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5. El vidrio
Se obtiene calentando hasta la fusión arena de sílice de buena calidad (Si02, u óxido de silicio), a la cual se añaden, en distintas proporciones, otras sustancias como óxido de sodio (Na2 O), óxido de calcio (CaO), y, si se quiere obtener un vidrio más fino llamado cristal, óxido de plomo (PbO). El vidrio corriente es duro y frágil, resiste bien muchas sustancias químicas que atacan otros materiales y es transparente a la luz. Esta última cualidad es la que lo ha hecho tan útil desde la antigüedad. Si se quieren obtener vidrios de colores, basta añadir a la mezcla pequeñas cantidades de otras sustancias. El óxido férrico (Fe2O3), por ejemplo, da el color de las botellas de vino; el óxido cuproso (Cu2O) da el vidrio rojo; el óxido de cobalto (CoO) el azul oscuro.

De forma más amplia, también se llaman vidrios a materiales compuestos de otras sustancias. En ellos los átomos están dispuestos desordenadamente, a diferencia de lo que ocurre en los sólidos cristalinos en los que la disposición de los átomos es regular (en la fig. 11 puede verse la diferente disposición de los átomos sobre una superficie plana, según se trate de cuarzo cristalino o cuarzo vítreo). Las estructuras no cristalinas se llaman 'amorfas'.


Figura 11.— Disposición de los átomos en el cuarzo (óxido de silicio) cristalizado (a); en el cuarzo vítreo (b) y en un vidrio al sodio (c). Las bolitas negras representan los átomos de silicio, las blancas, los átomos de oxígeno y las sombreadas, los de sodio.
El vidrio, además de ser transparente, es también un buen aislante térmico y eléctrico, es decir, conduce mal el calor y aún peor la electricidad. Estas tres propiedades físicas van casi siempre asociadas en un mismo material. En cambio, en los metales, se asocian la buena conductividad térmica y eléctrica, la 'opacidad' (propiedad contraria de la transparencia) y la capacidad de reflejar la luz. Tan sólo los adelantos en el campo de la física a partir de 1913 y sobre todo de 1928, han permitido comprender estas propiedades fundamentales de los cuerpos sólidos. Simplificando la explicación, podemos decir que el vidrio es transparente a la luz, porque los electrones (partículas que se encuentran en todos los materiales) están emplazados de tal modo que no pueden ser movidos (excitados) por la luz visible, y la dejan pasar. Para excitarlos hace falta "luz" ultravioleta o 'rayos X', los cuales serán absorbidos en el proceso de excitación de los electrones. De hecho, el vidrio es opaco a los 'rayos ultravioletas': por eso si tomamos el sol detrás de un cristal (vidrio) de una ventana, no nos ponemos morenos. La disposición poco ordenada de los átomos se debe a que la masa fundida de vidrio, que se obtiene calentando la mezcla de arena, es muy 'viscosa', es decir, fluye con dificultad (como el alquitrán caliente). En dicha pasta vítrea los átomos se mueven con lentitud, de modo que no les da tiempo a ordenarse antes de que la masa se vuelva sólida, al enfriarse. Incluso los átomos de los metales —por ejemplo el sodio— presentes en la masa fundida y distribuidos desordenadamente en ella contribuyen a dificultar la formación de un sólido cristalino.
La formación de pequeñas masas vitreas es muy posible que hubiese sido observada en la prehistoria por casualidad. Concretamente, junto a hogares encendidos en presencia de arena de sílice. Las formas más antiguas de elaboración no contemplan la fabricación de objetos de vidrio, sino el recubrimiento de otros materiales con una fina capa vítrea, cuya finalidad era por completo decorativa. Este proceso, llamado 'vitrificación', se realiza calentando el objeto recubierto con una capa de una mezcla de polvo y otras sustancias. Se prosigue hasta llegar a la fusión y vitrificación de la capa que lo recubre. De esta manera, ya en el IV milenio aC, se obtenían bolitas vidriadas. En cambio, los objetos totalmente de vidrio se fabricaron a partir del 2500 aC en Egipto y Mesopotamia, también con fines decorativos. Asirios y egipcios produjeron vidrios de colores, añadiendo a la masa de arena pequeñas cantidades de oro, o de sales de cobalto, o sales de cobre. Varios siglos después la técnica de elaboración mejoró y se fabricaron los primeros objetos de vidrio hueco, que se usaron como recipientes destinados a contener ungüentos y aceites perfumados.

En las tumbas de los nobles egipcios de la XVIII dinastía (1580-1358 aC) se han encontrado bellísimas vasijas de vidrio de color. Se fabricaban dando forma a la capa de vidrio en torno a un núcleo de yeso o de arena, que se sacaba tras la cocción. En la gran Biblioteca de Nínive, capital del Imperio asirio, se encontraron instrucciones respecto al modo de preparar el vidrio. Se trata de inscripciones realizadas sobre tablillas de arcilla en caracteres cuneiformes, escritura propia de los pueblos mesopotámicos de entonces. Parece que estas "recetas" provienen de finales del II milenio aC. Es interesante remarcar que estos antiguos artesanos ya tenían una idea bastante clara del efecto de los diversos modos de cocción de la masa pastosa que da lugar al vidrio. Sabían que el color del producto cambiaba según el calentamiento se produjera en una atmósfera rica en oxígeno o en un ambiente enrarecido (combustión incompleta).

A causa de la insuficiente temperatura de los hornos, en los vidrios más antiguos no se conseguía liberar del todo la masa fundida de las burbujas de gas. Ésta es la razón por la que los objetos de vidrio antiguos, que se pueden ver en los museos, tienen tan escasa transparencia. Un progreso importante de cara a obtener recipientes más grandes, con paredes más delgadas y formas más variadas, se produjo con el invento de vidrio soplado. Sumergiendo una cañita hueca en la masa de vidrio fundido y soplando en la gota suspendida del otro extremo, se obtienen ampollas de vidrio de forma modificable mientras que éste no se enfríe demasiado. Parece ser que esta técnica fue introducida en Siria en el siglo I aC. Más o menos en el mismo período, empezaron a colocarse vidrios en las ventanas de las casas romanas. En Pompeya, por ejemplo, se han encontrado marcos de ventana que sostenían láminas de vidrio de medio metro cuadrado, o más, de superficie. En el siglo I dC Séneca*, filósofo romano que también se interesaba por los fenómenos naturales, escribía: "He sabido que algunas cosas han aparecido en los tiempos actuales, como por ejemplo el empleo de láminas en las ventanas que dejan pasar a través de la masa transparente del vidrio la clara luz del día".

Vidrieros trabajando. Algunos artesanos manejaban tubos para soplar el vidrio (del libro De re metallica del metalúrgico alemán G. Agrícola, que vivió en el siglo XVI).

Con los romanos la técnica del vidrio se convierte en una auténtica industria y los productos conseguidos se difundieron hasta los confines del imperio. Los vidrios de ventana (cristales) fueron de uso común cuando la civilización se extendió hacia el norte y hacia la costa atlántica, donde el frío era intenso en la mayor parte del año.

El análisis químico de vidrios antiguos ha revelado que su composición es similar a la de los que se fabrican hoy. Incluso las impurezas que dan el color son en muchos casos las mismas.

A partir de la Edad Media, el vidrio adquirió importancia en el estudio de la naturaleza. Los recipientes de vidrio fueron usados por los alquimistas para contener sus mezclas y para llevar a cabo las reacciones que perseguían. Gracias a su resistencia a sustancias químicamente corrosivas, el vidrio permitió recoger muchos datos útiles al subsiguiente desarrollo de la química.

Durante muchos siglos no hubo progreso en la fabricación del vidrio. Sin embargo, el arte del vidrio, que floreció sobre todo en Venecia en una escuela de hábiles artesanos, creó en el siglo XV auténticas obras maestras. Era de tal importancia para la República de Venecia, que sus técnicas de fabricación eran secretos de estado y los artesanos estaban amenazados de muerte si las difundían en el extranjero. Últimamente, gracias a las conquistas de la física y de la química y bajo la presión de las exigencias de la industria que necesita materiales con características especiales, se han llegado a fabricar muchos tipos de vidrios especiales. En la actualidad, se producen varios miles de variedades de vidrio. Sin embargo, las novedades más importantes se produjeron a partir del siglo XIII, en las técnicas de elaboración de los objetos de vidrio. Esmerilando y puliendo vidrios muy transparentes, se produjeron, en primer lugar, lentes para gafas (siglo XIII) y a continuación lentes para telescopios y microscopios (siglo XVII). Entre los siglos XV y XVI, los espejos de vidrio recubierto de una fina capa de estaño o de plomo sustituyeron a los de metal. Gracias a estas conquistas en la técnica de elaboración, se abrieron al hombre posibilidades insospechadas en el estudio de la bóveda celeste y del mundo microscópico. A lo primero se dedicaron científicos y astrónomos como Galileo Galilei (1564-1642) y el alemán Johannes Kepler (1571-1630); a lo segundo, anatomistas como Marcelo Malpighi (1627-1694) y naturalistas como el holandés Antonio Van Leeuwenhoek (1623-1723). También la evolución de esta técnica participó en la revolución de la ciencia moderna.

* Lucio Anneo Séneca nació y vivió en la Córdoba romana (Corduba) en el siglo I dC. Pertenecía a una ilustre familia de pensadores y cultivadores de las artes y las letras, de la que fue su principal exponente. [N.deT.]

"De la piedra al laser"  Roberto Fieschi
Ediciones del Serbal S.A., Barcelona, 1983