergirlo bruscamente en agua, sin que se fracture. El número de

aplicaciones que esta propiedad suscita es elevado.

3. Su índice de refracción a la radiación electromagnética visible es 1,4589, lo que le

hace apto para instrumentos ópticos en general.

4. Su resistividad eléctrica es del orden de los 1020 ohm·cm en condiciones normales lo

que le convierte en uno de los mejores aislantes eléctricos conocidos, con todas las

aplicaciones que de ello se derivan en la industria moderna.

5. La absorción de la radiación electromagnética del vidrio

de cuarzo muestra una gran transparencia a la luz

visible así como en las bandas correspondientes al

espectro ultravioleta, lo que le hace especialmente apto

para la fabricación de lámparas y otros instrumentos

generadores de este tipo de radiación.

Otras propiedades, sin embargo, dificultan su elaboración y

utilización. En particular, las siguientes:

1. El punto de fusión de la sílice cristalizada depende de la variedad

enanciotrópica que se trate. Para la variedad estable a partir de los

1.470 °C (la α-cristobalita) este es de 1.723 °C. Estas son

temperaturas que no pueden alcanzarse fácilmente, salvo en

instalaciones muy especializadas. Por esta razón, la fabricación

del vidrio de cuarzo ha sido siempre rara y cara. Industrialmente, su

producción es bastante limitada si se la compara con otros tipos de

vidrio.

2. Su viscosidad en estado vítreo presenta una gran variación con la temperatura, pasando de valores

superiores a 107 poises (aspecto totalmente sólido) por debajo de los 1.800 °C, a 103,5 poises a

2.758 °C (aspecto pastoso y moldeable).

3. Las viscosidades toman valores tan sumamente elevados que deben expresarse como

potencias de diez. En general, las viscosidades de los vidrios suelen darse bajo la

forma de su logaritmo decimal. Para obtener el vidrio de cuarzo es necesario partir de

un cuarzo cristalizado de gran pureza, finamente molido, que se somete a altas

temperaturas. El líquido que se obtiene presenta gran cantidad de burbujas diminutas

de aire ocluido entre los granos del cuarzo, que le dan un aspecto lechoso, traslúcido,

al que se suele denominar gres de cuarzo y cuyas aplicaciones como recipiente

resistente al ataque químico o a los cambios bruscos de temperatura son frecuentes.

Sin embargo, resulta totalmente inútil para aplicaciones en las que se precise una gran

transparencia (lámparas de rayos UVA, lámparas de cuarzo y óptica en general). Para

(Según Brückner)

Viscosidades

de la sílice vitrea

Temperatura

Viscosidad

°C μ (poises)

1.800 107,21

2.000 106,10

2.200 105,21

2.400 104,50

2.600 103,90

2.800 103,40

estas últimas es necesario que durante el proceso de fusión se puedan desprender

esas burbujas gaseosas ocluidas. Para que ese desprendimiento fuera efectivo bajo la

presión atmosférica y a una velocidad aplicable industrialmente, se precisaría que el

líquido presentara una viscosidad por debajo de los 200 poises, lo que en el caso de la

sílice líquida implicaría temperaturas del orden de los 3.600 °C. En la práctica para

poder desgasificar el vidrio de sílice se funde el cuarzo a temperaturas próximas a los

2.000 °C en recipientes donde se hace el vacío, complicando mucho la tecnología de

su producción y, por consiguiente, encareciendo el producto.

4. La resistencia a la tracción en estado puro, en condiciones normales y con una

superficie perfectamente libre de toda fisura, es de unos 60 kbar. Esta gran resistencia

(superior a la del acero) se ve fuertemente disminuida por imperfecciones en la

superficie del objeto, por pequeñas que estas sean.

5. Su módulo de Young a 25 °C es de 720 kbar y el de torsión 290 kbar. Cuando se le

somete a un esfuerzo de tracción mecánica a temperaturas próximas a la ambiente, se

comporta como un cuerpo perfectamente elástico con una

función alargamiento/esfuerzo lineal, pero sin prácticamente zona plástica cercana a

su límite de rotura. Esta propiedad, unida a la resistencia mecánica a la tracción

anteriormente citada, lo convierten en un producto frágil. Al golpearlo, o se deforma

elásticamente y su forma no se altera o, si se sobrepasa su límite de elasticidad, se

fractura.

[editar]Silicato sódico

Las sales más comunes de sodio tienen puntos de fusión por debajo de los 900 °C. Cuando se

calienta una mezcla íntima de cuarzo finamente dividido con una sal de estos metales

alcalinos, por ejemplo Na2CO3, a una temperatura superior a los 800 °C se obtiene inicialmente

una fusión de la sal alcalina, cuyo líquido rodea a los granos de cuarzo, produciéndose una

serie de reacciones que pueden englobarse en la resultante siguiente:

SiO2 (s) + Na2CO3 (s)   Na2SiO3 (s) + CO2 (g)  H = -5,12 kcal/mol

Esta reacción, levemente exotérmica, desprende anhídrido carbónico gaseoso -que burbujea

entre la masa en fusión- y conduce a un primer silicato sódico, de punto de fusión 1.087 °C.

De acuerdo con la termodinámica, la mezcla de dos sustancias de puntos de fusión diferentes

presenta un “Punto de Liquidus”7 que se sitúa entre los de las dos sustancias en contacto. De

esta forma la mezcla de la sílice y el silicato sódico formado da lugar a un producto de SiO2 y

silicatos, ya en estado líquido a temperaturas que no sobrepasan los 1.200 °C, lejos de los más

de 2.000 °C necesarios para preparar el vidrio de cuarzo.

Al producto así obtenido se le da corrientemente el nombre genérico de silicato sódico, si bien

con esta denominación se identifica a un conjunto de productos derivados de la fusión del

cuarzo con sales sódicas (generalmente carbonatos) en diferentes proporciones de uno y otro

componente. Industrialmente se preparan silicatos sódicos con proporciones molares de cada

componente situadas entre:

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

Nota

La proporción estequiométrica de un metasilicato sódico puro sería de 1 mol de SiO2 / 1 mol de

Na2O

Estos silicatos sódicos presentan un aspecto vítreo, transparente y muy quebradizo.

Para alcanzar una viscosidad del orden de los 1.000 poises (necesaria para su

moldeado) se precisan temperaturas que, en función de su composición, oscilan entre

los 1.220 °C para el silicato más rico en SiO2, y los 900 °C para el más pobre. Son

muy solubles en agua: entre un 35% y un 50% en peso de silicato, según el contenido

en SiO2. Su falta de rigidez mecánica y su solubilidad en agua les hacen inútiles como

sustitutos del 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 en agua se utiliza como pegamento cerámico muy

eficaz o como materia prima para la producción mediante hidrólisis de gel de sílice,

sustancia usada como absorbente de la humedad (torres de secado de gases, etc.) o

como componente de ciertos productos tales como neumáticos para vehículos y otras

aplicaciones en la industria química.

Su producción se realiza en hornos continuos de balsa calentados mediante la

combustión de derivados del petróleo y frecuentemente también con energía eléctrica,

a temperaturas lo más elevadas posibles (dentro de una cierta rentabilidad) con el fin

de aumentar la productividad del horno. Estas temperaturas suelen situarse entre los

1.400 °C y los 1.500 °C.

[editar]Vidrios de silicato sódico

Con el fin de obtener un producto con propiedades similares a las del vidrio de cuarzo

a temperaturas alcanzables por medios técnicamente rentables, se produce un vidrio

de silicato sódico al que se le añaden otros componentes que le hagan más resistente

mecánicamente, inerte a los agentes químicos a temperatura ambiente -muy

particularmente al agua- y que guarden su transparencia a la luz, al menos en el

espectro visible.

Estos componentes son metales alcalinotérreos, en particular magnesio, calcio o

bario, además de aluminio y otros elementos en menores cantidades, algunos de los

cuales aparecen aportados como impurezas por las materias primas (caso del hierro,

el azufre u otros). Las materias primas que se utilizan para la elaboración de vidrios

de este tipo se escogen entre aquellas que presenten un menor costo:

Para el cuarzo:

Arenas feldespáticas, de pureza en SiO2 superior al 95% y con el menor

contenido en componentes férricos posible (entre un 0,15% y 0,01% en

términos de Fe2O3)

Cuarcitas molidas

Para el sodio:

Carbonatos sódicos naturales (yacimientos de EE.UU. y África).

Carbonato sódico sintético, el más utilizado en Europa.

Sulfato sódico sintético, subproducto de la industria química.

Nitrato sódico natural (nitrato de Chile).

Cloruro sódico  o sal común.

Estos tres últimos, utilizados en pequeñas proporciones, debido al

desprendimiento de gases contaminantes durante la elaboración 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 hornos para vidrio, generalmente de balsa, calentados

mediante la combustión de derivados del petróleo con apoyo, en muchos casos, de

energía eléctrica a temperaturas que oscilan entre los 1.450 °C y los 1.600 °C. En

estos hornos se introduce una mezcla en polvo ligeramente humedecida ( 5% de

agua) y previamente dosificada de las materias primas ya citadas. Esta mezcla de

materias minerales reacciona (a velocidades apreciables y, evidentemente, cuanto

mayores mejor) para formar el conjunto de silicatos que, combinados y mezclados,

darán lugar a esa sustancia a la que se denomina vidrio común.

[editar]Propiedades del vidrio común

Las propiedades del vidrio común, son una función tanto de la naturaleza como de las

materias primas como de la composición química del producto obtenido. Esta

composición química se suele representar en forma de porcentajes en peso de los

óxidos más estables a temperatura ambiente de cada uno de los elementos químicos

que lo forman. Las composiciones de los vidrios silicato sódicos más utilizados se

sitúan dentro de los límites que se establecen en la tabla adjunta.

Intervalos de composición frecuentes en los vidrios comunes

Componente Desde ... % ... hasta %

SiO2 68,0 74,5

Al2O3 0,0 4,0

Fe2O3 0,0 0,45

CaO 9,0 14,0

MgO 0,0 4,0

Na2O 10,0 16,0

K2O 0,0 4,0

SO3 0,0 0,3

Muchos estudios –particularmente en la primera mitad del siglo XX– han intentado

establecer correlaciones entre lo que se denominó la estructura interna del vidrio –

generalmente basada en teorías atómicas– y las propiedades observadas en los

vidrios. Producto de estos estudios fueron un conjunto de relaciones, de naturaleza

absolutamente empírica, que representan de manera sorprendentemente precisa

muchas de esas propiedades mediante relaciones lineales entre el contenido de los

elementos químicos que forman un vidrio determinado (expresado bajo la forma del

contenido porcentual en peso de sus óxidos más estables) y la magnitud

representando dicha propiedad. Curiosamente, las correlaciones con las

composiciones expresadas en forma molar o atómica son mucho menos fiables.

silicato sódico

Composición "tipo" de vidrio de

SiO2

Al2O3 Fe2O3 CaO MgO Na2O K2O SO3

73,20 1,51 0,10 10,62 0,03 13,22 1,12 0,20

Los contenidos en MgO, Fe2O3 y SO3 son consecuencia de las impurezas de la caliza,

arena y el sulfato sódico, respectivamente.

Fuente

Coeficientes para el cálculo de propiedades del vidrio

Coeficientes para el cálculo de propiedades del vidrio8

Propiedad Valor Unidades Fuente

Densidad a 25 °C(1) 2,49 g/cm3 Gilard & Dubrul

Coeficiente de dilatación lineal a 25 °C(2) 8,72•10-6 °C-1 Wilkelman & Schott

Conductividad térmica a 25 °C 0,002 cal/cm.s.°C Russ

Tensión superficial a 1200 °C 319 dinas/cm Rubenstein

Índice de refracción (a 589,3 nm)(3) 1,52 - Gilard & Dubrul

Módulo de elasticidad a 25 °C 719 kbar Appen

Módulo de Poisson a 25 °C 0,22 - Wilkelman & Schott

Resistencia a la tracción a 25 °C(4)  (900) bar Wilkelman & Schott

Constante dieléctrica (4.5.188 Hz) 7,3 - Appen & Bresker

Resistencia eléctrica a 1100 °C 1,06 Ώ.cm

Resistencia eléctrica a 1500 °C 0,51 Ώ.cm

Calor específico a 25 °C 0,20 cal/g/°C Sharp & Ginter

Atacabilidad química DIN 12111(5) 13,52

ml de HCl 0,01N

R. Cuartas

Nota

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

Fuente

Coeficientes para el cálculo de propiedades del vidrio (cuadro)

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

La absorción (o transparencia)(7) a la luz de los vidrios de silicato sódico

en la zona del espectro visible (0,40 μ a 0,70 μ) depende de su

contenido en elementos de transición (Ni y Fe en el ejemplo). Sin

embargo, tanto en el ultravioleta como en el infrarrojo el vidrio se

comporta prácticamente como un objeto casi opaco,

independientemente de cualquiera de estos elementos.

Notas

(1) La densidad es algo más elevada que en el cuarzo fundido 2,5

frente a 2,2 g/cm3).

(2) El coeficiente de dilatación térmica lineal a temperatura

ambiente, es notablemente más alto que el de la sílice fundida

(unas 20 veces más), por lo que los objetos de vidrios de silicato

sódico son menos resistentes al "choque térmico".

(3) Su índice de refracción es ligeramente mayor que el del vidrio de

cuarzo y puede aumentarse mediante el uso de aditivos.

(4) La resistencia a la tracción en cualquier tipo de vidrio es una

magnitud que depende extraordinariamente del estado de la

superficie del objeto en cuestión, por lo que su cuantificación es

compleja y poco fiable.

(5) La resistencia al ataque químico o físico (disolución) de los

vidrios comunes es una función de su composición química

fundamentalmente. No obstante, en todos ellos esta resistencia es

elevada. Se suele medir mediante una serie de pruebas tipificadas

internacionalmente. Entre las más usadas:

DIN 12116

DIN 52322

DIN 12111

La atacabilidad de los vidrios también se modifica mediante

tratamientos superficiales: con SO2, Sn, Ti, y otros.

(6) Para moldear un vidrio es necesaria una viscosidad que se sitúa

entre 1.000 poises y 5.000 poises. En el caso de la sílice son

necesarias temperaturas de más de 2.600 °C, en tanto que para los

vidrios comunes basta con 1.200 °C, aproximadamente.

(7) La absorción de la luz se ve influenciada por la estructura íntima

de estas materias transparentes. En el caso de una estructura Si-O

la absorción de fotones es baja, incluso para longitudes pequeñas

de onda (transparencia a los rayos UVA). No es así cuando a esta

sencilla estructura se le añaden otros elementos (Na, Mg, Ca, etc.)

que inciden decisivamente en la absorción a las longitudes de onda

pequeñas (menores de 200 nm) y en las infrarrojas (superiores a

700 nm). Por otra parte, la presencia en la red vítrea de elementos

de transición (ver Tabla periódica de los elementos) produce

absorciones selectivas de radiación visible, lo que permite, entre

otras cosas, colorear los vidrios con una amplia gama de matices.

[editar]Reciclaje del vidrio

Artículo principal: Reciclaje de vidrio.

Depósito público para reciclaje de vidrio. En éste, existen tres divisiones para

separar el vidrio según su color: transparente, verde y ámbar.

El vidrio es un material totalmente reciclable y no hay límite en la

cantidad de veces que puede ser reprocesado. Al reciclarlo no se

pierden las propiedades y se ahorra una cantidad de energía de

alrededor del 30% con respecto al vidrio nuevo.

Para su adecuado reciclaje el vidrio es separado y clasificado según su

tipo el cual por lo común está asociado a su color, una clasificación

general es la que divide a los vidrios en tres grupos: verde, ámbar o café

y transparente.

Contenedor de recogida de botellas de vidrio en España.

El proceso de reciclado después de la clasificación del vidrio requiere

que todo material ajeno sea separado como son tapas metálicas y

etiquetas, luego el vidrio es triturado y fundido junto con arena, hidróxido

de sodio ycaliza para fabricar nuevos productos que tendrán idénticas

propiedades con respecto al vidrio fabricado directamente de

los recursos naturales.9

En algunas ciudades del mundo se han implementado programas de

reciclaje de vidrio, en ellas pueden encontrarse contenedores especiales

para vidrio en lugares públicos.

En ciertos casos el vidrio es reutilizado, antes que reciclado. No se

funde, sino que se vuelve a utilizar únicamente lavándolo (en el caso de

los recipientes). En acristalamientos, también se puede aprovechar el

vidrio cortándolo nuevamente (siempre que se necesite una unidad más

pequeña).

http://museovidrio.vto.com/investigacion/vidrio.htm

El vidrioContinúa en la siguiente página >>

¿Qué es el vidrio?El vidrio es un material que no ha dejado de maravillarnos desde los tiempos antiguos hasta el

presente. Sus cualidades y ductilidad ofrecen una gama infinita de posibilidades, ya sea en el campo

doméstico como en el industrial, en el de la óptica e incluso en el del arte. El vidrio calizo, por ejemplo,

está presente a diario en las vajillas, copas, ceniceros y objetos ornamentales; al tiempo en que el

vidrio plano y transparente protege a los hogares de las inclemencias del tiempo, cuando es colocado

en las ventanas.

El vidrio resulta tan común a la sociedad contemporánea, que sería difícil concebir la vida moderna sin

el. Su presencia es fundamental para que los focos irradien la luz eléctrica; igualmente necesario

resulta en la manufactura de televisores, computadoras y vehículos de transporte; mientras que en el

rubro científico y de precisión, cabe citar al vidrio utilizado en anteojos, microscopios y telescopios.

Finalmente, en los dominios del arte el vidrio ha mostrado una faceta novedosa en el último tercio del

siglo XX, al ser utilizado como materia prima de expresión por varios creadores plásticos de renombre.

Composición y propiedades del vidrio

Desde el punto de vista físico, el vidrio es una sustancia líquida sobrefundida y solidificada. De manera

persistente, el hombre se ha valido de dicho material para tratar de imitar las diversas vitrificaciones

que presenta la naturaleza, tales como el cuarzo, la cornalina, el ágata, el jaspe, la obsidiana y el

cristal de roca, que es una variedad de cuarzo cristalino, incoloro, de gran pureza y totalmente

transparente. Esta búsqueda constante lo llevó primero a reproducir con vidrio piedras semipreciosas,

como la turquesa o la malaquita, a fin de incrustarlas en joyería. Progresivamente, los artesanos

vidrieros perfeccionaron sus técnicas hasta conseguir, con fabulosas recetas de alquimia, el vidrio

incoloro e incluso el cristal de plomo, que logra simular, casi a la perfección, la transparencia y belleza

del cristal de roca.

El vidrio es una sustancia dura, no cristalina, frágil, de aspecto translúcido y en la mayoría de los casos

transparente. Surge de la fusión a alta temperatura de una mezcla de sílice o arena sílica con un álcali

terroso o carbonato de calcio y con un carbonato de sodio, sosa o potasa, dentro de un reactor de

fusión. Se deben de reunir 2.5 partes de sílice por una de fundente. Un exceso de bases haría que el

vidrio fuese demasiado fluido y por tanto impropio para el trabajo, al tiempo en que un exceso de sílice

conduciría a la desvitrificación. Como resultado de la presencia de uno de los dos carbonatos, el vidrio

varía en su aspecto, según la época y la zona geográfica en que fue elaborado. En la antigüedad, por

ejemplo, el vidrio era de base sódica, similar al que se produjo en Venecia durante los siglos XV al

XVIII.

El punto en que la mezcla vítrea pasa de estado sólido al líquido viscoso, varía entre los 1’300 y los

1’500 grados centígrados. Una vez realizada la mezcla, alcanza de forma gradual la consistencia

sólida, mediante un proceso de lento enfriamiento hasta adoptar su aspecto característico de material

sólido transparente. El vidrio se modela en caliente, en el poco tiempo en que se conserva entre el rojo

amarillo y el rojo naranja. El proceso de recocido debe ser extremadamente lento, para impedir con

ello la cristalización de los silicatos presentes en la mezcla. De no ser así, se puede originar una

disminución sensible en la transparencia del vidrio, volviéndolo opaco y expuesto a romperse por

impacto térmico. La curva de enfriamiento depende del espesor y del tamaño de la pieza.

Materia primaLa materia prima fundamental para la elaboración del vidrio es la sílice, presente en la arena o en el

cuarzo, a la cual se agregan diferentes proporciones de carbonato de sodio y carbonato de calcio. La

sílice rara vez se encuentra en estado puro, ya que lo más común es que aparezca combinada con

otras sustancias que son útiles para la cristalización, como los sulfatos de hierro y de cobre, los óxidos

de plomo y estaño, e incluso diversas sales. 

Cuando se habla de arcillas, se hace alusión a silicoaluminatos complejos. Precisando sobre el

particular, cabe decir que “un silicoaluminato es un compuesto hecho con silicio y aluminio". Entre

más pura se encuentre la materia prima, es decir la arena sílica, el resultado final mostrará un vidrio

de mayor transparencia y pureza, y por consiguiente, entre más combinada esté con otros materiales,

los vidrios adquirirán una apariencia más turbia.

Las arenas sílicas son arcillas que podemos clasificar en dos grupos: las primarias y las secundarias. A

las primeras se les conoce como arcillas residuales, que se han formado en el lugar de sus rocas

madres. Dentro de esta categoría se encuentran el granito, las pegmatitas y los feldespatos, que al no

haber sido transportados por el agua o el viento, evitaron la mezcla con otras arcillas y lograron

mantenerse con un alto nivel de pureza. En contraposición, las arcillas secundarias son aquellas que

por la acción mecánica del agua, el viento, los sismos y glaciares fueron desplazadas de su lugar de

origen. Dichas arcillas resultan ser las menos puras, pero también las más comunes. 

La sosa indispensable para la fabricación del vidrio, se ha obtenido de las cenizas de algas marinas,

mientras que la potasa se ha extraído de las cenizas de las hojas de los árboles. En Egipto se utilizaba

la rochette, que es la ceniza de la planta conocida como al kali; por su parte, los españoles la obtenían

de la barrilla, los franceses del salicor o cresta marina y los alemanes de las cenizas del abeto. Los

vidrios más primitivos poseían un color verdoso que persistió hasta que los artesanos aprendieron a

depurar y decolorar el material para obtener una calidad totalmente traslúcida.

El color natural del vidrio es verdoso o pardo, según las impurezas que contenga (especialmente de

fierro). Para hacerlo incoloro hay que purificar los materiales y luego decolorarlo mediante

procedimientos físicos. Así pues, y siguiendo el principio de los colores complementarios, el tono verde

logra ser anulado con un color rojo.

Utilizando el minio (Pb2 O3) o plomo como fundente, se obtiene el cristal de plomo, fabricado en

Inglaterra desde el siglo XVII y patentado por George Ravencroft. Este material es de fácil fusión,

blando, muy brillante y sonoro, con un índice de refracción elevado, y si se conoce como cristal de

plomo, es por su similitud con el cristal de roca.

Los óxidos metálicos dan al vidrio coloraciones muy variadas: el hierro produce el verde azul o el

amarillo, según su valencia; el cobre origina al verde azul o rojo; el cobalto al azul; el oro al rojo

púrpura; el manganeso al morado o violeta; el azufre y el antimonio al amarillo, y el estaño al blanco

opaco.

Unidad estructural en la síliceLa unidad estructural de la sílice se forma con un tetraedro de (Si O4), es decir, con un átomo de silicio

siempre rodeado por cuatro átomos de oxígeno. Ello da por resultado una combinación de tetraedros

de sílice irregulares, orientados al azar. En cambio, en el cristal los átomos siguen un patrón ordenado,

el cual se repite siempre de la misma manera. Cabe advertir que tanto la sílice amorfa como la

ordenada son muy utilizadas en la fabricación del vidrio.

El vidrio calizoAdemás de ser el más común, este vidrio es el que se funde con mayor facilidad debido sobre todo a

su composición. Está formado de manera dominante por sílice, así como por calcio y sodio. Dentro de

esta composición, el sodio actúa como fundente y el calcio proporciona la estabilidad química que

evita que el vidrio se vuelva soluble al agua.

El vidrio calizo es utilizado para la fabricación de vasos, vajillas, mesas, ventanas y otros enseres.

Ostenta un coeficiente de expansión o dilatación térmica de 87 (87 x 10.7 pulgadas/°F). Actualmente

su elaboración ha mejorado considerablemente, ya que si se le agrega una mayor cantidad de sílice,

experimenta una resistencia al choque térmico superior. Como ejemplo podemos mencionar algunos

productos de CRISA (tazas, vasos, etcétera), que resisten con facilidad líquidos calientes, fríos y

soportan los impactos.

El vidrio borosilicatoEste tipo de vidrio nace en 1912, a consecuencia de un lamentable accidente ocurrido once años

atrás. En una lluviosa noche de invierno de 1901, un guardavía salió del interior de la estación para

advertir al conductor de un ferrocarril que un tren de carga venía por el mismo juego de rieles. Para

ello, comenzó a girar su lámpara de petróleo con señalamientos sobre el peligro; pero el golpe de la

lluvia fría sobre el vidrio de la linterna que estaba caliente, hizo que se estrellara y se extinguiera la

luz. A raíz del imprevisto, nadie pudo ver las señales y ocurrió el fatal accidente.

Para prevenir nuevos desastres de ese tipo, se volvió prioritaria la búsqueda de un vidrio que resistiera

el choque térmico provocado por los cambios de temperatura, comenzando de inmediato los

experimentos con diferentes materiales para satisfacer ese requisito.

En realidad, la solución había comenzado a gestarse desde 1846, cuando el alemán Carl Zeiss,

mecánico de precisión, estableció un pequeño taller en Jena, Alemania, donde producía el equipo para

laboratorio que le demandaba la universidad de esa ciudad. Años más tarde, ingresó a la empresa el

físico Ernst Abbe como ayudante de Zeiss, quien con la elaboración del modelo matemático de la

teoría de la óptica para microscopios, revolucionó la manufactura de estos aparatos. Posteriormente

se sumó al grupo de investigadores el doctor Otto Schott, un talentoso químico del vidrio, y entre los

tres fundaron en 1884 la fábrica Jenaer Glaswerke.

Transformada la compañía en la Glastechnische Laboratorium Schott & Genossen, durante 1887 se

pudo anunciar el descubrimiento de la primera fórmula de borosilicato. Basándose en diferentes

experimentos, los investigadores de esos laboratorios pudieron ver que si se le agregaba óxido de

boro a los materiales crudos, el vidrio podía resistir los cambios de temperatura, resultaba más difícil

de fundir, trabajar y era prácticamente inerte.

El descubrimiento hecho por la empresa Schott & Genossen de Jena, Alemania, pasó más tarde a los

Estados Unidos, en donde el investigador Corning trató de perfeccionarlo hasta que el estallido de la

Primera Guerra Mundial lo obligó a posponer sus trabajos. Empero, para 1915 Corning ya había

comenzado a comercializar el vidrio Pyrex para hornear. Gracias a la teoría de este joven investigador,

quedó demostrado que el vidrio sí era bueno para cocinar, ya que absorbía el calor, mientras que

muchos de los metales lo reflejaban.

Corning adquirió en la mayoría de los países las patentes para la fabricación de Pyrex, y la producción

masiva en Francia e Inglaterra comenzó en 1922. Ante las protestas de la empresa alemana que había

descubierto originalmente el vidrio de borosilicato, en 1926 se llegó a un acuerdo de partición del

mercado, mediante el cual se estipuló que Alemania, Austria y los países escandinavos del Este, serían

reservados como mercado para el vidrio producido en Jena por la empresa Schott & Genossen. 

En la actualidad, el vidrio de borosilicato se utiliza como material de laboratorio y en la fabricación de

los utensilios de cocina llamados refractarios, los cuales son respaldados por las firmas Pyrex, Visions y

Corning. Este tipo de vidrio es el que menos se dilata con los cambios bruscos de temperatura, ya que

tiene un coeficiente de expansión muy bajo, de 30 a 42, dependiendo del tipo de producto que se

elabore con él.

El vidrio óptico / cristal de plomoEste vidrio se obtiene mediante la sustitución del óxido de calcio por el óxido de plomo, y como logra

fundirse a temperaturas más bajas, permite un considerable ahorro de energéticos. Su descubridor fue

el inglés George Ravenscroft, quien en el siglo XVII se percató de que agregando óxido de plomo a la

fórmula tradicional del vidrio, obtenía un material incoloro y transparente.

Es el vidrio al que llamamos cristal de plomo por su transparencia y sonoridad; cualidades a las que se

suma su apariencia muy similar a la del cristal de roca. Cuenta con un coeficiente de expansión

térmica de 103, el cual lo vuelve idóneo para ser trabajado artesanalmente, sobre todo al permitir que

sobre su superficie se hagan cortes de gran dificultad y belleza para crear las piezas que hoy se

designan de cristal cortado. 

Debido a su pureza y transparencia, tiene un mayor poder de refracción y dispersión, por lo que

también es utilizado como vidrio óptico en anteojos, telescopios, microscopios, cámaras fotográficas y

otros instrumentos. Su utilización en el campo de la fotografía, obedece a la capacidad que tiene para

dispersar la luz en toda la gama de colores, la cual pasa de manera uniforme a través del lente para

plasmarse sin alteraciones en la película.

El vidrio templado o de seguridadEl vidrio de seguridad, conocido como vidrio templado, se fabrica principalmente para uso automotriz.

Ello obedece a que su proceso de elaboración es muy costoso y a que tiene que ser confeccionado

exactamente a la medida, ya que no admite modificaciones posteriores. Este vidrio tiene una

resistencia cinco veces mayor a la del vidrio normal, además de que al romperse no se fractura en mil

pedazos cortantes, sino en pequeños trozos inofensivos. 

La fabricación del vidrio de seguridad no obliga a modificar la fórmula del vidrio óptico, lo que lo

vuelve diferente es el proceso de elaboración. Para hacerlo es necesario colocar entre dos vidrios una

hoja de polyvinyl butiral (PVB). Posteriormente, los dos vidrios con la película plástica al centro se

meten al horno para presionarlos y calentarlos gradualmente a una temperatura de 620º C, a fin de

enfriarlos súbitamente con aire. De esta manera se consigue que el vidrio quede en la superficie a

compresión y en el centro a tensión. "En el interior del vidrio, donde las fuerzas de tensión se

incrementan por el templado, la fuerza del material es casi ilimitada, porque está prácticamente libre

de imperfecciones".

Orígenes del vidrio y su evoluciónMuchos autores de la antigüedad escribieron acerca del vidrio. Plinio el Viejo (23-79 d.C.), por ejemplo,

narró en su Historia Natural que el descubrimiento de ese material tuvo lugar en Siria, cuando unos

mercaderes de natrón, probablemente en ruta hacia Egipto, preparaban su comida al lado del Río

Belus, en Fenicia. Al no encontrar piedras para colocar sus ollas, pusieron trozos del natrón que

llevaban como carga, y a la mañana siguiente vieron cómo las piedras se habían fundido y su reacción

con la arena había producido un material brillante, vítreo, similar a una piedra artificial. Tal fue, en

síntesis, el origen del vidrio. 

Estrabón (58 a.C.-25 d.C.), por su parte, en su Geografía describe con admiración un sarcófago de

vidrio, y asegura que en un punto localizado entre Tolemaida y Tiro se extraía la arena apropiada para

el vidrio. El griego Heródoto (484-410 a.C.), considerado como el “Padre de la Historia”, relata la

manera en que los etíopes embalsamaban a sus muertos para colocarlos en sarcófagos de vidrio.

Eliano, escritor griego del siglo III, narra las condiciones en que Jerges, el hijo de Darío, descubrió el

cuerpo de un jefe asirio en un ataúd de vidrio. Salomón, en sus Proverbios, condenó al que miraba el

vino a través de un vaso de vidrio, y también en el Antiguo Testamento se encuentra mencionado el

vidrio en la Historia de Job: “No se compara el oro y el cristal, ni se cambia por vasija de oro fino.

Corales y cristal no merecen ni mención, la sabiduría vale más que las perlas”. 

Todas estas alusiones resultan muy posteriores a la época en que comenzó a fabricarse el vidrio, y en

su mayoría pasaron de generación en generación por transmisión oral antes de ser perpetuadas por la

escritura. De manera adjunta, dichos testimonios constituyen la versión de los vencedores, lo cual les

otorga un cierto grado de duda en cuanto a su veracidad. Igualmente cuestionables son las

investigaciones históricas del siglo XIX sobre el mundo antiguo, ya que en ellas prevalece una visión

romántica y poco científica acerca de los orígenes de la cultura occidental. Es por ello que cuando se

da inicio a una investigación relacionada con las civilizaciones pretéritas, se suscita el problema de

que las fuentes históricas varían mucho en la calidad de la información que ofrecen. Empero, en la

actualidad existen datos más seguros, sustentados en los resultados que se obtienen por el empleo

del radiocarbono, la dendrocronología, el arqueomagnetismo, la informática, la investigación

documental y el trabajo de campo realizado por los arqueólogos.

Entre los textos antiguos antes mencionados, resalta por su importancia la Historia Natural de Plinio el

Viejo, escrita en el primer siglo después de Cristo. En ella se ofrecen buenas evidencias acerca de la

región geográfica en la que pudo haber sido descubierto el vidrio y sobre la manera accidental en que

tal episodio ocurrió. No obstante, los detalles del descubrimiento narrado por Plinio son poco

confiables, ya que para lograr el punto de fusión del natrón que dio por resultado la formación del

vidrio, hubiera sido necesaria una temperatura aproximada a los 1’300° o 1’500° C., mientras que una

fogata al aire libre puede alcanzar, cuando mucho, los 600° C. 

Si en los aspectos físicos se pueden suscitar dudas, en lo que respecta a la información sobre los

fenicios existen verdades indiscutibles. Por un lado, ellos fueron los comerciantes por excelencia de la

época, ya que al carecer de recursos naturales en sus tierras, buscaron en el comercio otra forma de

supervivencia. Inclusive pedían permiso a los egipcios para comprar y vender libremente en sus

costas, llevando después los productos de ese imperio a los puertos de todo el Mediterráneo. Los

fenicios no sólo intercambiaban objetos en sus viajes, sino que también propagaban la ciencia, los

conocimientos y costumbres de todo el mundo conocido. Muchos eran los productos que

comercializaban, entre ellos el natrón. Este material era sumamente apreciado porque se empleaba

tanto para el aseo de los dientes como para el baño. Además, al ser disuelto en agua funciona como

desengrasante, por lo que se utilizaba para limpiar la loza. Los egipcios, por su parte, lo aprovechaban

constantemente en el proceso de momificación. Es probable que además del natrón, los fenicios

comercializaran objetos de faiensa y vidrio, los cuales eran fabricados en Egipto. Los artesanos de ese

imperio eran famosos en todo el Mediterráneo por imitar casi a la perfección, con dichos materiales,

las piedras preciosas y semipreciosas.

Orígenes y evolución de la materia prima del vidrioPara el estudio de los orígenes del vidrio, tenemos que remontarnos al Medio Oriente, hacia el cuarto o

quinto milenio anteriores a Cristo, y al área geográfica que va desde Egipto hasta la cuenca

mesopotámica, donde aparecieron por primera vez las sociedades estables. Allí, a raíz del

descubrimiento de las técnicas de utilización de los métales, se imitaron rápidamente en cerámica

objetos similares a los elaborados en metal. Este hecho derivó en el descubrimiento de barnices

alcalinos, que junto con la frita de plomo fueron las sustancias más empleadas para volver

impermeables los recipientes de arcilla. La producción más antigua de este tipo de vasos o recipientes,

tuvo lugar en Egipto, en Uadi Hammamat y en Badari, centros localizados muy cerca de yacimientos

de sílex y esteatita.

Del perfeccionamiento en los trabajos de alfarería se derivó el gusto por decorar los ladrillos y

confeccionar artesanías de composición vítrea (conocida como faiensa egipcia), cuya técnica fue

desarrollada en Egipto. El vidrio surgió posteriormente como resultado de las experiencias adquiridas

con el procesamiento de los metales, ya que para esos menesteres se requerían, al igual que con el

vidrio, la construcción de hornos capaces de alcanzar altas temperaturas y la experimentación con

fórmulas minerales. Las capas de vidrio que cubrían las joyas, amuletos de composición vítrea, vasos

de cerámica y ladrillos, son las manifestaciones más antiguas que existen sobre el aprovechamiento

del vidrio.

Los vestigios más remotos del vidrio proceden de EgiptoLa mayoría de los investigadores asegura que el vidrio tuvo su origen en Mesopotamia, apoyándose

para el caso en los vestigios encontrados en sitios como Tell al Rimah y Aqar Quf, que fueron

elaborados, aproximadamente, 3500 años antes de Cristo. No obstante, en el presente capítulo

sostengo que los primeros trabajos de vidrio se hicieron en Egipto, considerando la existencia de unas

cuentas de esteatita, mineral compuesto de filosilicato, que pertenecen a la civilización predinástica

Badarian, situada cronológicamente entre los 5500 y los 3500 años antes de nuestra era. Guy Brunton,

su descubridor, sugiere que probablemente fueron fabricadas en el lugar en que se encontraron, ya

que en zonas específicas del Vale del Nilo existía la materia prima necesaria para su elaboración. 

Los principales yacimientos provechosos para la elaboración del vidrio se localizan en los desiertos

occidental, oriental y área meridional de la primera catarata del Nilo, al sur de Nubia y Sudán. Otros

filones existen en Aswan, al sur de Egipto, y algunos más en Guadi Gulán y en la Costa del Mar Rojo

(ver mapa, pág. 16). Como podemos observar, de toda la zona de la media luna fértil, es Egipto el que

cuenta con los más grandes yacimientos geológicos de materia prima para la elaboración del vidrio,

sobre todo de arena, que por su alto contenido de calcio es muy apreciada en esos procedimientos.

La composición vítreaLa faiensa egipcia o composición vítrea, es un material que fue realmente estudiado a fondo y

analizado en fechas recientes. El nombre se lo dieron los arqueólogos europeos por su similitud con la

loza mayólica o faience europea; pero el término está mal empleado, porque el producto egipcio se

forma con una pasta de vidrio y no de cerámica. Inclusive en árabe se le llama quishani y no faiensa.

Esta técnica fue desarrollada por las civilizaciones Nagada y Badarian desde los años 5500 a 3500 a.C.

La pasta de vidrio que se obtenía era llamada por los egipcios antiguos “tjehenet”, vocablo que

significaba brillante o deslumbrador. Se elaboraba con una frita de cuarzo molido que era mezclada

con pequeñas cantidades de cal, natrón o restos de vegetales incinerados. En Egipto brotaba una

planta idónea para el caso, llamada Al Kali, con la cual se producían cenizas para obtener la sosa. 

Elaborar una pieza de faiensa suponía, en primer lugar, moler el cuarzo hasta formar un polvo muy

fino al que se le agregaban sosa y cal. A esta mezcla se le añadía agua para darle una consistencia de

pasta que podía ser configurada a mano o bien por medio de moldes hechos con arcilla. Después la

pasta era cubierta con un vidriado azul o verde del mismo material, es decir la sílica, la sosa y la cal,

que incluso en la actualidad se emplean como componentes básicos de la fórmula del vidrio. 

Posteriormente, la pieza de faiensa se horneaba a unos 900° C., temperatura que era insuficiente para

fundir al material en su totalidad, pero que permitía obtener una capa vidriada en la superficie de la

pieza. En otros casos, se utilizaba la técnica de colado, la cual probablemente fue la primera en

utilizarse ya que no se diferencia mucho de otros sistemas ya utilizados para la fabricación del metal.

Para trabajar una pieza colada, la mezcla se vaciaba en un crisol para fundirla y después se pasaba a

moldes con la forma deseada. 

Actualmente los científicos del Museo de El Cairo se asombran del proceso de elaboración de estas

piezas, ya que técnicamente resulta muy complicado, al igual sorprende la transparencia lograda en

los barnices que cubrían los objetos,. Según los estudios químicos realizados, los barnices muestran un

porcentaje de 0.5 de oxido de plomo, lo cual es muy interesante ya que el plomo aun en la actualidad

se utiliza para darle transparencia al vidrio. Este punto es de suma importancia ya que es una prueba

más, de que los egipcios no fabricaban el vidrio transparente o traslucido en grandes producciones, no

porque no dominaran la técnica, sino porque para ellos tenía más importancia utilizarlo con fines

rituales.

Los objetos de faiensa fabricados con polvo de cuarzo y los de pasta de vidrio manufacturados con

sílice, tenían una estrecha relación con la joyería. Ambos eran utilizados para confeccionar

principalmente ornamentos destinados al ajuar funerario, como podían ser pequeños recipientes

perfumeros, balsamarios y para afeites, amuletos, collares, anillos, máscaras e incluso sarcófagos,

como el de Tutankamón, hecho en oro con incrustaciones de piedras semipreciosas y vidrio de color,

cortado y pulido en forma de esmalte colocado en partes previamente ahuecadas, llamadas costillas.

Todos estos enseres eran muy importantes para los egipcios, ya que se les consideraba símbolos de la

eternidad y brindaban protección a los muertos durante millones de años contra los peligros que

pudieran encontrar en el camino hacia la eternidad.

Estudios realizados por el Museo de El CairoDurante mucho tiempo, la faiensa fue identificada como "loza egipcia", sobre todo por no conocerse

con exactitud sus componentes. En el Museo de El Cairo se realizó un análisis a 41 piezas elaboradas

en ésta composición vítrea de la primera y segunda dinastías (3000-2650 a.C.), estudio que certificó

su composición vítrea y no solamente vidriada. El color del centro de esas piezas variaba un poco, de

acuerdo con la zona de procedencia, dadas las diferencias que proporcionaban las impurezas del

material (arena cuarcífera) con que se elaboraron. Poco a poco, al ir perfeccionando la técnica

utilizada en la faiensa, y probablemente de manera accidental, se llegó a formar el vidrio. 

De este proceso se conservan actualmente desde piezas vidriadas y de composición vítrea como la

faiensa, hasta las piezas de vidrio elaboradas en base a arena sílica, que comenzó a producirse en

grandes cantidades a partir del imperio nuevo, entre el 1570 y el 1085 antes de nuestra era.

Composición vítrea, joyería, simbolismo y colorAl vidrio y a la composición vítrea los egipcios la llamaban "iner en wedeh"; piedra que fluye, o piedra

que se vierte.A los egipcios les era muy difícil conseguir en su territorio piedras de gran importancia

simbólica como lo eran la turquesa y el lapislázuli. La primera la extraían de las minas del Sinaí, en lo

que hoy es llamado Quadi Magharah, lugar donde existía una verdadera ciudad, con habitaciones para

los mineros y fortalezas para defenderse del pillaje, todavía hoy se pueden ver numerosos

bajorrelieves e inscripciones de la época faraónica a la entrada de la mina de turquesas. El lapislázuli,

les acarreaba serios problemas ya que por su escasez había la necesidad de importarlo desde

Afganistán. 

Ante estas dificultades, se vieron en la necesidad de resolver el problema buscando nuevas opciones

con las que se pudieran cubrir los requisitos de forma y color para sustituirlas. Probablemente

analizando la turquesa y el lapislázuli, que eran las piedras más buscadas por su gran poder seductor,

pudieron observar que éstas, en su origen mineral presentan una variedad de componentes muy

interesante, la turquesa es el resultado de la oxidación del cobre, y el lapislázuli, es una mezcla de

calcita, piroxena, mica, escapolita, feldespato y piritas de hierro, ambas de color azul y brillo vítreo. 

Así con la gran observación de los componentes, aplicaron sus conocimientos de metalurgia y

experimentaron hasta encontrar la composición vítrea, técnica que fueron perfeccionando cada vez

mejor hasta que finalmente lograron desarrollar un material similar al de las piedras que utilizaban

para sus joyas y amuletos, donde definitivamente la transparencia no era primordial, ya que estaban

destinadas a un uso ritual y no a un uso cotidiano y popular, eso lo podemos comprobar ya que

contemporáneamente a estas piezas ya se realizaba un vidriado perfectamente transparente como el

utilizado en el revestimiento de la cerámica.

Cabe señalar que el vidriado, la faiensa o composición vítrea, la pasta de vidrio y el vidrio, son de una

misma familia, ya que la formula para elaborarlos esta compuesta por los mismos componentes

químicos, lo que varia en cada una, son las técnicas empleadas en su elaboración. Los antiguos

egipcios fueron excelentes artesanos, todo los productos que manufacturaban estaban perfectamente

ideados dentro de la armonía y la belleza, Una gran cantidad de amuletos y pequeñas piezas de

animales así como cuentas y abalorios de cuarzo han sido encontrados y clasificados, estos se

encuentran cubiertos con una fina capa de vidriado, existe un modelo de una barca en secciones,

vidriada y unida por bandas de oro que está considerada una de las piezas más bellas, una gran

esfinge de 45 cm. de largo que evidentemente fue vidriada por la capa de barniz que aun conserva, en

donde se aprecia claramente como a fusión del vidrio sobre la piedra disolvió parte de la superficie

dándole un acabado como de un caramelo de azúcar. 

El sistema del vidriado sobre el cuarzo continuo en tiempos históricos, claras cuentas de cristal y

pequeñas piezas cubiertas con una rica capa de vidriado han sido encontradas, varias de estas piezas

pertenecen a la XII dinastía. 

En las dos primeras dinastías, donde tenemos el periodo conocido como época arcaica, la composición

vidriada, fue expandiendo su uso a un fin religioso y ritual en forma de pequeñas ofrendas y objetos

destinados a las tumbas reales. Vasos, figuras humanas y animales, en especial los babuinos,

aparecen en templos como los de Abydos, Hierakonpolis y Elefantina en el sur.

Una pieza de un vaso con el nombre de Mena (Menes) primer rey de Egipto de composición vítrea

verde, es una pieza realmente sorprendente por lo difícil de realizar técnicamente ya que el nombre

real se encuentra incrustado en la segunda capa de vidriado, esta capa de vidriado de la parte

superior de la pieza se encuentra coloreada en un tono que ahora ya casi no se puede apreciar.

Varios objetos fueron realizados y encontrados en Abydos, como la tablilla de la primera dinastía que

se encuentra decorada con el relieve de una figura, se encontró también una pieza con la

representación de un mandatario, aparentemente realizada en memoria de su visita al templo.

También se cuenta con una gran cantidad figuras de animales y mujeres que se pueden apreciar en el

diferentes colecciones de museos como el de El Cairo y el Museo Nubio de Asuán. Otra variante de la

composición vítrea son los mosaicos vidriados que eran utilizados para decorar los muros de los

templos y tumbas. Este tipo de trabajo tuvo una gran demanda en el Imperio Antiguo, llegando a tener

su mayor esplendor en la XVIII dinastía.

La incrustación, es una de las técnicas más bellas y exactas de la producción de la composición vítrea

y de la pasta de vidrio. La pieza de incrustación más antigua que es conocida hasta ahora, es un

mosaico que estuvo colocado en un muro que corresponde hacia la primera dinastía, probablemente

de ahí en adelante esta técnica se fue perfeccionando y se tomo como un ejemplo para incrustarla en

otros materiales como la madera, joyas y otros objetos del ajuar funerario.

Pero en realidad el mosaico encuentra su más dramática expresión en la cámara del rey Zozer en

Zakkara durante el Imperio Antiguo. Treinta y seis mil mosaicos de composición vítrea se encontraban

incrustados decorando los muros, éstos estaban distribuidos en varios paneles de juncos delineando

armoniosamente algunas de las cámaras. Este detalle cabe destacarlo ya que es de gran importancia,

porque hasta hoy no se ha encontrado otra cámara del Imperio Antiguo con esa cantidad de mosaicos

de composición vítrea incrustados.

Los diferentes diseños de mosaico elaborados en composición vítrea fueron usados probablemente

desde 5500 a C hasta irse haciendo poco a poco muy populares, posteriormente entro una nueva

moda, se realizaron mosaicos de composición vítrea a gran escala para la decoración de cuartos, han

sido encontrados magníficos ejemplos hasta de 1 pie de largo, los cuales se encuentran

cuidadosamente acabados en una capa de color azul verde. Las cenefas decorativas de mosaicos

utilizadas a finales del Imperio Antiguo, tienen como decoración principal una gran variedad de

diseños, entre los cuales podemos destacar los de palmeras, hojas y juncos.

Es poco lo que se conserva de loza vidriada de la época de las pirámides, unas pequeñas tablillas de

color verde y azul verde del rey Pepy, 4100 a C. En la VI dinastía aparece en circulación un segundo

color, el azul índigo (como el escarabajo de Merenra) y unos pequeños vasos de cosméticos.Los más

antiguos escarabajos aparecen en la era de la III y IV dinastía los cuales están elaborados con mucho

detalle y finamente terminados con una capa de vidriado.En la XII dinastía el vidriado que se aplica a

las piezas es delgado y duro, en unos casos de color verde grisáceo. Un claro azul es frecuentemente

utilizado y el mejor ejemplo es el encontrado en los escarabajos y figuras de hipopótamos, los diseños

e inscripciones que acompañan a estas piezas son de un fino color negro, aparentemente todo parece

indicar que estas piezas eran coloreadas con manganeso, mineral se encuentra de manera muy

abundante en el Sinaí.

Los simpáticos hipopótamos de composición vítrea azul, se encuentran decorados en su mayoría con

diseños de flores e insectos, los hipopótamos representaban las fuerzas malignas del antiguo Egipto. El

color azul y la decoración de flora acuática, sugieren que ellos podían sumergirse debajo de las aguas

del Nilo; el infamundo. Tal vez por eso desde tiempos tempranos se le asocio con Seth.

Los primeros reyes creían que tenían que luchar con el hipopótamo como símbolo de triunfo sobre el

mal, para evitar el caos, relacionado con este tema se encuentran en los muros de diferentes templos,

escenas donde aparece Horus de pie con un arpón en la mano sumergiendo al hipopótamo, este tipo

de escenas es un símbolo del triunfo de Maat, sobre el caos. Tal vez sea por esta relación que las

pocas piezas que se conservan de loza vidriada de hipopótamos y que fueron encontradas en tumbas,

estaban colocadas en la espalda de la momia o debajo de los pies.

Hasta hoy se conocen sesenta diferentes posturas en los hipopótamos de composición vítrea. Un dato

curioso es que la mayoría de los hipopótamos tienen sus piernas rotas, no se sabe si deliberadamente

o como un ritual para quitarles poder y fuerza maligna. “Este tipo de figuras se hicieron

exclusivamente en el Imperio Medio, lo cual puede sugerir que fue una moda de la época”.

La XVIII dinastía es la gran era del vidrio en todos aspectos, la pasta de vidrio y la composición vítrea

comienza con una continuación del estilo de la XII dinastía, motivo por el cual es muy difícil diferenciar

una pieza de una época, a una pieza de la otra. En tiempos de Tutmosis III, las piezas pequeñas y las

cuentas realizadas en azul fuerte indican el inicio de la nueva época, cuencos grandes elaborados en

un brillante vidriado azul van a ser realizados. También se van a manufacturar diferentes artículos en

un tono de verde oscuro, tono que podemos apreciar en los originales y elaborados recipientes de

Kohl. 

El uso del vidrio en base sílica, se va a desarrollar de manera sorprendente en el Imperio Nuevo,

teniendo como resultado la multiplicación de los artesanos y talleres vidrieros. Esta época se va a

distinguir por su estable situación económica y social, a diferencia de la turbulenta época del Imperio

Medio. Por lo que al extender sus fronteras, los productos egipcios van a ser exportados y llegar a toda

la cuenca del Mediterráneo, de la misma manera vendrán nuevos productos y modas al país, efecto

que se puede apreciar claramente en el arte como un reflejo de la época.

Durante el reinado de Amenofis II fue realizada la pieza maestra de composición vítrea que se conoce

hasta hoy del antiguo Egipto, pieza que se encuentra actualmente en el South Kensington Museum. Es

un gran Uas que fue realizado como ofrenda, sus dimensiones son sorprendentes ya que mide casi dos

metros de largo. Para poder realizarla en ese tamaño, hubo la necesidad de trabajarla en nueve

secciones de veintidós centímetros de largo cada trozo, para así poder hornearla, para unirla se utilizo

una pasta elaborada con el mismo material, finalmente fue vidriada de nuevo para darle el acabado

final. 

La cabeza fue hecha aparte. La dificultad en esta pieza en especial, es el mantener uniforme el color al

hornear y que la flama no se reduzca para así mantener constante la temperatura y poder lograr un

brillante muy uniforme, también es muy difícil controlar en estos casos que el vidriado no se escurra

hacia abajo.

Con Amenofis III y IV el arte del vidriado tiene un brillante desarrollo así como la variedad de colores y

aplicaciones que se le van a dar. Siguiendo los usos de azul y verde se unen azul púrpura violeta y un

brillante verde manzana, amarillo cromo, amarillo limón, rojo, rojo oscuro y blanco. La composición

vítrea se va utilizar en cuencos, vasos y recipientes, cuentas y escarabajos, los cuales podemos unir a

una gran cantidad de pendientes y ornamentos realizados para collares, amuletos y accesorios, en

esta época tenemos mas de 250 formas conocidas de objetos y moldes, emblemas y placas con

nombres.

En el Imperio Nuevo vuelve a tomar fuerza la incrustación de faiensa y pasta de vidrio en la

arquitectura, los capiteles de grandes columnas fueron incrustadas en rojo y azul en los diseños de

palmas separados por pequeños rectángulos y bandas.

Este sistema de incrustación se siguió trabajando en la siguiente dinastía, una gran cantidad de

cartuchos de Sethy II han llegado en excelentes condiciones a nuestros tiempos, y en el templo de

Luxor podemos encontrar los huecos que corresponden al tamaño, probablemente de ahí fueron

retirados .

¿Cómo se convierte la arena en vidrio?De color balnco lechoso, el sílice, la materia prima con que se fabrica el vidrio, se encuentra en varios tipos de roca.

Comenta

5

Vota

8

Por Cómo son y cómo funcionan casi todas las

Hace 5,000 años, en alguna playa del Medio Oriente, quizá alguien encendió una fogata y luego encontró allí

glóbulos transparentes y brillantes, como joyas entre la arena. ¿Cómo dieron origen esas rarezas al vidrio,

uno de los materiales más usados en nuestro siglo, lo mismo en los hogares que en las construcciones de

edificios? La materia prima con que se fabrica el vidrio es el sílice, el mineral más abundante en la Tierra. De

color blanco lechoso, se encuentra en varios tipos de rocas, incluido el granito. Y dado que las playas de todo

el mundo se formaron cuando el agua pulverizó las rocas, la arena es la fuente principal de sílice. Los granos

de arena semitransparentes ?a diferencia de los negros, rojos o de otro color definido son de sílice. La arena

contiene varios minerales, pero el sílice es el principal: por ser duro, insoluble y no descomponerse, subsiste

más que los otros constituyentes. El sílice puro tiene un punto de fusión tan alto que el fuego común no basta

para convertirlo en vidrio; los primeros "fabricantes de vidrio" debieron de encender el fuego en arena

impregnada con sosa (compuestos de sodio) liberada al evaporarse el agua del mar. La sosa reduce el punto

de fusión del sílice. Actualmente se combinan cal y sosa con el sílice para producir el vidrio usado en botellas,

ventanas y vasos. Cuando el vidrio se enfría, no recobra la estructura cristalina del sílice, la cual es opaca,

sino que adquiere una estructura desordenada transparente, como la de un líquido congelado. ¿Cristal

refractario y cristal de plomo? Pueden añadirse otros materiales al vidrio, para darle color o mejorar su

acabado. El vidrio con 10 a 15 % de óxido bórico es resistente a los cambios bruscos de temperatura y se usa

en recipientes refractarios. Si se añade óxido de plomo, técnica descubierta en el siglo XVII, se obtiene un

vidrio pesado y brillante: el cristal de plomo. El vidrio en hoja se produce calentando los componentes

mezclados en tanques grandes. La mezcla contiene vidrio roto, que se funde a temperatura más baja que los

otros materiales y ayuda a que la combinación sea perfecta. Conforme el vidrio recién hecho se va sacando

por un extremo del tanque, en una hoja de hasta 3 m de ancho, la materia prima se introduce por el otro

extremo, de modo que el nivel del tanque siempre es constante. Los tanques están forrados con ladrillos

resistentes al calor y se mantienen en actividad continua tanto tiempo como el ladrillo dure, incluso años

enteros. ¿Más resistente que el acero? Se piensa que el vidrio es un material frágil, pero en realidad es muy

resistente. La resistencia de una fibra de vidrio perfecta es cinco veces mayor que la del mejor acero. Al

combinar fibras de vidrio con plástico se obtiene un material resistente y flexible. El vidrio de alta resistencia

se produce por endurecimiento (templándolo) o por laminación. Para templar el vidrio, se calienta hasta casi

alcanzar su temperatura de fusión, y luego se enfría súbitamente con chorros de aire. Esto hace que la

superficie del vidrio se enfríe y contraiga antes que su interior. La superficie se comprime hacia adentro. Esta

compresión debe lograrse antes de que el vidrio endurecido se rompa. Así, el vidrio templado es más

resistente a la flexión. De ocurrir ésta, se parte en pequeños fragmentos y no en peligrosos pedazos como el

vidrio común. El vidrio laminado está compuesto por dos capas de vidrio y una intermedia de plástico. Aun

cuando la capa de plástico puede ser muy delgada, es resistente. Los impactos quizá estrellen el vidrio, pero

quedará adherido al plástico y no formará astillas, por lo que es adecuado para parabrisas de automóvil. Los

parabrisas de avión deben resistir la presión alta, las temperaturas extremas y los impactos de aves. Para ello

se intercalan tres o cuatro capas de vidrio con capas de vinilo, todas unidas en una sola pieza. Los parabrisas

de este tipo pueden resistir el impacto de un ave grande cuando el aeroplano vuela a una velocidad de hasta

650 km/h. El mismo vidrio se usa en aviones militares.

http://www.ehu.es/sem/seminario_pdf/SEMINARIO_SEM_2_049.pdf

Materias Primas para la Industria del Vidrio 

Jesús Ma

.  Rincón 

Grupo/Lab de Materiales Vítreos y Cerámicos 

Instituto E. Torroja de Ciencias de  la Construcción, CSrc. 

INTRODUCCIÓN. TIPOS DE PRODUCTOS VÍTREOS 

El vidrio es un material artificial o incluso natural que se obtiene por enfriamiento a una 

velocidad  determinada de  una mezcla de  componentes  de  tipo  inorgánico fundida  o  bien 

en  el  enfriamiento  de  ciertas  rocas  fundidas.  Desde  el  punto  de  vista  industrial se  logra 

por este procedimiento,  así como por diversos métodos de moldeado,  una amplia variedad 

de  materiales  con múltiples  usos  en  la  vida ordinaria,  construcción, industria,  tecnología, 

investigación,  etc.  (Fernández-Navarro,  2003).  En  el  caso  de  "vidrios  naturales"  no  sólo 

han  tenido  diversas  aplicaciones  prácticas' como  utensilios  en  diversos  pueblos antiguos 

como es  el  caso de las obsidianas, sino que además tienen un gran interés su estudio en el 

campo de la Geoquímica. 

Aunque  desde  hace siglos  la Naturaleza proporciona los  componentes  esenciales  para 

la fabricación  de  vidrios  con  componentes  abundantes  y  de  fácil  extracción,  hoy  en  día 

se  utilizan  además  productos  químicos sintéticos  y  una  amplia gama de residuos.  Para la 

formulación de composiciones vítreas en vidrios de óxidos se refieren las mismas en razón 

de  las  proporciones de  ciertos  óxidos  y en función  de su  carácter o papel en la  estructura 

del fundido. Así, desde el punto de vista estructural el vidrio está constituido por:  a) Óxidos 

formadores  de  la red  vítrea,  vitrificantes,  tales  como Si02  ,  B20 3 Ó  P20 S  para los  tipos  de 

productos  vítreos  más  generales o tradicionales;  b)  óxidos  modificadores  de la red vítrea, 

fundentes, que aportan enlaces por los denominados "oxígenos no-puente", tales como óxidos 

alcalinos: Na20, K20 ... u óxidos alcalinotérreos: CaO, MgO ... y c) óxidos "estabilizantes" 

que tienen un carácter intermedio o anfótero, aportando los denominados "oxígenos puente", 

tales  como: Ab03, Fe203 ... (Cortés,  1987). 50 

JESÚS  Ma  RINCÓN 

Además de estos componentes básicos los productos vítreos incorporan otros óxidos que 

cumplen diversas funciones secundarias:  afinantes, colorantes, decolorantes, opacificantes, 

fluidificantes, catalizadores o nucleantes de la cristalización (en el  caso de vitrocerámicos), 

etc ... 

El  concepto de  "vidrio" hoy  en  día se  ha  ampliado enormemente respecto  al  concepto 

tradicional  que se  tenía en el siglo  anterior,  ya que  han  aparecido en el mercado  y en los 

laboratorios nuevos productos que se diseñan desde una amplia gama de materiales que van 

desde  el  100%  de  contenido  vítreo  o fase  vítrea  "per se",  hasta materiales  que  obtenidos 

por un  proceso de fusión  y enfriamiento  a diversas  velocidades,  pueden dar lugar incluso 

con  tratamientos  de  nucleación  y  crecimiento cristalino  a una  amplia gama de  productos 

conteniendo diversos porcentajes de "fase vítrea" o "vidrio" en su microestructura final. En 

realidad tanto "el vidrio" como este tipo de productos tienen amplios usos desde domésticos 

a  tecnológicos  y se  denominan  con  el nombre  genérico  de  "materiales  vitrocerámicos  o 

vitrocristalinos" (Rincón,  1992) (Vicente-Mingarro et al.,  1993) (Manfredini et al.,  1996). 

Consecuentemente,  a  lo  largo  de  este  capítulo  nos  referiremos  en  general  al  término: 

"productos vítreos", considerando las materias primas necesarias para la obtención de este 

amplio tipo de materiales, ya que se extienden desde los vidrios convencionales basados en 

los sistemas generales de composición: Na20- CaO- Si02  y Na20- B20 3-Si02  hasta los de 

tipo vitrocerámico que se formulan principalmente en sistemas del tipo: LizO- Ah03- Si02, 

CaO- MgO- Ab03- Si02  •••  Entre estos  hay una  amplia gama de productos vítreos  como 

son los  esmaltes (capas  vítreas sobre soportes  de metales),  vidriados  (capas  vítreas sobre 

soportes  de  tipo  cerámico),  que se  obtienen  a  partir de  vidrios  enfriados  bruscamente  en 

agua por una operación denominada "fritado ó quenching" dando lugar a vidrios en polvo 

que se  denominan "fritas". 

CUADRO  1 

TIPOS DE PRODUCTOS VÍTREOS EN EL MERCADO Y SUS APLICACIONES 

COMERCIALES 

Tipo de producto vítreo  Forma del producto vítreo  Aplicaciones o uso 

VIDRIOS MASIVOS  Vidrio plano  construcción 

Vidrio  hueco  doméstico, industrial 

VIDRIOS  POROSOS  En placas  construcción, industria 

Granulados  biológico, construcción 

FIBRAS VITREAS  Fibras largas  construcción 

Fibras cortas  composites (construcción) 

VIDRIOS EN CAPAS o  Según grosor y soporte  azulejos  y pavimentos 

VIDRIADOS  (Frita:  es  un precursor vítreo)  cerámicos, recubrimientos 

VITROCERAMICOS  Masivos:  convencionales/  industria,  construcción 

petrúrgicos  construcción, industria 

Sinterizados Materias Primas para la Industria  del Vidrio 

51 

COMPONENTES Y COMPOSICIONES DE LOS PRODUCTOS VÍTREOS 

De  manera  esquemática se  suelen  dar  las  composiciones  de  los  vidrios  en forma  de 

óxidos englobadas en un sistema multicomponente del tipo: 

en la que:  (Si02,  B20 3, P20 S)  son los óxidos "formadores de la red vítrea" o "vitrificantes" 

bien  por  separado  o  combinados  en  algunas  composiciones  como  óxidos  mayoritarios. 

X20- MO representan los elementos "fundentes" constituidos por óxidos modificadores de 

la red vítrea. La presencia de óxidos como el de aluminio aseguran la estabilidad de la red 

vítrea por lo  que se  denominan "estabilizantes" y  además se  incluyen otros  componentes 

"secundarios" en proporciones minoritarias de los que se hará referencia más  adelante. 

Si se consideran las aplicaciones de los productos vítreos dentro de los "vidrios convencionales" o que tradicionalmente han tenido más usos desde la invención del vidrio (parece 

ser que  por los fenicios  en  el  tercer milenio A.  de  C.) (Vigil,  1969 )  este  tipo  de  vidrios 

basados en el sistema sodocálcico y con sílice como formadora de la red vítrea, presentan 

diversas  composiciones básicas  en función  de  su  uso: para botellas,  ventanas  o fachadas 

de edificios, como se recoge en la Tabla 1. 

Los  vidrios  sodocálcicos se formulan  en el diagrama de  fases  Na20-CaO-Si02  dentro 

del campo primario de la cristalización de la fase cristalina devitrita: Na20.2CaO.3Si02  que 

aparece  como defecto del vidrio, junto con las fases  ~- wollastonita (CaO.Si02)  e incluso 

tridimita (fase de  alta temperatura de la sílice). 

MATERIAS PRIMAS VITRIFICANTES, FUNDENTES y  AFINANTES 

Vitrifican tes 

Se  trata  de  aquellas  materias  primas  que  aportan  óxidos  formadores  de  red,  es  decir 

óxidos que en condiciones habituales de fusión y enfriamiento dan lugar a vidrios estables 

y con producción y aplicaciones industriales de usos generales. En este sentido la materia 

prima vitrificante de uso más  común es la sílice. 

SÍLICE.- El  aporte  de  sílice  a  la  composición  vítrea siempre se  ha realizado  por la 

adición  de  arenas  de  cuarzo  en  su  formulación,  aunque  no  queda  excluido  el  aporte  de 

este formador  de red  con  la  adición  de  minerales  más  complejos. El  uso  de  cuarcitas  y 

de areniscas también es  posible. Pero en cualquier caso, la arena es  la materia prima bá-

sica para la  obtención  de  la mayor parte  de  los  vidrios.  El principal  criterio  para el  uso 

de  una roca silícea en la formulación  de  un  vidrio industrial  es su riqueza en  Si02  ,  que 

debe ser al  menos  de  un: 99,5-98,5  %,  pudiéndose  aportar  con  adiciones  de  feldespatos 

o caolín inclusive, pero siempre sin superar el 0,1-0,5 % de Ab03 en la composición del 

baño fundido. 

Es talla importancia del uso de la arena en la producción de vidrios que el mercado de 

arenas en el mundo comprende un  18% para la fabricación de  vidrio plano y un  39% para 

la fabricación  de  "vidrio hueco" o de  botellería. El  vidrio de plomo, también denominado 

"vidrio cristal" implica un menor uso de arenas (un 3%) al mismo nivel del "vidrio soluble" 52 

JESÚS  M" RINCÓN 

TABLA  1 

EJEMPLOS DE COMPOSICIONES DE PRODUCTOS VÍTREOS. 

(resumido de:  FERNÁNDEZ-NAVARRO, 2003, RINCÓN et al.  2001, MANFREDINI 

et al.,  1996 y GALINDO,  1994) 

% peso  Material  Na20  K20  CaO  MgO  AI,03  PbO  Si02  B,OJ 

vidrios  Hueco  (Botellas)  12-16  0- 2  8 -12  1- 4  1-5  65- 73 

(100%  vidrio) 

Plano (flotado)  13- 14  0- I  8- 9,5  4- 5  0,5-1,5  70-72 

(estirado)  12- 15  0- 1  4- 10  1- 4  0,5- 2  71- 73 

Laboratorio (Vycor,  0,5- 5  0,4-1  0,3-0,8  0,1-0,8  0,4-3,1  80- 97 

Pyrex .. ,) 

Especiales: 

Termómetros  6,5-14  0,7-7  2,5-6,2  65- 76  2- 12 

Opticos  1- 10  6 -16  0-11  O-51  41- 72  2- 13 

Fotocrómicos  2-10  1- 3,5  2- 15  7- 23  0- 29  1-63  16- 55 

Soldadura  0,4- 23  0,4-8  0,7- 10  0,2- 2  1- 14,5  30- 64  5- 75  1- 25 

Vidrios  al plomo  0,2- 4  5-15  24-50  20- 69  0- 2 

Fibras de  vidrio  0,3-20  0,2  6,5-18  3- 15  4- 25  55- 65  5-7,3 

vidrio mosaico  Pequeño formato  12- 16  0- 1  8- 12  1- 5  65- 71 

(gresite o vitraico)  gran formato  10-15  8-12  0-5  1- 5  60-70  0-5 

recubrimientos  Vidriados 

(100-50%  vidrio)  De sílice  4  4-7  4- 9  12-5  72-77 

De boro  11  2,5  4  4  45  10 

De plomo  3,3  3  7  40  49  6 

Esmaltes  1-5  3-9  2-4  3-7  30-60  17-51  9-13 

vitroceramicos  Convencionales: 

(10- 90%  vidrio)  Del  tipo  "Pyroflam"  Li20: 3  8,5  32  56,5 

Sil- ceram  3  0- 30  0- 14  5- 35  35- 75 

De basaltos  1  14  10  10  40 

Para fachadas  3  2  17  BaO:  4 7  ZnO:  7 1,5  59  1 

Bioactivos  0- 12  24- 57  13  0- 14  8  0- 51  P20S: 6- 43 

Vidriados ve  Li20: 6-18  ZnO:  7  6  60- 65 Materias Primas para  la Industria  del Vidrio 

53 

de silicato sódico que representa también un 3%.  El resto  de  aplicaciones  de  la arenas se 

dedican a usos en la fundición de hierro y aceros (27%), materiales cerámicos de diversos 

tipos (6%) Y a otros usos en abrasivos, productos de depuración, etc ... 

Debido a la necesidad de obtener vidrios transparentes, ya que su mayor uso en ventanas, botellería, etc ... esta es la característica más importante que se requiere para la mayor 

parte de los vidrios, es necesario que las arenas sean los más puras posibles. Los minerales 

pesados que  contaminan las  arenas se  dan en la Tabla 2 (recogida de Fernández-Navarro, 

2003), ya que su disolución en la masa fundida es problemática en la mayoría de los casos, 

permaneciendo como defecto en los  productos finales. 

Las impurezas más  críticas que limitan la aplicación de  una arena en  la fabricación de 

vidrio suelen ser  la  presencia de  cromita y  la  presencia simultánea de  Ti02  y!  o  Fe203 , 

incluso como ilmenita. En el segundo caso la presencia de  óxido de titanio no  debería de 

sobrepasar nunca el 0,06%. Yen el caso de la cromita (Cr203) el límite se fija en el 0,0002% 

para las arenas de Clase A y del 0,0006% en  arenas de la Clase C en el  caso de las Normas 

británicas (Fernández- Navarro, 2003). 

TABLA 2 

MINERALES PESADOS CONTAMINANTES DE ARENAS USADAS EN LA 

FABRICACIÓN DE VIDRIO (FERNÁNDEZ-NAVARRO, 2003) 

Mineral  Fórmula 

Anfíboles  Metasilicatos con  grupos OH y F 

ArizonÍta  (Ti03) FeS 

Casiterita  Sn02 

Circón  Si04Zr 

Corindón  Ab03 

Cromita  CrZ04 (Fe,Mg) 

Distena  Ab03. Si02 

Epidota  Caz  (Fe,Al)AbSi3On(OH) 

Espinela  MgO. Ab03 

Goethita  FeO.OH 

Ilmenita  FeO. Ti02 

Magnetita  FeO.  Fe203 

Olivino  MgO.  FeO. SiOz 

Pirita  S2Fe 

Piroxenos  Metasilicatos de  elementos M2+ 

Rutilo  Ti02 

Titanita  CaO. Ti02•  Si02 

Topacio  AbSi04(F,OH)2 

Turmalina  N aF3(AlFMOH)4/(B03)1Si60 18 

Zoisita  Ca2AbSh012(OH) 

La granulometría es también especialmente importante a la hora de seleccionar una arena 

para la fabricación de vidrio convencional. La siguiente Tabla 3 recoge la distribución más 

adecuada en cada caso. 54 

JESÚS  M' RINCÓN 

TABLA 3 

DISTRIBUCIÓN GRANULOMÉTRICA DE LAS ARENAS PARA LA FABRICACIÓN 

DE VIDRIOS SODOCÁLCICOS TRADICIONALES (FERNÁNDEZ-NAVARRO, 2003) 

Tamaños de granos 

(%  peso )Fracción de grano de arena 

(mm)  Gruesa  Media  Fina  Muy fina 

> 1,0  Máx.1 

1,0- 0,5  5-10  Máx.l 

0,5- 0,355  15-35  5-15  Máx.1 

0,355-0,25  25-35  30-50  15-30  Máx.1 

0,25-1,125  20-30  40-60  60-80  80-90 

0,125- 0,063  0-1  0-2  2-5  10-20 

< 0,063  Máx.1  Máx.3 

El  contenido  en partículas muy finas  «  0,1  mm) debe ser menor del  1 %,  ya que si se 

aumenta esta proporción puede ocurrir que el afinado  o  eliminación de  burbujas  presente 

mayores  dificultades.  Por otro lado,  los  granos  muy  gruesos  de  arena pueden dar lugar a 

la presencia de  "infundidos" en el vidrio final.  Otro parámetro que tiene gran importancia 

en la selección de una arena para vidrio es que presente una elevada superficie específica, 

pues  los  granos  de formas  irregulares suelen ser más reactivos  que  los  redondeados.  De 

esta manera,  es recomendable  una Sesp  =  40  - 60  cm2

/g.  Se  dispone  de  diversos  métodos 

tecnológicos como la molienda controlada, la purificación química, flotación, separaciones 

magnéticas,  etc.  para optimizar propiedades de  las  arenas con vistas  a su  utilización en la 

manufactura de vidrios, pero no se entra aquí en detalles ya que hay abundante bibliografía 

al respecto (Oteo,  1987) (Varona,  1987). 

Las especificaciones del contenido en óxidos de hierro son diferentes según que se quiera fabricar vidrio "blanco" (incoloro), o bien vidrio de color, ya que  ésta es una impureza 

habitual  en las  arenas.  Este valor según la Norma británica es  de 0,008%  para arenas  de 

Clase A, siendo de 0,013 para las de Clase B y del 0,030% en las  arenas clasificadas como 

Clase C.  En  cualquier caso los  límites  admisibles  de  esta impureza dependen del  tipo  de 

vidrio que se  quiera fabricar y comercializar (Tabla 4). 

TABLA 4 

CONCENTRACIONES MÁXIMAS DE ÓXIDO DE HIERRO. 

(FERNÁNDEZ-NAVARRO, 2003) 

Tipo de vidrio  %  en peso de Fe203 

Vidrio de  botella (verde)  0,500-1,00 

Vidrio semiblanco  0,050-0,100 

Vidrio plano  0,030-0,050 

Vidrio blanco común  0,020-0,030 

Vidrio blanco "semicristal" (vajillas)  0,015-0,020 

"Cristal de  plomo" (vajillas)  0,006-0,012 

Vidrio óptico  0,003-0,005 Materias Primas para la Industria del Vidrio  55 

ÓXIDO DE BORO.- El  óxido de boro es  el formador de la amplia familia  de  "vidrios 

de borosilicato" así como de numerosos vidriados y esmaltes. Este tipo de vidrios son muy 

usados en material de laboratorio, vidrios termorresistentes, fibras de vidrio, vidriados, vidrios 

especiales ... ). El efecto sobre la viscosidad de la adición de boro es tal que con sólo sustituir 

un  1,5% de Si02  se mejora la extracción (colado)  del fundido  en  un  15-20 %.  Se produce 

además un efecto denominado "anomalía bórica", de manera que en ausencia de modificadores 

o bajas proporciones de los mismos hay cambios de coordinación de triangular a tetraédrica 

mejorando o empeorando ciertas propiedades. La Tabla 5 recoge el tipo de materias primas 

de boro que se  pueden usar en la obtención de productos vítreos de todo tipo. 

TABLA  5 

MATERIAS PRIMAS CONTENIENDO BORO PARA LA FABRICACIÓN DE 

VIDRIOS EXTRACTADA DE FERNÁNDEZ-NAVARRO, 2003 

Nombre  Fórmula  %  peso de B20 3 

Minerales 

Sassolina  B2O.3H2O  56,32 

Bórax  Na20 . 2B20 3•  lOH2O  36,52 

Rasorita  2NazO. 3B20 3•  5H2O  50,96 

Colemanita  2CaO.  3Bz0 3•  5HzO  50,82 

Pandermita  5CaO.  6B20 3•  9H2O 

, 

,  48,57 

, 

Ulexita  Na20. 2CaO. 5B20 3•  16HzO  42,96 

BoracÍta  6MgO.  8B20 3•  MgClz  62,30 

Productos sintéticos 

Ácido bórico  B03H3  56,32 

Bórax deshidratado  Na2B40 7•  lOH2O  36,52 

Bórax pentahidrato  Na2B40 7•  5HzO  47,81 

Bórax  anhidro  Na2B40 7  69,20 

La adición de boro en formulaciones vítreas se puede realizar a partir de productos quí-

micos puros tales  como:  ácido bórico y diversos  tipos  de  bórax, o bien  a partir de ciertos 

minerales:  colemanita, ulexita, boracita, etc ... 

PENTÓXIDO  DE FÓSFORO.- Los  grupos  de  fosfato  [P04-],  así como  otros grupos 

de fosfato como los difosfato y pirofosfatos constituyen un tercer grupo de formadores de 

vidrio que se formulan básicamente por la introducción de materias primas o minerales de 

fosfato  en la red  vítrea. Aunque  puede  haber diversos  tipos  de  grupos  de  polifosfato,  ya 

que se trata de "vidrios de red polimérica", en general se representa y calcula la presencia 

del fosfato  en la red de  este tipo de vidrios por el  óxido: P20 S  •  Los  vidrios que incluyen 56  JESÚS  M' RINCÓN 

fósforo  como formador  de la red vítrea tienen  aplicaciones  en soldadura metal-cerámica, 

pero más recientemente tienen aplicaciones algunos de ellos por sus propiedades bioactivas 

como biomateriales para reparaciones óseas  o en implantes  dentales  (Rincón y Martínez, 

1984). Incluso se han llegado a formular y proponer vidrios conteniendo este óxido como 

formador vítreo a partir de algunos residuos mineros de moscovitas y ambligonita (Rincón, 

1988). 

Se  puede  incorporar  este  óxido  en  la  formulación  de  vidrios  a  partir  de  compuestos 

químicos puros  de fosfato  tales  como:  H3P04 , Ca3(P04)1  , Bal (P04)1  , AIP04  ,  aportando 

contenidos de P10S  del:  72,44; 45,76; 23,58 Y 58,21  % peso, respectivamente. Pero, puede 

incorporarse este óxido junto con otros óxidos a la red vítrea por la utilización de minerales 

fosfatados  como la ambligonita y el  apatito.  La siguiente Tabla 6 presenta la composición 

química completa en óxidos de dos minerales representativos de este tipo. 

Fundentes 

TABLA  6 

MINERALES QUE PERMITEN APORTAR GRUPOS FOSFATO 

A LA ESTRUCTURA DE VIDRIOS 

% peso  AMBLIGONITA  APATITO 

P20 S  46,8  40,5 

Si02  0,3  0,9 

Ah03  34,4  0,3 

Fe203  0,3  0,2 

CaO  -- 54,0 

MgO  0,4  0,1 

Na20  1,6  --

K20  0,3  --

LizO  8,5  --

F2  2,7  2,3 

Los  minerales  que  aportan  óxidos  fundente  (PbO,  ZnO,  compuestos  de  f1úor. .. ) son 

básicamente  óxidos  puros  o  bien,  compuestos  químicos  que  contienen  óxidos  que  al  introducirse  en  la red  vítrea facilitan  la  obtención  de  menores  intervalos  de  fusión  para  el 

vidrio. El óxido de plomo se  aporta generalmente como: Minio (Pb04), litargirio (PbO)  o 

carbonato de plomo (2PbC03.(OH)1). 

El  óxido de cinc se suele incluir como tal  óxido  en forma  blanca o gris (en este  caso 

conteniendo además 5% PbO). El flúor se puede añadir como productos químicos de f1uorsilicato de sodio (NaSiF4),  f1uoruro  de  aluminio (AIF)  o incluso  como f1uoruros  de  sodio Materias Primas para la Industria  del Vidrio 

57 

o  de  calcio  (NaF,  CaFz).  Pero  también  puede  incluirse  a  partir de  minerales  tales  como: 

criolita (NaAIF6)  o espato fluor (CaFz). 

ÓXIDOS ALCALINOS.- En la formulación de vidrios convencionales sodocálcicos se 

suele incorporar el  óxido de sodio a partir de sosa Solway (NaZC03),  o menos frecuentemente  como NaZS04 (que  aporta  hasta un  20-25%  de  óxido  de sodio)  que  actúa  además 

como  agente  afinante  de  la  mezcla fundida  facilitando  la  eliminación  de  burbujas  en  el 

vidrio. La adición de este sulfato puede dar lugar a ciertos problemas de  corrosión en los 

refractarios del horno, coloración amarillenta y separación de fases produciendo un defecto 

conocido como "bulones o  burbujas de sulfato" (Montes,  1970). Las fuentes  naturales  de 

sulfato  sódico  suelen  ser:  thenardita  (NaZS04),  glauberita  (NaZS04.  CaS04)  o  mirabilita 

(NazS04.lOHzO). 

La inclusión de óxido de sodio se hace hoy en día en su mayor proporción en forma del 

producto comercial denominado:  "soda ash" (ceniza o polvo conteniendo óxido de sodio). 

Se trata de un  producto químico básico cuyo mayor uso es en la industria del vidrio y que 

puede ser producido a partir de minerales  o de manera sintética.  Siendo EEUU el mayor 

productor mundial de este tipo de materia prima, China está alcanzando actualmente cotas 

similares de producción. Europa alcanza la tercera posición en la producción de esta materia 

prima, que representa en el total mundial un porcentaje de uso en la industria del vidrio del 

51 %  de  la producción total, distribuyéndose el 21 % para la fabricación de vidrio plano, el 

24%  para vidrio  hueco y el  6%  para otros  tipos  de  vidrio  (Morrin,  2005).  Otras  posibilidades para incluir sodio en el vidrio es la utilización de rocas naturales: rocas magmáticas 

(nefelina- sienita, fonolitas, traquitas ... o vidrios volcánicos como obsidiana, riolitas, perlitas ... ). Aun aSÍ, hay que considerar si algunos de estos minerales y rocas aportan cantidades 

importantes  de  iones F- y Cl-,  del  orden  del  0,2-0,3%,  que  aumentarían la contaminación 

ambiental. El óxido de potasio se suele añadir como carbonato potásico o a partir de rocas 

naturales feldespáticas con minerales tales como la ortoclasa o la leucita (KzO.Alz03.4SiOz). 

La silvina y  la carnalita son  los  minerales  a  partir de  los  cuales se  obtiene  carbonato  de 

potasio,  así como de las melazas  del  azúcar de remolacha (Fernández-Navarro, 2003).  Es 

interesante  conocer que  en la Edad Media se  usaron  cenizas  vegetales  muy ricas  en KzO 

para la fabricación de vidrios de los vitrales de las catedrales (Fernández-Navarro,  1996). 

Otros  óxidos  de  elementos  alcalinos  como  el  de  litio  tienen menor  aplicación  en  la 

industria del  vidrio  convencional,  utilizándose únicamente  en muy  baja proporción como 

corrector de ciertas propiedades en algunos vidrios para mejorar ciertas propiedades ópticas 

como el brillo o para corregir los valores del coeficiente de dilatación térmica. En cualquier 

caso, este óxido tiene actualmente gran uso en la producción de materiales vitrocerámicos 

como el  Pyroflam, por lo que sus materias primas serán mencionadas con más detalle más 

adelante (Aleixandre y Fernández-Navarro,  1964). 

ÓXIDOS ALCALINOTERREOS.- El óxido de calcio, CaO, que es común en los vidrios 

convencionales soda-cálcicos que vienen obteniéndose desde la civilización romana, se aporta 

generalmente como  caliza (CaC03)  o  como  aragonito,  aunque  también  puede formularse 

con  cal  viva (CaO) o  cal  apagada (Ca(OH)2).  También puede incluirse este óxido  a partir 

de ciertos feldespatos  como la anortita. 

El óxido de magnesio cumple un papel semejante al del óxido de calcio en la formulación 

de vidrios, mejorando algunas propiedades, pues añadido en pequeñas proporciones da lugar 

a vidrios más  estables. Se puede añadir con dolomita (CaC03•  MgC03)  o como magnesita 58  JESÚS  Ma  RINCÓN 

(MgC03),  aunque es menos recomendable debido a su elevado contenido en impurezas de 

óxidos  de  hierro.  La granulometría recomendable  para evitar segregaciones  en  la mezcla 

debe estar en  el  intervalo:  0,1-0,5 mm (Femández-Navarro, 2003). Muy recientemente, se 

ha llegado a proponer la inclusión de un mineral del grupo de la clorita, sheridanita (5MgO. 

Ab03. 3Si02.  4H20), como materia prima para la producción de vidrio de botellas (lordan 

et  al.,  2005).  El óxido de  bario  como  productos  químicos  puros  (BaC03 ó Ba(N03)2),  o 

bien desde especies minerales tales  como:  baritina, BaS04 o whiterita, BaC03. La adición 

de bario en vidrios mejora las propiedades ópticas de brillo e índice de refracción y cumple 

un  papel parecido  a la adición  de PbO en la formulación  de  vidrios, sobre todo  en  los  de 

aplicaciones especiales. 

OTROS  ÓXIDOS  DE CATION BIVALENTE.- El  óxido  de  cinc,  ZnO,  se  añade  en 

pequeñas  proporciones  a  ciertos  tipos  de  vidrio  (no  mayores  del  5%)  pues mejora  la  resistencia química y eleva el índice de refracción, aumenta la dureza y facilita el afinado  al 

reducir la viscosidad a elevadas temperaturas.  Se suele añadir como smithsonita (ZnC03), 

como  cinc ita (ZnO)  o incluso  como hemimorfita (2Zno.Si02•  H20). Pero  puede  añadirse 

a partir de  preparados de cinc procedentes de procesos hidrometalúrgicos,  aunque en este 

caso puede contener impurezas de PbO y de Fe203. 

Estabilizantes 

El Ab03 se incorpora normalmente en vidrios en baja proporción: del  1 al 3%, aunque 

puede  añadirse  en mayores  proporciones  en  vidrios especiales.  Suele  aportarse  como  tal 

en  el  caso  del Ah03  , a  partir de  hidróxido s de  aluminio  tanto  naturales  como sintéticos 

(diasporo, bauxita o hidrargilita), o bien a partir de minerales y rocas que incluyen alúmina 

en su composición, como los feldespatos, o incluso ciertos tipos de minerales de la arcilla 

con capacidad fundente en ciertas composiciones. También puedan utilizarse algunas rocas 

aluminosas  como el granito,  como veremos más  adelante con un ejemplo de formulación 

a  partir  de  residuos  de  canteras  de  piedra  natural,  traquitas  e  incluso nefelina-sienita.  A 

veces se puede  usar incluso  caolín (Ah03.2Si02.  H20), pero  aunque  puede  agregarse  en 

muy pequeños tamaños de  partícula (incluso menores de  2 micras) presenta la desventaja 

de su difícil disolución en fundidos, de manera que se puede incluso segregar fácilmente de 

la mezcla fundida.  La adición de feldespatos,  por otra parte, en la formulación  de vidrios 

presenta la  ventaja de sus  relativamente  bajas  temperaturas  de  fusión  y su  fácil  incorporación  a  la  mezcla fundida.  La siguiente Tabla 7 resume  las  principales materias  primas 

utilizadas para incorporar alúmina en vidrios. 

Los feldespatos,  de  hecho,  son  ampliamente usados  por la industria del  vidrio  plano, 

vidrio  hueco  y  vidrios  especiales,  aunque  algunos  de  ellos,  dependiendo  de su  grado  de 

pureza, pueden aportar contenidos de óxidos de hierro entre 0,03 y el 0,15%, lo cual puede 

inducir  cierta  coloración  en  el  caso  de  vidrios  transparentes.  El  aporte  de  alúmina  como 

tal óxido en varios tipos de feldespatos  comerciales suele abarcar el intervalo de  15 - 20% 

en peso. En  cualquier caso  el  óxido más  determinante  para su  capacidad de fusión  de  la 

mezcla vitrificable está relacionado con el diferente contenido en los óxidos alcalinos: K20 

(en el orden del 2-3%) o Na20  (en el orden del 7-8%). Incluso arenas feldespáticas pueden 

ser añadidas en la fabricación de vidrio, ya que a la adición de sílice se consigue una cierta 

adición de  un  elemento fundente que facilita el proceso de fusión. Materias  Primas para la  Industria  del Vidrio 

59 

La adición de feldespatos permite además, simultáneamente con la adición de Alz03, la incorporación de elementos alcalinos y alcalinotérreos según el tipo añadido: NazO·Ah03·2SiOz 

en el caso de la albita; KzO·Ab03·6SiOz en el caso de la ortoclasa; CaO·Alz03·2SiOz en el 

caso de la anortita, (NazO·Alz03·6SiOz) + (CaO·Alz03·2SiOz, variable) si se trata de oligoclasa y BaO·Alz03·2Si02 si el feldespato  que se  añade al  vidrio es celsiana. 

T ABLA  7 

MATERIAS PRIMAS QUE APORTAN Ah03 EN LA FORMULACIÓN 

DE PRODUCTOS VÍTREOS 

Grupo  MATERIA PRIMA  Formula 

Productos químicos  Alúmina calcinada  Ab03 

puros  Hidróxido de  Al(OH)3 

aluminio 

Nitrato de  aluminio  Al(N03)3·15 H20 

Oxidos de  aluminio  Diasporo  Ab03·H2O 

Bauxita  Ab03·2H2O 

Hidrargilita  AbOdH2O 

Feldespatos  Ortoclasa  (K,Na)20·Ab03·6Si02 

Plagioclasa  (Ca,Na)20·AIz03·6Si02 

Anortita  CaO·AIz03·2Si02 

Rocas  aluminosas y  Granito  aportaría hasta  16%AIz03 

arcillas  Traquita  "  16%AIz03 

Nefelina- sienita  "  23%Ab03 

Caolin  "  23%Ah03 

Alternativas recientes  Sheridanita  Aportaría en un baño de vidrio común 

(lordan et al.,  2005)  hasta un  7,5% de MgO y un 4,7% de Ab03 

Componentes secundarios 

En las  composiciones  de  productos  vítreos  de  todo  tipo se  añaden  a  los  componentes 

antes citados una serie de aditivos como componentes secundarios generalmente en peque-

ñas  proporciones.  Estos  aditivos  o  componentes secundarios  cumplen  diversas  funciones 

y  básicamente son: 

Afinantes: Que permiten durante el proceso de fusión favorecer la eliminación de burbujas. Los más usados son:  Sb20 3 ,AS20 3 , S04Na2, N03K,  N03Na,  etc. 

Opacificantes: Permiten dispersar la luz por efecto Tindall por dispersión de pequeños 

cristalitos dispersos en la matriz vítrea dando lugar a vidrios opales y opacos. 

Colorantes: Su adición permite obtener todo tipo de vidrios coloreados en masa. Suelen 

ser óxidos  de elementos de transición,  algunos  pares red-ox  y  elementos en estado 

coloidal que se logran introducir por diversos procedimientos en la masa vítrea. 

Decolorantes:  Son elementos que se  añaden para neutralizar efectos de color producidos por impurezas de las materias primas. Un ejemplo es la adición de selenio para 

neutralizar el efecto de coloración de los óxidos de hierro. 60  JESÚS  M" RINCÓN 

Solarizantes:  Son elementos u óxidos que se  añaden,  como es  el  caso del MnOz,  para 

producir efectos de  la irradiación solar sobre la coloración y transmisión óptica del 

vidrio. 

Activantes de propiedades específicas: Son óxidos o elementos (metálicos generalmente, 

en este caso los pares red-ox juegan también un papel importante) que se añaden para 

obtener respuestas activas del vidrio de todo tipo (fotosensibilidad, termosensibilidad, 

electrocromicidad, etc.). 

MATERIALES VITROCERÁMICOS. MATERIAS PRIMAS DE LITIO 

Los materiales vitrocerámicos constituyen una amplia gama de materiales de tipo vítreo 

que derivan de ciertos tipos de vidrios. Son sólidos policristalinos que contienen una fase 

vítrea residual y que  proceden en su obtención de un  vidrio de partida ("vidrio madre" o 

vidrio  original)  que da lugar a este tipo  de materiales después  de someter dicho  vidrio  a 

tratamientos de nucleación y crecimiento de fases  cristalinas en su interior. Así pues, son 

productos resultantes de la cristalización controlada de un vidrio (un fundido sobreenfriado 

metaestablemente ... )  en  el  que  "precipitan"  una  o  varias  fases  cristalinas  desde  la fase 

vítrea  original  en forma  de  pequeñísimos  cristales (desde  nanómetros  hasta micras),  de 

ahí que si el proceso no se completa totalmente en la masa total del vidrio quede siempre 

una  "fase  vítrea residual".  La microestructura de  este tipo  de  materiales  depende  de:  a) 

el  número  de  cristalitos  formados  y  crecidos  en  el  vidrio,  b)  el  tamaño final  de  dichos 

cristalitos y c) la fracción  de volumen de cristalización (Romero y Rincón,  1996). Desde 

su descubrimiento en la década de  1950, los materiales vitrocerámicos han experimentado 

un  gran  desarrollo  tecnológico  que  ha dado  lugar  a  una  amplia gama de  productos  con 

numerosas aplicaciones industriales. Así, los materiales vitrocerámicos son utilizados en el 

campo de la microelectrónica, microondas, astronomía, telecomunicaciones y biomedicina 

(Manfredini,  1996)  (Rincón  et  al.,  2001).  Existe una  amplia gama de materiales  de  tipo 

vitrocerámico,  pero los  que  inicialmente y  de  hecho  han tenido mayor comercialización 

son los basados  en ~- espodumena,  que  constituyen la base  de  las  encimeras "vitrocerá-

micas" usadas en todo tipo de cocinas y mesas calientes de laboratorio. La incorporación 

de óxido de litio es la principal característica de este tipo de materiales, ya que el ion Li+ 

por su  elevada intensidad de  cambio iónico favorece  la nucleación de fases  cristalinas y 

el  crecimiento de las  mismas.  El  sistema de composición básico  a partir del  cual se formulan  este tipo de  vitrocerámicos es  el sistema binario: LizO - Si02  ,  siendo este tipo  de 

vitrocerámicos  los  que  han  tenido  una mayor expansión  comercial  entre  el  consumidor 

para usos domésticos. 

Las materias primas que aportan litio se recogen en la tabla 9. Unas pueden ser sintéticas 

como el C03Liz, aunque puede obtenerse a partir de ciertas salmueras. Pero  generalmente 

casi  todos  los  minerales  de  litio,  generalmente  relacionados  con  pegmatitas  y menas  de 

metales como el Sn y W, suelen ser muy útiles para su  uso en la formulación de materiales 

vitrocerámicos.  En  algunos  de  estos  casos  la fusión  se  produce  a mayores  temperaturas, 

pero  con  una  adecuada formulación  del  baño o mezcla original puede conseguirse su incorporación a vidrios, dependiendo del resto de componentes que incluyan estos minerales, 

tales  como flúor o potasio. Materias Primas para la  Industria  del Vidrio 

61 

TABLA 8 

MATERIALES VITROCERÁMICOS CONVENCIONALES CON SUS 

APLICACIONES Y PROPIEDADES MÁS GENERALES, ASÍ COMO LAS FASES 

CRISTALINAS QUE LOS COMPONEN (RINCÓN et al., 2001) 

NOMBRE COMERCIAL 

PRINCIPALES FASES 

PROPIEDADES  APLICACIONES 

CRISTALlNAS 

CORNINO OLASS 

Código 8603 

Li,O-SiO¡ 

Mecantzable fotoqulrnicamenle  Moldes de Impresión 

L.,Q-2SI0, 

2MgO-2AllO,-SSio, (tormenta)  Transpam11X: 

• 

las  /l1icrooudas. 

Código 9696  -S10,  Resistellte  al  ehoque  l&mico  y  CabeDs do misil 

·rtO,  erosiÓ'l 

CódJgo 9608  p.5podumena $. sol. 

Baja  cxpanslon.  O\!n.bilidad 

UICDSJ!ios de cocina 

I Quimica 

CódigoOJOJ 

NaP-A1, 0,-2S¡0, (ncfehna) 

Resistente  VIJll1as de mesa 

BaO-AJ,O,.2Sio, (e.lsiam) 

Código 0333  p..Spodumena $. sol.  ResISl .... t •• d. fkil hmp\CZJl  Rl:cubrunlentO$ r.chadas 

BaJl  cxpIn5iOn,  rcsim:n1C. 

Código96IS  p..Spodumena So  sol.  estAbIlidad  y  dunbilidad  rénnic:a. 

fkil d. limpi.,-

Có<bgo 94SS (Cercor)'  p..Spodwnena s . • ul  :.!ull¡Lil 

Bap  expansIón.  3113  cs!3bilt<WI 

Cambiadores d. caJor 

lénnica 

lfilth-K fI,lrOCtr';"'ieo  (Ba. Sr  Pb) }o.'b,O  Alta oonstanLe diel6ctrica  Condensadores 

En,,(uh EJearic  Li,Q-2S¡o,  Solcbdun de metales  BusbJOItS 

Fu}i HEATRON  ,8-CUNZO $. sol. 

Baja  expansión.  tn.ns»am>cla. 

Tubos cak facIorcs 

estabilidad térmica 

Gmt!TO/ E/teme R-X- LiP.2SiO¡  Soldaduno metales. d,.lóclrico  Cuas. Bushinlt 

./Van/mi Se·ito NeocUT11lt  J J  PSpodwncna S  sol. 

Baja  cxpIn5ión.  CSlabilidad 

Vajilla OOCln.1 

!  quimica 

OWE.NS-lUffiOiS CER-VFT 

CIOI  p.cUMU> s. sol.  Baja expansiÓll  ~jos de IClescopios 

CI06  p..Spodwncna s. sol.  Traslucido. baja expansIón  <''ublertas de fooos  de oalo, 

CI26  [dem 

Opaco.  alta  resistencia.  baja 

Tubos. valvulas 

expansIón 

Pla"d/~T NUTt!CII.  Silicatos ak:alinos 

Recubrimientos,  resistencia  al  Procesos  quínucos,  aparalOS  d. 

impacto y a la abrasión  ca!e(aeción 

PPG H.~CllVI( 

106  /J-SpodUJrICM s. <01.  Baja expansión, traSlucidos 

Superficie  COClDa.  ventanas  de 

alta ICmpen/UrI 

101 

I 

/J.CUanJ) 5_ sol.  ¡Transparente  • RDSpOmICia al infram¡jo 

TABLA 9 

MATERIAS PRIMAS QUE APORTAN LITIO A TODO TIPO DE PRODUCTOS 

VÍTREOS Y EN EL CASO DE LA PRODUCCIÓN DE MATERIALES 

VITROCERÁMICOS (ALEIXANDRE y  FERNÁNDEZ-NAVARRO, 1964) 

MATERIA PRIMA  Fórmula 

%  peso 

Naturaleza 

Densidad  T fusión 

teórico  (gcm-3) 

(oC) 

Carbonato de  litio  Li2C03  40,4 %  salmueras  2,11  618 

Ambligonita  2LiFAh03' P20 5  10,10  pegmatitas y menas  3,04-3,11 

Sn,W 

Espodumena  Li20' Ah03-4Si02  8,10  en pegmatitas  2,60  1421 

Lepidolita  LiF-KFAh03.  3Si02  6,43  Micas rosa, lila, en  2,85 

pegmatitas 

Petalita  LhO'Ah03'8Si02  5,71  Pegmatitas litiníferas  2,4-2,5  1350 

Eucriptita  LbO-Ah03-2Si02  11,90  Espodumena alterada  2,67  1410 62  JESÚS  Ma 

RINCÓN 

Además  de  los  materiales  vitrocerámicos  conteniendo litio,  constituyen  un  grupo  importante los  materiales  vitrocerámicos  obtenidos  por fusión  y  recristalización  controlada 

de  rocas  basálticas,  en  los  que  obviamente  la  materia  primas  son  rocas  del  mismo  tipo 

(Queralt,  1988) (Vicente-Mingarro et al.,  1990) (Rincón et al.,  1992) (Acosta et al.,  2005). 

A partir de este tipo de fundidos se pueden obtener fibras de vidrio para su utilización como 

refuerzo de materiales compuestos (Callejas et al.,  1990) o bien, útiles por sus propiedades 

de aislamiento térmico y acústico (Cáceres et al.,  1996). 

Se han  desarrollado  otros  tipos  de  nuevos materiales  vitrocerámicos  conteniendo litio 

y grupos fosfato y que presenta superficie iridiscente basados  en la cristalización desde  el 

fundido  de  una  espodumena de  fosfato  a  partir de  mezclas  de  ambligonita,  moscovita  y 

lepidolita (Rincón et al.,  1984) (Rincón et al.,  1988). Dado que la gama de materiales vitrocerámicos es muy amplia por sus aplicaciones, las composiciones son también muy diversas 

como  es  el  caso  de  los  que  presentan  propiedades  bioactivas,  biocompatibles,  eléctricas, 

magnéticas,  etc ...  por lo  que  las materias  primas para la obtención de los  mismos es muy 

variada (Rincón y Martínez,  1984). 

En el caso de  aplicaciones  arquitectónicas de los materiales vitrocerámicos existen en 

el mercado una serie de productos en forma de plaquetas imitando la piedra natural que se 

obtienen por un proceso de sinterización/ cristalización de gránulos vítreos elaborados a partir 

de materias  primas  cálcicas:  caliza,  dolomita,  cuarzo y materias primas feldespáticas.  En 

este caso, una vez lograda la recristalización de los vidrios originales, se llegan a productos 

constituidos fundamentalmente por: anortita y wollastonita sintéticas, precipitadas y dispersas 

en una matriz de vidrio en una elevada fracción. La Tabla 10 resume las principales materias 

primas naturales usadas  tradicionalmente para la producción de materiales  vitrocerámicos 

a las  que se  añaden algunas  de residuos  a que se refiere el siguiente capítulo. 

MATERIAS PRIMAS SECUNDARIAS O DE RESIDUOS 

La materia prima secundaria más  común en la industria del  vidrio es  desde hace años 

el  propio casco de  vidrio (o  "cullet") que dispone de una red perfectamente establecida de 

recogida, clasificación y molienda del mismo, por lo que su utilización en la fabricación de 

todo tipo de vidrios (vidrio plano, hueco, gresite, etc ... ) es ya de uso generalizado. Por otro 

lado, y además, el desarrollo industrial experimentado en las últimas décadas ha originado 

la  generación  de  grandes  cantidades  de  residuos  inorgánicos  de  naturaleza  diversa,  tales 

como cenizas  volantes,  escorias  y lodos. Algunos  de  estos residuos  contienen  cantidades 

apreciables de elementos tóxicos como Pb, Cr, Cu, Zn, Cd, Hg y otros metales, por lo que 

son considerados como residuos tóxicos  y peligrosos. 

En la actualidad estos residuos se encuentran almacenados en depósitos o contenedores 

especiales dentro de las fábricas que los originan y en ocasiones son depositados en vertederos incontrolados con el consiguiente riesgo de contaminación ambiental. Una forma de 

paliar los  problemas sociales  y medioambientales  asociados  a la producción y  vertido  de 

residuos industriales es desarrollar un proceso que permita reciclar los residuos a través de 

su  transformación en materiales útiles. Además, "la escasez de  ciertas reservas de minerales está llevando a encontrar nuevas tecnologías que incorporen nuevas materias primas o 

procesos diferentes para sustituir a los actuales" (Club Español de  la Industria,  Tecnología 

y Minería,  2005: Visión estratégica) En este sentido se han propuesto numerosas soluciones Materias Primas para la  Industria  del Vidrio 

TABLA 10 

MATERIAS PRIMAS NATURALES PARA LA PRODUCCIÓN DE 

MATERIALES VITROCERÁMICOS y  ALGUNAS RESIDUALES 

(RINCÓN Y ROMERO, 1997) 

Raw  malerials  Si02  AIPl  B:Pl  P,Os  L~O Na20  K:r0  MgO  CaO 

Kaolin  47.03  8.0 

._. 

--- --- --- --- .-.  ..-

Feldspar  68.2  18.0 

_ .. 

...  ...  1.2  0.1 

__ o 

0.2 

Nepbeline  60.4  23.6 

...  .. - .-.  9.8  4.6  0.1  0.7 

F 

"-

.. -

... 

Aplite  64.4  20.9 

...  _.- _.- 5.4  2.7 

._.  5.3 

'" 

Tale  50.0  7.5 

...  _ ..  ...  0.1 

._- 33.0  0.4 

---

Gioberlite  1.5 

...  .. - ..- ---

_ .. 

--- 48.0  1.0 

... 

PetaJite  76.2  17.2 

-_.  .......  4.5  0.2  0.4  0.2  0.2  0.1 

Spodumene  63.4  26.2 

--- --- 7.4  1.0  0.7  0.2  0.5  ... 

Lepidolile  51.7  27.5 

--- --- 3.9  0.9  7.4  .-- --- 7.2 

fJuorspar  5.2  0.6 

_ .. 

...  ...  0.1 

__ o 

...  66.1  [4"4.5 

Apatite  0.9  0.3 

-_.  ~O.5  _.  ... ......  . ..  0.1  54.0  2.3 

Amblygonite  13.7  32.3 

...  40.4  7.3  3.8  . ..  -_. 

--- 2.5 

Colemanite  5.0  0.5  44.0 

...  .-.  OA  0.1  1.9  25.7  ---

Rasarite  5.5  0.7  45.5  _o. 

--- 21.0 

__ o 

l.0  1.0 

-'-

63 

BJast fumace slags  30·37  7·16  _.- 0.3 

._.  . ..  . ..  0.8·10.  36.5·47.8 0.2·0.4 

Flyasbes·  34·50.7  8.9·31 

....... 

--- .. - l.4·U 

...  0.5·4.3  1-173 

._. 

* Este residuo también suele contener FeO en un margen de  6 - 26 % en peso. 

como el uso de estos residuos como materiales de construcción, catalizadores y pigmentos, 

refractarios, material puzolánico y productos vitrocerámicos (Caligaris et al., 2000) (Romero y Rincón,  2001) (Rincón  y Romero,  2002).  El Cuadro 2 recoge esquemáticamente los 

tipos  de residuos  con  los  que se  pueden  obtener diversos  materiales  cerámicos  y vítreos, 

así como las  posibilidades reales  de  aplicación de  los materiales resultantes.  El Cuadro 3 

resume los óxidos que pueden aportar los diferentes tipos de residuos para la formulación 

de todo tipo de productos vítreos. 

Entre los años  1930-85 se desarrollaron en la antigua Unión Soviética una serie de productos de tipo vitrocerámico a base de enfriar lentamente fundidos de rocas y especialmente 

fundidos  de residuos  industriales  de  composiciones  especialmente diseñadas  para ese fin. 

Ese  tipo  de  materiales se  han  venido  nombrando  con  el  nombre  genérico  de Materiales 

Petrúrgicos  por su  similitud  de  moldeado  y  ciclos  de  enfriamiento  con  los  metalúrgicos 

(García-Verduch,  1980).  Entre  1985-2004 tanto  en  los  EEUU  como  en Europa  creció  el 

interés  por  la  vitrificación  de  residuos  industriales,  especialmente  los  generados  por  la 

industria nuclear (Rincón,  1991)  y como método más fiable  a largo plazo para garantizar 

la inertización de residuos tóxicos y peligrosos. Ya desde  1970 el Grupo de Materiales Vitrocerámicos en el InstO  de Cerámica y Vidrio del CSIC y,  posteriormente, continuando su 64 

JESÚS  M"  RINCÓN 

CUADRO 2 

TIPOS DE RESIDUOS USADOS COMO MATERIA PRIMA SECUNDARIA PARA LA 

OBTENCIÓN DE PRODUCTOS CERÁMICOS Y VÍTREOS 

RESIDUO RECICLABLE  MATERIAL  APLICACIÓN 

Hormigones de demolición  Cerámica de  arcilla cocida  Construcción 

Vidrios de pantallas TV y  Vidrio mosaico (gresites)  Recubrimiento (fachadas, 

PCs  túneles,  galerías, pasillos ... ) 

Lodos de todo tipo:  Plaquetas de gres  Edificación (pavimentos y 

Hidrometalúrgicos,  porcelánico, ladrillería,  revestimientos  cerámicos) 

depuradoras, estuarios, ríos,  fibras  de  aislamiento 

lagunas ... 

Escorias de  arco de plasma  Vitrocerámicos WASTILE:  Edificación y obra pública 

Porosos y plaquetas masivas 

CUADRO 3 

ÓXIDOS QUE FUNDAMENTALMENTE APORTAN DIVERSOS TIPOS DE 

RESIDUOS INDUSTRIALES PARA LA FORMULACIÓN DE DIVERSOS TIPOS 

DE PRODUCTOS VÍTREOS 

Principal óxido que se aporta  Contenido aproximado  Residuo 

Si02  Más del 90%  -7  estériles de minas 

-7  incrustados de centrales 

geotérmicas 

-7  cenizas  cáscara arroz 

Si02  + CaO  Si02 (35-45%), CaO (30- -7  escorias AH o 

40%), Alz03 (8-14%),  varios  metalúrgicas  en general 

P20 S  46%  -7  cenizas de  huesos  o de 

vegetales 

Dolomitas  Más del 90%  -7  precipitados de calderas, 

estériles mineros, residuos 

de piedra natural 

Óxidos fundentes,  PbO(6%), ZnO (11 %)  ,  -7  lodos de hidrometalurgia 

intermedios o colorantes ...  Fe203 (60%) ... 

Óxidos  alcalinotérreos, Si02  CaO (10%), Alz03(22%),  -7  cenizas de  centrales 

y Alz03  Si02  (57%), Fe203 (5%)  térmicas  convencionales y 

de  ciclo combinado (OICC) Materias Primas para la  Industria  del Vidrio  65 

actividad desde  1994 como Grupo/ Lab.  de Materiales Vítreos  y Cerámicos  en  el  InstO  de 

Ciencias de la Construcción E. Torroja del también CSIC, viene realizando investigaciones 

en los procesos de vitrificación y desvitrificación controlada de todo tipo de residuos inorgá-

nicos. Esta investigación se inició con la vitrificación de residuos minerales de ambligonita 

(Rincón,  1984),  lepidolita (Rincón  et  al.,  1984),  vermiculita  y moscovita  antes  citadas  y 

ha continuado con varias investigaciones  para demostrar su viabilidad en la obtención de 

diversos tipos de  vitrocerámicos.  La Tabla  11  indica las  concentraciones en óxidos de los 

componentes  incluidos  en  una serie  de  residuos  con  los  que  se  ha  venido  demostrando 

desde  hace  unos  años su  viabilidad  como materia prima secundaria  para la obtención  de 

una amplia variedad de  vidrios y  vitrocerámicos. 

TABLA  11 

COMPOSICIÓN ANALÍTICA DE DIVERSOS RESIDUOS ÚTILES PARA LA 

OBTENCIÓN DE PRODUCTOS VÍTREOS Y VITROCERÁMICOS 

Si02  Ah03  Fe203  CaO  MgO  Na20  K20  ZnO  PbO 

(1)  Goethita  3,8  0,9  67,9  1,3  0,1  17,6  8,3 

Jarosita  5,9  0,5  78,6  0,1  0,1  3,3  11,3 

As Pontes  46,2  30,3  10,1  9,3  2,4  0,5  1,2 

(2)  Meirama  55,1  28,1  5,1  8,0  2,4  0,4  0,9 

Teruel  48,3  26,1  16,9  5,7  1,2  0,2  1,6 

(3)  Palma de Mallorca  8,9  5,5  1,1  74,3  2,4  6,0  4,7 

Casco de vidrio  72,2  0,9  0,1  9,38  3,7  l3,4  0,1 

(4)  Dolomita  26,3  7,3  2,4  41,0  21,2  0,2  1,4 

Granito  62,5  11,4  12,1  4,2  0,8  2,8  3,1 

(1)  Residuos  de  la hidrometalurgia del  zinc;  (2)  Cenizas  volantes  de  centrales  térmicas;  (3)  Ceniza de 

planta incineradora de RSU y (4) Materias  primas complementarias. 66  JESÚS  M' RINCÓN 

Vidrios a partir de lodos de hierro: lodos de goethita y de jarosita 

Más recientemente, se  ha  complementado con aplicaciones  específicas  en la  vitrificación de residuos  de  goethita y jarosita de la hidrometalurgia del  cinc (Romero  y Rincón, 

1988). Goethita (a-FeOOH) y jarosita (MFe3(S04)z(OH)6) son los dos principales residuos 

originados  en la producción  de  zinc  metálico.  En la Unión Europea hay  en la  actualidad 

10  plantas electrolíticas  de  zinc  que producen  aproximadamente 425.000 ton/año de residuos.  La Tabla  12  da una muestra de las  cantidades  comparadas  que se  producen de  este 

y otros residuos  que podrían reciclarse en la obtención de  nuevos  productos  vítreos entre 

otras  posibilidades  para paliar en parte la problemática que  generan  este tipo  de residuos 

producidos en gran volumen. 

Al igual  que  la goethita,  la jarosita tiene  un  elevado  contenido  en Fe203,  lo  que  hace 

necesario utilizar materia primas complementarias (casco de vidrio, granito) para favorecer 

la formación  de  vidrio. A partir de estas materias primas se  obtuvieron vidrios  que incorporaban a su composición un porcentaje de jarosita comprendido en el intervalo 30-50%, 

40-50%  de  casco de  vidrio  y  10-20% de  granito.  La  composición química de  los  vidrios 

de jarosita, se ha podido comprobar que son vidrios  de  composición muy semejante a los 

vidrios de goethita pero con  un  contenido en óxido de hierro ligeramente inferior. 

FIGURA  1.  Montaje  de  tres  fotografías  mostrando:  arriba  a  la  izquierda,  una  vista  de  los 

depósitos de jaros ita  en Monteponi,  Iglesias (Cerdeña).  Debajo,  un  cuadro de  un  artista local 

que representa el gran  volumen de  estos residuos en  comparación con el tamaño de  la fábrica 

y  a  la  derecha se  muestra  la  Planta  Piloto  de  Vitrificación  instalada  en  la  misma  localidad 

(Consorcio Europeo Brite-Euram con participación española,  Rincón et al.  2002) (autoría  de 

las fotos: J. Ma

•  Rincón). Materias  Primas para la  Industria  del Vidrio 

67 

TABLA  12 

PRODUCCIÓN DE ALGUNOS RESIDUOS POTENCIALMENTE VITRIFICABLES 

SECTOR INDUSTRIAL  RESIDUO  PRODUCCIÓN 

(ton/año) 

Hidrometalurgia del  zinc  Jarosita  300.000* 

Goethita  100.000* 

Centrales térmicas  Escoria  1.304.307** 

Ceniza volante  7.391.075** 

Incineradora de RSU  Cenizas volantes  11.200.000* 

* producción europea y ** producción nacional española 

Los materiales vitrocerárnicos obtenidos a partir de los vidrios de jarosita se han preparado 

siguiendo dos procesos: proceso vitrocerámico convencional y proceso de sinterización. En 

las  curvas de  transformación de fases  temperatura-tiempo (TTT) de  los  vidrios  obtenidos 

por  ambos  métodos, se  observa que  el  proceso de sinterización retrasa la cristalización y 

así mientras que en los vitrocerámicos masivos la cristalización comienza con tratamientos 

térmicos  de  900°C,  en  los  vitrocerámicos  sinterizados  es  necesario  una  temperatura  de 

1.000°C  para provocar la  cristalización.  En  ambos  procesos  la fase  cristalina precipitada 

mayoritariamente es diopsido (CaO·MgO·2SiOz). 

Vidrios sinterizados a  partir de vidrios de pantallas de TV y  pes 

Además del casco de vidrio hueco de botellería y de vajillas, existen otros tipos de casco 

vítreo como los  procedentes del  desguace de  tubos  de rayos  catódicos (pantallas  y conos 

del tubo) que pueden ser usados como materia prima para la elaboración de equipos de TV 

y de ordenadores con el mismo tipo de tecnología; o bien, debido a la disminución notable 

en la fabricación de este tipo de pantallas que se están viendo sustituídas por las de plasma 

o las  de  cristal líquido, recurrir al reciclado de este tipo de  cascotes como "materia prima 

secundaria". Así, se ha demostrado (Boccaccini et al. , 1997) que vidrios de pantallas y conos  de monitores  de TV y PCs pueden sinterizarse para la producción de  vidrios mosaico 

o bien de  nuevos  tipos  de materiales  vitrocerámicos. La pantalla es  una  valiosa fuente  de 

aporte de óxidos de bario y de estroncio en las composiciones de nuevos productos vítreos 

y el  vidrio  del  cono  puede  aportar  cantidades importantes  de  PbO,  que  además  quedaría 

inmovilizado física y químicamente en nuevos productos vitrocerámicos. 

Calcines  vítreos  de  la fabricación  de  vidrios  especiales  como  es  el  caso  de  las  fibras 

de refuerzo (E) y  álcali-resistentes (AR)  que se utilizan en la fabricación  de  composites o 

materiales compuestos del tipo GRC (glass reinforced cement) pueden ser también susceptibles de ser usados como materia prima secundaria. En este caso, además del beneficio en 

la incorporación de óxidos tales  como el BZ0 3 y Zr02 en  composiciones vítreas, la adición 68 

JESÚS  M' RINCÓN 

de  este tipo de residuos previamente acondicionados se ha demostrado que puede mejorar 

las propiedades de nuevos pavimentos de gres porcelánico (Marquez et al., 2004)). La principal característica de este tipo de materiales es  que aunque no son considerados "vítreos" 

como tales; sin embargo, incorporan una cantidad importante de fase  vítrea que se obtiene 

por la inclusión de materias primas fundentes  como los feldespatos  en su composición. La 

sustitución parcial del feldespato por este tipo de residuos  abre un  campo de  aplicaciones 

para los depósitos de calcines y fibras residuales con encimaje que actualmente se almacenan 

en las fábricas  de fibras  vítreas. 

Vidrios sinterizados a partir de  escorias de arco de plasma 

En el tratamiento térmico de residuos especiales (aquellos asimilables a domésticos de 

los hospitales y los sanitarios propiamente dichos resultantes de consultas de ambulatorio, 

peluquerías,  etc.),  mediante  la técnica  de  arco  de  plasma resulta  un  residuo secundario 

de tipo inorgánico en forma de escoria vítrea muy rica en CaO, Si02  y óxidos de metales 

de transición que pueden usarse como materia prima para la obtención de un nuevo tipo de 

producto vítreo denominado:  "mosaico vitrocerámico" (Hernández-Crespo et al.,  2004). 

Vidrios a partir de  cenizas de incineradora de RSU y de centrales térmicas 

Otra  materia  prima secundaria  o  de  residuos  la  constituyen  las  cenizas  de  centrales 

térmicas, la mas importante es  la ceniza volante que supone un 80% del residuo total de la 

planta.  En España en se  producen  aproximadamente  7,4x106 

ton/año  de  cenizas  volantes 

y se  estima que  en  el  año  2010 la producción mundial de  cenizas  volantes  procedente de 

centrales térmicas será aproximadamente de  8x108 

ton/año. Asimismo, la actividad humana normal hace que se generen los mas diversos tipos de residuos sólidos urbanos (RSU). 

La  cantidad  de  RSU  generada  en Europa  es  de  139.780.000 ton/año  y se  estima que  en 

un país rico la producción de basura es  de  lkg/persona/día. Actualmente en la mayoría de 

los  países  desarrollados  las  basuras se  depositan  en  vertederos, siendo  la  incineración  la 

segunda vía de  gestión más  utilizada.  El  problema que se  plantea actualmente  es  que los 

vertederos están a punto de la saturación y además no son la solución más adecuada debido 

al  impacto  ambiental  que  producen.  Las  previsiones  europeas son  que  en  el  año  2000  el 

47% de las basuras sean recicladas y el 53% restante incineradas, pero de nuevo se plantea 

un  problema medioambiental  ya  que  la incineración  de  basuras  lleva  consigo  la  producción de residuos en forma de  escorias y cenizas volantes. Los residuos  generados por una 

planta suponen  el  8%  de  la  cantidad de  basura incinerada lo  que  origina una producción 

de  11.200.000 ton/año en la UE. 

Las  cenizas  volantes  de  centrales  térmicas  tienen  una  relación  Si02/Ab03  baja  y  un 

bajo contenido en CaO y MgO (Tabla 11), indicando que la fusión  directa de estas cenizas 

volantes dará lugar a fundidos  con elevada viscosidad. Como materias primas adicionales 

para mejorar las  condiciones  de  fusión  y  la  estabilidad del  vidrio se  utilizaron  casco  de 

vidrio  y  dolomita.  Partiendo  de  estas  tres  materias  primas  se  obtuvieron  vidrios  incorporando  un  10-50%  de  ceniza  volante,  20-60%  de  casco  de  vidrio  y  30%  de  dolomita 

(Barbieri et al.,  1999). Materias  Primas para la Industria del Vidrio 

69 

La tendencia  a  la  desvitrificación  ha sido  evaluada mediante  el  método  de  Ginsberg, 

usualmente  empleado en  el  estudio de  cristalización de rocas  (Queralt,  1988)  y mediante 

la técnica de ATD. Los vidrios tienen tendencia a desvitrificar, mostrando la curva de ATD 

un  pico exotérmico de cristalización centrado en 900°C. 

Las diferentes fases  cristalinas identificadas por DRX en los materiales  vitrocerámicos 

son augita (Ca(Mg, Fe, Al)(Si, Al)206)  anortita (CaAbSizOs),  albita (NaAlSbOs), ferrita de 

magnesio (MgFe204), maghemita (Fe203), magnetita (Fe304) y wollastonita (CaO·Si02). La 

microestructura de estos materiales vitrocerámicos consta de redes de crecimiento dendrítico 

con elevada proporción de fase  vítrea residual intercristalina. La wollastonita cristaliza en 

forma de  agujas  que crecen perpendiculares  a la superficie del  vitrocerámico. 

La ceniza  volante  estudiada tiene  un  bajo  contenido  en Si02 a la vez  que  un  elevado 

porcentaje de CaO debido a que la ceniza se mezcla con los residuos de depuración de gases obtenidos en el reactor, que constan básicamente de Ca(OH)z. Para obtener un fundido 

con viscosidad adecuada fue  necesario mezclar la ceniza de incineradora con una materia 

prima complementaria (casco  de  vidrio).  La composición  óptima que  permite  incorporar 

el máximo porcentaje de ceniza volante en un  vidrio estable es  65% ceniza volante + 35% 

casco de vidrio. 

Vidrios y vidriados a partir de lodos de la producción del granito 

La industria de granito tiene un  elevado valor de  producción en  España, siendo Extremadura la segunda área de  producción de  piedra natural (PN)  de  granito (Calvo Sorando, 

2005) (Enadimsa, 1987). Esta producción creciente genera una cantidad enorme de residuos 

en forma de cascotes, polvos y fangos (Figura 2). La producción de este tipo de residuos se 

corresponde con la de la producción de PN en nuestro país ... Si en 2005 la producción fue 

de  unas  1,5 Mtons, la producción de  cascotes de  granito puede suponer un 50%  de  dicha 

producción y en el caso de lodos (suspendidos en agua y con elevado contenidos de polvo 

de  acero de los flejes  del sistema de  aserrado) supone un 5%.  De esta manera, se  estiman 

en la Comunidad de Madrid del orden de unas  l3.500 tons de lodos, siendo en Extremadura 

de unas  15.000 tons. 

Siendo la fórmula general de un granito comercial: 68Si02·19Ab03·7Na20·4K20·CaO· 

0.08Fe203, desde hace unos  años se  viene investigando el  uso tanto del  casco de canteras 

como los lodos de serrerías de granito del Sistema Central, Extremadura y Galicia para la 

formulación  de  vidrios  y porcelanas (Hemández-Crespo et al.,  2004).  Por tanto, los  componentes de granito contienen ya originalmente los  componentes básicos para la formulación de  vidrios (Simakin et al.,  2001)  (Simakin y Rincón,  2002).  Es más,  la combinación 

adecuada de  granito  con  otros residuos  y/o materiales  en  bruto  para la producción de  un 

vidrio  sodocálcico  convencional  puede  dar  origen  a  composiciones  vítreas  (Romero  y 

Rincón,  2002) (Rincón et  al.,  2004).  Se han formulado  composiciones vítreas  a partir de: 

granito en polvo y con adiciones de caliza, sosa y casco de vidrio, aumentando el contenido 

en residuo de  granito  en  las formulaciones  originales.  Los materiales de partida han sido 

residuos  de  granito (del  área de  Quintana de La Serena, Badajoz), mármol (desde el  área 

de Evora, Portugal) y casco de  vidrio convencional (Guiberteau et al.,  2005). 70 

X  Cuarzo 

O  Anortita 

•  Augita 

ó.  Albita 

..  Ortoclasa 

o  Biotita 

•  F. 

JESÚS  Ma 

RINCÓN 

MARSAN 

J  ~~ 

SANTAL 

GRABASA 

o  10  20  30  40  50  60  70  80 

28 

FIGURA  2.  Fotografía del aspecto de  una balsa de  lodos  de  granito y diagramas de  difracción 

de rayos X de diversos lodos de  este tipo de serrerías localizadas respectivamente en: Galicia, 

Madrid,  Cantabria y Extremadura. 

Vidrios y vitrocerámicos a partir de lodos de cromo 

Recientemente se viene obteniendo en México un nuevo tipo de productos vitrocerámicos muy similares al  Silceram (Carter et al.,  1988) y a los de basaltos fundidos  a partir de 

lodos  enriquecidos  en óxidos de  cromo que  proceden de  plantas de  galvanotecnia Se  han 

obtenido bloques de un material que presenta elevadas resistencias a la abrasión, dureza y 

tenacidad de fractura en  comparación con materiales similares comercializados. Para ello, 

se ha usado un horno de  cubilote alimentado por carbón de cake y en la mezcla fundida se 

han introducido dichos lodos previamente desecados junto con una grava caliza (Ballesteros 

et al.,  2005).  Para la obtención de este tipo de materiales vitrocerámicos que pueden tener 

aplicaciones para pavimentos en los que se requiera una elevada resistencia al desgaste por 

abrasión (adoquines), el material de referencia son los vitrocerámicos de basalto fundido  y 

recristalizado que están ya comercializados y de los que se pueden obtener microestructuras 

similares con este otro tipo de residuos, ya que los óxidos de cromo además de quedar inmovilizados en este tipo de materiales, actúan como agentes nucleantes de la cristalización 

de fases  de piroxenas (Acosta et al.,  2005). Materias Primas para la Industria del  Vidrio  71 

IMPORTANCIA DE LA SELECCIÓN ADECUADA DE MATERIAS  PRIMAS  EN 

LA OBTENCIÓN O FABRICACIÓN DE PRODUCTOS VÍTREOS 

Como conclusión de tipo  práctico  a lo  aquí expuesto  es  necesario  hacer énfasis  en la 

gran importancia que representa una adecuada selección de materias primas para la fabricación de cualquier producto vítreo tanto a escala industrial como en el laboratorio por las 

siguientes razones: 

a)  Para optimizar el proceso de fusión  y un mejor control de  la viscosidad durante la 

operación de moldeado 

b)  Para aumentar la útil de los materiales refractarios del horno 

c)  Con objeto de mejorar la calidad del vidrio (transparencia, homogeneidad, ausencia 

de burbujas, defectos ... ) 

Por  lo  que  los  criterios  fundamentales  de  selección  deben  ser  considerados:  1°)  En 

función del producto final y 2°) En función  de las propiedades requeridas. En cuanto a los 

criterios  que  excluirían  la  idoneidad  de  un  material,  es  necesario  tener  en  cuenta:  a)  un 

estricto control de impurezas  y b)  un precio competitivo que es función del valor añadido 

del  producto final.  Asimismo,  y  como  es  lógico,  el  precio  en  algunos  casos  podría  estar 

afectado notablemente por el coste del  transporte. 

En  el  caso  de  los feldespatos  (Oteo,  1987)  el  control que se  debe de realizar afecta a 

las siguientes propiedades: 

a)  Granulometría 

b)  Superficie específica junto con forma y relación con la textura 

c)  Aptitud para la molienda 

d)  Comportamiento térmico 

e)  Velocidad de fusión  o fusibilidad,  que puede determinarse por Microscopía de Calefacción, junto con el ángulo de mojado 

f)  El índice de blancura es  un factor también esencial que debe tenerse en cuenta 

Respecto  a los  problemas  que  plantean los residuos  industriales  como materia prima 

son muy diversos,  de  ahí el rechazo aun por parte de ciertos fabricantes  de su  uso generalizado. El principal corresponde a su grado de homogeneidad y constancia en el suministro 

en  cuanto  a  calidad  y  cantidad.  Este  hecho  esta suponiendo  un  obstáculo para el  uso  de 

estas materias primas secundarias, pero podría quedar resuelto en los próximos años si los 

gestores  de residuos  actuaran  además  como suministradores  o  "fabricantes"  de  este  tipo 

de  materias  primas  y  garantizasen mediante  nuevas  tecnologías  la  homogeneidad  y  responsabilidad sobre los mismos. Algunos están tomando iniciativas emprendedoras en este 

sentido y este es el camino que aun queda por recorrer a nivel empresarial en los próximos 

años (Rincón, 2002). 

Agradecimiento.- Las  investigaciones realizadas por el  Grupo  de  Materiales  Vítreos 

y  Cerámicos  del  IETcc,CSIC se financian  por  varios  proyectos  de  la  UE  (DG-XIl) 

del tipo Raw Materials,  Brite-Euram y Growth,  Proyectos Nacionales del MEC y por 72 

JESÚS M' RINCÓN 

colaboraciones con las  universidades de: Castilla-La Mancha,  Extremadura,  Jaume I 

de  Castellón,  Módena  (Italia)  Ciateq de  México  y  varios  contratos  con  empresas  del 

sector cerámico español e iberoamericano