Todo lo que necesitas saber sobre cómo fabrican el vidrio

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El vidrio es un material muy presente en la actualidad, pero pocos conocen su origen o las diferentes técnicas empleadas para su elaboración. Te contamos todo sobre el vidrio y qué lo diferencia del cristal...

El vidrio es un material que forma parte de la vida diaria de millones de personas. Aunque no se tenga consciencia de ello, se suele tener contacto con él en diversos momentos del día, ya sea al beber agua en un vaso de cristal o al mirar a través de una ventana. Incluso los espejos se fabrican con este material tan empleado, lo que lleva a algunos a preguntarse cómo fabrican el vidrio, o de qué está hecha una botella de cristal.

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El cristal de un vaso y el vidrio de una ventana no son iguales. Varían en cuanto a componentes, espesor, densidad e incluso en la resistencia. Desde el momento de su fabricación se exponen a técnicas diferentes. Sigue leyendo para descubrir qué es el vidrio, de qué está hecho el vidrio y cuál es el proceso de fabricación del vidrio paso a paso.

Cómo se fabrica el vidrio: Técnicas más utilizadas

El vidrio está hecho básicamente de arena. La arena de cuarzo se combina con sosa y sal, luego se introduce en el horno y se funde a una temperatura aproximada de entre 1.400 °C y 1.600 °C.

Una vez finalizado el procedimiento, se obtiene la pasta vítrea (pasta fundida). Pero ahí no termina el proceso de fabricación del vidrio. A continuación, se procede a darle forma. Puede convertirse en botellas o en cualquier otro tipo de recipientes, elementos decorativos o incluso en ventanas. Para ello se utilizan técnicas para moldear el material cuando aún se encuentra caliente.

Conformación por soplado automático

Esta técnica hace uso de una especie de moldes que tienen la forma del objeto de vidrio que se quiere realizar. El molde posee una superficie hueca en su interior con la forma deseada. Se introduce en él la pasta vítrea y luego se cierra.Dentro del molde se inyecta aire comprimido, el cual hace que la pasta se expanda hasta alcanzar las paredes interiores, con lo que adopta la forma adecuada. Se retira una vez que el material se enfría. Este es uno de los métodos que responden a la pregunta de cómo fabrican el vidrio.

Al finalizar este proceso suele sobrar un poco del material. La cantidad sobrante se llama rebaba y se recorta cuando se retira el material del molde. Todos los sobrantes se reutilizan, volviendo de nuevo al horno para comenzar el proceso.

Proceso de elaboración de vidrio
Esquema del proceso de elaboración del vidrio por soplado automático

La conformación por soplado automático se utiliza principalmente en la fabricación de figuras decorativas y recipientes de vidrio, como los vasos, las botellas o los frascos.

Colección de copas
Copas, vasos y cuencos de vidrio soplado (Nasonmoretti, colección Gigolo)

Conformación por laminado

Esta técnica se emplea a menudo para fabricar vidrios de seguridad. La pasta atraviesa un mecanismo que está compuesto por unos rodillos, que pueden ser rugosos o lisos. Esos rodillos brindan la forma y el espesor necesario al material. Por último, se efectuará el corte.

Vidrio de colores laminado
Pared de vidrio laminado de colores (Stef Boey)

Conformación por flotación sobre un baño de estaño

Se utiliza principalmente para la fabricación de láminas de vidrio. Para ello, la pasta vítrea se coloca en un depósito junto con estaño líquido. La pasta es mucho más densa que el estaño, por lo que flota sobre él y de este modo adopta la forma de lámina. Así es cómo fabrican el vidrio que se emplea en las ventanas.

Una vez finalizado el proceso, la pasta se introduce en un horno de recocido. Allí se enfría y, cuando ya está lista, se procede a realizar los cortes.

Vidrio flotado
Techo de vidrio flotado (Felman)

Tipos de vidrio según el material utilizado

Vidrio sódico-cálcico

Para crearlo es necesario añadir sílice, calcio y sodio. La sílice, junto con la arena, forma parte de la materia prima. El sodio se añade para facilitar la fusión, pero el calcio cumple una función muy importante: aporta estabilidad química al vidrio. Es lo que permite que el material no se deshaga al estar en contacto con el agua.

Por la facilidad en cómo se fabrica el vidrio, este tipo es el que resulta menos caro y también es el más usado, principalmente en las ventanas de los edificios, sin importar el tamaño o espesor que tengan.

Palacio de Congresos de Montreal
Vidriera multicolor del Palacio de Congresos de Montreal, Canadá

Existe un reglamento que especifica lo grueso que tiene que ser un vidrio dependiendo de su tamaño. De no cumplirse lo estipulado, no se podrá instalar en ninguna construcción.

Este tipo de vidrio ha ido evolucionando y se ha mejorado con el paso del tiempo. En la actualidad, se añade un porcentaje mayor de sílice para aumentar su resistencia y durabilidad. Como consecuencia, su resistencia química y a los choques térmicos se ha incrementado.

El choque térmico ocurre cuando el material se enfrenta a dos temperaturas extremas en poco tiempo. La situación más común se produce cuando un recipiente de vidrio se saca del horno y, aún caliente, se coloca bajo un chorro de agua fría. Este paso drástico de una temperatura a otra hace que se rompa de forma inmediata.

Vidrio de plomo

Es parecido al sódico-cálcico y mantiene su transparencia. Sin embargo, la manera en cómo se fabrica el vidrio cambia. Su densidad aumenta porque el óxido de calcio se sustituye en este caso por óxido de plomo.

El vidrio de plomo se puede fundir a una temperatura más baja que el vidrio sódico-cálcico, pero esta cualidad también hace que sea mucho más frágil frente al choque térmico. Es un material aislante y capaz de absorber los rayos ultravioletas.

Al tener una textura más blanda, resulta fácil de trabajar y se pueden realizar grabados sobre él de forma más sencilla. Su capacidad de dispersar la luz lo convierte en el material ideal para la creación de cristales ópticos. Esto incluye las lentes de las cámaras fotográficas y otros materiales del vidrio similares. Para lograrlo, se añade dióxido de lantano.

Vidrio de Plomo
Vitral elaborado a base de vidrio de plomo (Beauty of energy)

Vidrio de borosilicato

Su componente principal es el dióxido de boro. De hecho, es el que posee una mayor carga en la composición, por detrás de la sílice. Este material es difícil de trabajar y de fundir.

Vidrio de Borosilicato
Juego de jarra y dos vasos realizados en vidrio de borosilicato

Es más resistente al calor y al choque térmico que la mayoría de los vidrios, con la excepción del vidrio de sílice. Esta cualidad hace que sea el tipo de vidrio más empleado para la fabricación de los utensilios de cocina, así como de recipientes y material de laboratorio.

Vidrio de sílice

Es el tipo de vidrio más duro y resistente, aunque también es muy difícil trabajar con él. Cuenta con una composición de 96% de sílice y su temperatura de reblandecimiento es superior a 1.500°C.

Debido a su resistencia, la forma en cómo se hace el vidrio es más compleja, por lo que no se emplea tan a menudo. Por ejemplo, ya no se utiliza para la fabricación de los utensilios de cocina.

Hoy en día, se emplea para fabricar algún material de laboratorio muy específico, el cual requiera una resistencia muy elevada al calor y a otras sustancias químicas. Entre ellos, los crisoles, filtros ultravioletas, lámparas germicidas y tubos de protección para termopares.

Vidrio hecho de silice
Probetas y recipientes de laboratorio de vidrio de sílice (Vialab)

Tipos de vidrio según su uso

Vidrio de seguridad

El vidrio de seguridad se utiliza para evitar riesgos graves en el caso de producirse un accidente. También se conoce como vidrio templado. Al romperse, este material se dispersa en pedazos pequeños y con una forma peculiar que dificulta la creación de astillas, por lo que la posibilidad de cortarse es menor.

Este tipo de vidrio es el que se utiliza para fabricar las ventanillas de los vehículos de transporte o determinados escaparates y ventanales.

Esquina de vidrio
Esquina de edificio realizada con vidrios laminados de seguridad (Cristalería Gandía)

Su resistencia se debe a la forma en la que se fabrica. Para ello, se pegan diferentes capas de vidrio antes de ser introducidas en el horno. A continuación, se enfrían hasta alcanzar el efecto templado (de ahí viene su nombre). Este es el procedimiento que explica cómo se obtiene el vidrio de seguridad.

El proceso de enfriamiento hace que el interior se tense, aportando más dureza. Por otra parte, se introducen unas láminas de plástico entre las capas, para que sea mucho más seguro. A veces, también se añade una trama de alambres para incrementar la resistencia y, al mismo tiempo, obtener un efecto decorativo más llamativo.

La combinación de láminas de vidrio y láminas de plástico es un factor clave en la fabricación de los vidrios antibalas, también llamados vidrios blindados. Cuando las láminas se han pegado, se prensan y son sometidas a calor hasta obtener un acabado grueso y resistente incluso a los impactos de bala. Por lo tanto, de la combinación de las láminas de vidrio y de plástico es de donde se obtiene el vidrio blindado.

Vidrio de seguridad
Pasarela fabricada con vidrio de seguridad, China (Getty Images)

Aunque hay constancia de que se creó en el año 1914, no se sabe quién inventó el vidrio de este tipo. En aquel entonces se utilizaban planchas de acero, pero la técnica ha ido evolucionando y se ha perfeccionado.

Se trata de un vidrio que debe cumplir muchas especificaciones. Entre ellas, ser transparente para poder ver a través de él, ser estético, resistente y lo suficientemente ligero para emplearlo en los automóviles. También se debe garantizar que resista el calor del sol durante años sin que empiece a deshacerse.

Vidrio conductor

Los vidrios conductores permiten la conductividad eléctrica. Para lograrlo, deben ser expuestos a una temperatura de fusión del vidrio de 500°C y, durante su elaboración, se añade una trama de alambres para incrementar la dureza y obtener un efecto decorativo más llamativo.

Otra opción es recubrirlo con una lámina de metal que sea conductora (con óxidos alcalinos o sus aleaciones). Sin embargo, en estos casos el vidrio no se considera como conductor, pues el trabajo lo realizaría la capa de metal.

Vidrio aislante

Se utiliza principalmente como aislante térmico, en especial en las zonas donde el frío es extremo. No obstante, también se puede usar como aislante acústico.

Vidrio aislante
Piscina del London Aquatics Centre, construido a base de vidrio aislante (Tvitec)

Para fabricar el vidrio se suelen sobreponer varias capas del material, la diferencia en el procedimiento de cómo hacer vidrio aislante es que, para este uso en particular, se deja un espacio entre una lámina y la otra. Esos espacios se mantienen cerrados herméticamente y gracias a eso no es posible conducir el calor ni el sonido.

Otro tipo de vidrio aislante es el que funciona como aislante eléctrico. Se emplea para la fabricación de tubos de radio o en los aislantes de las líneas telefónicas.

Vidrio dieléctrico

Son vidrios que se polarizan cuando están en contacto con un campo eléctrico. Es decir, son capaces de separar las cargas positivas de las negativas. Las positivas se sitúan a un lado, mientras que las negativas se encuentran en el lado opuesto. Solo pueden conducir la electricidad cuando están formados.

De la combinación del vidrio de sílice y del vidrio de plomo es de donde sale el vidrio dieléctrico. Esto se debe a que requiere una gran resistencia, lo que es posible gracias a la sílice. Con él se fabrican cintas para los condensadores electrónicos.

Vidrio protector contra el sol

Cuenta con un recubrimiento que le permite reflejar el sol y tiene tonalidades grises, plateadas e incluso verdes. La capa que lo recubre se suele colocar en el espacio intermedio del vidrio y en la parte interior de la lámina externa.

Vidrio protector
Terraza con techo de vidrio con protección solar (Alumavel)

Como consecuencia, se convierte en una especie de vidrio polarizado. Existen algunas variaciones que son conocidas como vidrios espejo, ya que, al reflejar el sol, son capaces de captar las imágenes que se encuentran frente a él.

Se suelen emplear en las construcciones de estilo moderno, en las que permiten que las personas y todos los objetos del interior de la vivienda estén protegidos contra los efectos del sol.

Para qué se utiliza el vidrio

Una vez explicadas las nociones básicas, como la composición del vidrio y de qué materia prima se obtiene el vidrio, se puede seguir profundizando en sus aplicaciones. Se trata de un elemento que se necesita para fabricar un producto y muchas veces es indispensable.

Uno de sus usos más comunes es en el envasado. Esto incluye objetos como las botellas para las bebidas, envases para la comida y hasta frascos que se emplean para guardar cosméticos o productos farmacéuticos.

También se utiliza mucho en el menaje para la cocina, como los platos, vasos, copas o recipientes. Sin embargo, muchas veces también se fabrican con componentes del cristal. Más adelante se profundizará en cómo se fabrica el cristal.

Vajilla de vidrio
Vajilla de vidrio decorado (Soffici Grey Luminarc)

Además, el vidrio está presente en las construcciones, ya sea de viviendas o de edificios. En concreto, en las ventanas y en la fachada, donde cumple una importante función como aislante térmico.

En el diseño de interiores se emplea a menudo como elemento ornamental: en los espejos, mesas, estanterías o incluso como mecanismo de iluminación.

Por otra parte, suele estar presente en los dispositivos electrónicos y en los electrodomésticos. Algunos ejemplos son: las puertas de los hornos, las pantallas de los televisores, en los ordenadores o teléfonos inteligentes.

En los automóviles, de cualquier estilo, se utiliza el vidrio en las ventanas, en el parabrisas y en otros componentes afines.

También se emplea como fibra óptica y como protección radiológica.

Propiedades del vidrio

Es un material transparente e impermeable. Es capaz de resistir múltiples condiciones medioambientales y también la exposición a ciertos agentes químicos.

Es duro, no pierde su forma con el tacto, ni se raya con facilidad. Sin embargo, es bastante frágil y con un golpe fuerte puede romperse en diversos pedazos.

Cómo darle color al vidrio

Dar color al vidrio es bastante sencillo. Solo se deben añadir impurezas de metales de transición durante el proceso de fabricación. La presencia de estas impurezas no afecta a las características y propiedades de cada tipo de vidrio, solo influye en su color. De hecho, se pueden añadir en cualquier tipo de vidrio, ya sea de sílice, de plomo, de borosilicato o sódico-cálcico.

Antiguamente, los vidrios tenían color de forma natural, debido a que la arena utilizada contenía impurezas.

Durante las últimas décadas se han realizado diversas investigaciones sobre cómo dar color al vidrio, y sobre qué elementos son capaces de colorear el material. Estos estudios son importantes porque no solo se realizan con fines estéticos, decorativos o artísticos, pues también pueden ser muy útiles desde el punto de vista científico.

Existen mecanismos que requieren un control extremo y un gran cuidado en la forma en la que la luz y, por lo tanto, el espectro de colores, se transmite. Este es el caso de los sistemas de señales de transporte. Por eso es necesaria la fabricación de filtros y de lentes de colores.

Una forma de conseguirlo es a través de colores de solución. Mediante este proceso, el óxido metálico añadido absorbe la luz de la región visible y permite únicamente el paso de ciertos colores dentro del espectro. Como consecuencia, se observa el color sobre la superficie del vidrio.

El cobre es uno de los metales empleados en este proceso. Dependiendo de su estado de oxidación, puede transmitir un color u otro. Principalmente, rojo o verde. Por otro lado, el cobalto absorbe todo el espectro, excepto la onda que transmite el color azul, por lo que se utiliza para adoptar esa tonalidad. Cada clase de metal consigue alcanzar un efecto diferente.

También se puede utilizar la técnica de dispersión coloidal. En esencia, es similar. Se trata de bloquear el paso de algunas ondas del espectro para poder transmitir un color en específico. Esta técnica, sin embargo, hace uso de partículas submicroscópicas que se encuentran en el vidrio y que son capaces de dispersar la luz de un color concreto.

En estos casos, el color es otorgado principalmente por el tamaño y la concentración de las partículas.

La luz varía dependiendo del color del vidrio que atraviese, porque el resto de los colores son bloqueados por el vidrio. La luz blanca, por ejemplo, está compuesta por todos los colores del arcoíris. Por eso, al atravesar un vidrio transparente, las cosas mantienen sus tonalidades regulares. Sin embargo, al atravesar un vidrio con color, las propiedades del vidrio absorben el resto de los colores del espectro y mantienen solo aquel que se quiere transmitir.

El proceso es similar en lo que respecta a cómo hacer cristal de colores.

Qué se fabrica con el vidrio reciclado

El vidrio reciclado necesita un largo proceso. En primer lugar, se limpia, esteriliza, se seca y se separa por colores. A continuación, se reduce su tamaño. Puede convertirse en polvo de vidrio o en trozos del tamaño de una piedra.

Botella de vidrio
Botella de vidrio reciclado sobre fragmentos de vidrio (Anfevi)

Este material se puede emplear para la fabricación de envases o fibras de vidrio. También se utiliza como abrasivo o como aglutinante en cerámicas y en ladrillos.

Otras aplicaciones son menos conocidas. Por ejemplo, se puede usar como aditivo en la fundición de metales.

Debido a los componentes de qué está hecho el cristal, los objetos de este tipo no deben introducirse en los contenedores destinados al reciclaje del vidrio.

Diferencia entre el cristal y el vidrio

La principal diferencia es que, mientras el cristal es una materia prima, el vidrio es un material. Saber de dónde sale el cristal es fácil, ya que se encuentra en la naturaleza. Por eso no se puede explicar cómo se hace el cristal a través de los procesos llevados a cabo por el hombre.

Sin embargo, el vidrio sí se crea por la mano del hombre, combinando diversos tipos de elementos, entre ellos la arena (que puede considerarse como la materia prima del vidrio).

Hay diversos tipos de cristales en la naturaleza. Por su composición química, pueden ser considerados como cristales elementos comunes como la sal y el hielo. El azúcar también entra en esta categoría. También algunas piedras preciosas o metales se pueden considerar como cristales. Por lo tanto, es prácticamente imposible saber cuándo se inventó el cristal.

Infografía
Infografía de las diferencias entre vidrio y cristal (Viñedos La Redonda)

Popularmente se emplea el término de cristal para referirse a un tipo de vidrio: el de plomo. Esto se debe a que sus acabados son más elegantes y es mucho más resistente, por lo que se usa en objetos decorativos para el hogar o para fabricar copas, por ejemplo.

No todos los vidrios de plomo se consideran como cristal. La Unión Europea estableció unos criterios en 1969 que se deben tener en cuenta al fabricar cristal. De no cumplirse, no puede considerarse como tal de forma comercial.

En primer lugar, el contenido de plomo con que se hace el cristal debe superar el 24% de la composición. Tiene que tener una densidad de más de 2,90 y un índice de refracción de 1.545.

Se considera como cristal el que imita al que se genera en la naturaleza, llamado cristal de roca natural.

Copas de cristal
Copas de cristal de diversos colores (Imagenesmy)

Cómo se fabrica el cristal

El cristal hecho a base de vidrio de plomo se fabrica de manera industrial y con procesos que son usados en la elaboración del vidrio.

La única diferencia es que los productores se aseguran de que contenga el debido porcentaje de plomo, así como la densidad e índice de refracción adecuados. Para ello, estos elementos se añaden al trabajar con la masa vítrea. De ahí es de donde viene el cristal que hoy en día se suele emplear en los objetos ornamentales.

Las funciones del vidrio son muy variadas y sus aplicaciones forman parte del día a día de millones de personas. De hecho, se encuentra presente en casi todas las viviendas y edificios del mundo. Y no solo en sus ventanas, sino también en los objetos de uso cotidiano, por eso este material y los diversos tipos que existen son tan importantes.

Referencias:

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