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EL DESCUBRIMIENTO DEL
VIDRIO
NOMBRE: FRANCISCO
JAVIER GOMEZ GONZALEZ
GRADO: 10°3
COLEGIO: I. E. MARCO FIDEL
SUAREZ
AÑO: 2012
QUE ES EL VIDRIO?
l vidrio es un material sólido amorfo, que se forma cuando materiales
como la arena de sílice se enfrían rápidamente bajo una determinada temperatura (una temperatura de transición en donde las moléculas tienen ya muy poca movilidad). Aunque parece ser un material típicamente sólido, la verdad es que es molecularmente un líquido sobre enfriado; en realidad fluye como un líquido pero muy, muy lentamente, a través de cientos de años (en casas antiguas podremos observar que las ventanas son más gruesas en la parte de abajo, producto de este lento fluir. Realmente increíble).
La historia del vidrio tiene comienzos inciertos, aunque vidrio producido naturalmente en el medio ambiente ha sido usado desde la edad de piedra. Se sabe que en Mesopotamia se usó con fines decorativos desde el 2.500 A.C.
Algunos afirman que los fenicios fueron quienes inventaron el vidrio, pero en realidad no está claro. Debido a las impurezas naturales de la arena para hacer el vidrio, el color de este tiende a ser verdoso y azul. Con el tiempo aquellos que se dedicaron a confeccionar este material le agregaron componentes metálicos y minerales para obtener tonalidades similares a las encontradas en piedras preciosas. Las joyas más antiguas a partir de este material las encontramos en el antiguo Egipto, por el 1.500 A.C. Incluso a algunas de estas confecciones les atribuían poderes mágicos.
E
EL VIDRIO EN LA ANTIGUEDAD
os primeros objetos de vidrio que se fabricaron fueron cuentas de collar o abalorios,
pero las vasijas huecas no
aparecieron hasta el 1500 a.C. 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. Además de vasos hacían figurillas, amuletos y cuentas, así como piezas vítreas para incrustaciones en muebles. En
el siglo IX a.C. Siria y Mesopotamia fueron centros productores de vidrio, y la industria se difundió por toda la región del Mediterráneo. Durante la época helenística Egipto se convirtió, gracias al vidrio manufacturado en Alejandría, 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.
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TIPOS DE VIDRIO
omo ya sabemos, existen varios tipos de vidrio los cuales son muy
resistentes unos más que otro pero hoy sabremos un poco de algunos como:
EL VIDRIO SODICO:
stá formado por sílice, sodio y calcio principalmente. La sílice
es parte de la materia prima básica, el sodio le da cierta facilidad de fusión y el calcio la provee de estabilidad química. Sin el calcio el vidrio sería soluble hasta en agua y prácticamente no serviría para nada. ¿Te imaginas un vaso que se deshiciera con el agua?
Este tipo de vidrio es el que se funde con mayor facilidad y el más barato. Por eso la mayor parte del vidrio incoloro y transparente tiene esta composición. Las ventanas de los edificios, desde la más grande hasta la más pequeña están hechas con este vidrio. Lo único que cambia de una diminuta ventana a un ventanal de enormes dimensiones es el espesor. Está tan estudiado el grosor en relación con el tamaño, que hay una clasificación y una
reglamentación para el tipo de vidrio que se debe usar en cada construcción. La resistencia química del vidrio sódico-cálcico se ha mejorado en años recientes al aumentar la proporción del sílice, porque ésta es poco reactiva. También se aumenta la fortaleza a lo que se conoce como choque térmico.
C
E
EL VIDRIO DE PLOMO:
l siguiente tipo de vidrio es el de plomo, en el cual se sustituye el óxido de
calcio por óxido de plomo. Es igual de transparente que el vidrio sódico-cálcico, pero mucho más denso, con lo cual tiene mayor poder de refracción y de dispersión. Se puede trabajar mejor que aquél porque funde a temperaturas más bajas. Su coeficiente de dilatación calorífica es muy elevado, lo cual quiere decir que se expande mucho cuando se aumenta la temperatura y por lo tanto no tiene gran resistencia al choque térmico. Posee excelentes propiedades aislantes, que se aprovechan cuando se emplea en la construcción de los radares y en el radio. Absorbe considerablemente los rayos ultravioletas y los rayos X, y por eso se utiliza en forma de láminas para ventanas o escudos protectores. Es un vidrio blando a baja temperatura que permanece con cierta plasticidad en un rango de temperatura, lo cual permite trabajarlo y grabarlo con facilidad. Las piezas del material conocido como cristal cortado están hechas con este vidrio. Asimismo, se utiliza en
la elaboración de vidrios ópticos, para lo cual se añade óxido de lantano y tono. Estos vidrios dispersan la luz de todos los colores. Son excelentes lentes para cámaras fotográficas porque con una corrección mínima dan luz de todos los colores y la enfocan de manera uniforme en el plano de la película. Si no fuera así, unos colores serían más intensos que otros en una fotografía, y no se lograrían imágenes tan reales.
E
EL VIDRIO DE
BOROSILICATO
ació en 1912. Después
de la sílice, su
principal componente
es el óxido de boro. Es
prácticamente inerte, más
difícil de fundir y de trabajar.
Los átomos de boro se
incorporan a la estructura
como Si-O-B, Tiene alta
resistencia a cambios bruscos
de temperatura, pero no tan
alta como la del vidrio de sílice
puro, pues aun cuando
presenta el mismo tipo de
vibración, la longitud de los
enlaces varía más cuando está
presente el boro y el material
tiene un coeficiente de
dilatación mayor. El valor de
este coeficiente es 0.000005
centímetros por grado
centígrado. Esto quiere decir
que por cada grado centígrado
que aumenta la temperatura,
el vidrio se agranda 0.000005
centímetros. Muy poco,
¿verdad? Por eso se utiliza en
la elaboración de utensilios de
cocina para el horno y de
material de laboratorio, pues es
muy resistente al calor y a los
Cambios bruscos de
temperatura. Estos objetos no
se hacen de vidrio de sílice
puro porque su manufactura es
complicada, ya que tienen que
alcanzar temperaturas de
1650ºC para hacerlo.
N
VIDRIO DE SÍLICE
ormado con 96% de sílice es el más duro y el más difícil de trabajar, pues es
necesario emplear una costosa técnica al vacío para obtener un producto para usos especiales, que transmite energía radiante del ultravioleta y del infrarrojo con la menor pérdida de energía. También existe otra novedosa técnica en cuya primera etapa se utiliza vidrio de borosilicato que se funde y se forma, pero con dimensiones mayores a las que se desea que tenga el producto final. Este artículo se somete después a un tratamiento térmico, con lo cual se transforma en dos fases vítreas entremezcladas, es decir, en dos tipos de vidrios diferentes entremetidos uno en el otro. Uno de ellos es rico en álcali y óxido de boro, además de ser soluble en ácidos fuertes (clorhídrico y fluorhídrico) calientes. El otro contiene 96% de sílice, 3% de óxido de boro y no es soluble. Esta última es la composición final del vidrio de sílice.
En la segunda etapa de fabricación el artículo se sumerge en un ácido caliente, para diluir y quitar la fase
soluble. El vidrio que tiene grandes cantidades de sílice, y que no se disuelve, forma una estructura con pequeños agujeros, llamados poros. Posteriormente se lava el vidrio para eliminar el ácido bórico y las sales que se forman, concluyendo con un secado.
En la tercera y última etapa el artículo se calienta a 1 200º C, y se observa una contracción de aproximadamente 14%. Esto quiere decir que su tamaño disminuye en ese porcentaje. Los poros desaparecen. Su estructura se consolida sin que se produzca ninguna deformación.
F
PROCESO DE FABRICACION
DEL VIDRIO
l proceso comienza con la trituración de los silicatos. La fusión del
polvo obtenido se realiza entre 1350 y 1550 °C en cubas a las que el trabajador accede mediante conductos cerrados por ventanillas. Cuando la mezcla ha pasado al estado líquido, el recipiente se aleja ligeramente del fuego, para conseguir que el vidrio alcance, entre los 1000 y 1100 °C, un estado viscoso suficiente para el moldeado. Es entonces cuando el artesano hunde su caña en el recipiente y <> el vidrio que va a moldear durante un tiempo limitado por el enfriamiento de la materia. Al llegar a los 700 °C esta deja de ser maleable. Si el enfriamiento es demasiado brusco el vidrio estalla, si es demasiado lento hay riesgo de desvitrificación.
Para el moldeo, el obrero utiliza la caña (tubo de hierro que sirve también para el soplado), un mármol (sobre el que va a redondear e igualar la bolita luminosa que se ha enganchado en la caña), los machotes (moldes de madera en los cuales se redondea u ovala el vidrio), los hierros y las
tijeras (para precisar los perfiles) y, finalmente, un puntel. En efecto, el vidrio pasa poco a poco de un rojo oscuro al verde: es la señal de enfriamiento, y el momento de volver a calentarlo y de añadir una pastilla de vidrio viscoso fijada en el extremo de una varilla de hierro (el puntel) a la mezcla que formará la base del vidrio. Se puede separar el vidrio moldeado de la caña y continuar el trabajo con la pinza, que permitirá, por ejemplo, poner las asas, moldear ciertos elementos, o colocar varillas muy finas (filigranas). El vidrio puede también recibir una decoración de relieve por el procedimiento de tallado en frío o de grabado (con diamante, rueda, ácido o incluso arena). Finalmente se puede decorar con pintura o esmalte, aplicados directamente o sobre láminas de oro y plata.
E
COMO DARLE COLOR AL VIDRIO
xisten principalmente tres formas de darle color al vidrio. Una es
por medio de los colores de solución, donde el color se produce porque el óxido metálico presente absorbe la luz de la región visible del espectro, y deja pasar la que corresponde a algunos colores, que son los que se ven. De esta forma el cobre absorbe la luz con longitudes de onda que pertenecen a todos los colores, menos la vinculada al color rojo rubí, cuando está en estado de oxidación +1, o al verde, cuando su estado de oxidación es +2. Por eso un vidrio que contenga Cu+1 se verá rojo rubí, y con Cu+2 será verde. El cobalto siempre absorbe la luz con todas las longitudes de onda menos la que produce el color azul, y así, de la misma manera, el vanadio, el manganeso, el titanio, el cromo, el hierro y el níquel producen sus propios colores.
E
COMO RECICLAR EL VIDRIO
l primer paso en el proceso de reciclado de vidrio es la limpieza.
Aunque el vidrio se encuentre mezclado en distintos colores, no influye para la producción de nuevos envases, ya que al vidrio de color, se le trata con decolorante. Es por eso la importancia del blanco, ya que es más puro y minimiza el uso de decolorante.
En primer lugar se retira el
grueso de plástico que
contienen los envases, luego el
vidrio es llevado en una especie
de "lavarropas", el cual le va
quitando los vestigios de tierra
o de grasa que pueda poseer.
Una vez que está limpio, va
pasando por distintos tamices y
martillos, en los que se va
moliendo hasta lograr la
granulometría necesaria. El
próximo paso es por un
recipiente especial con imanes
donde quedan los vestigios de
metal Una vez finalizado este
proceso, se funde en un horno a
1.600 grados centígrados en
una proporción de 50% de
vidrio reciclado y 50% de
materia virgen para lograr,
como resultado final, los nuevos
envases de vidrio. El proceso
desde que entra al horno, hasta
lograr como resultado final
nuevos envases de vidrio, dura
24 horas.
E
ENTRETENIMIENTO…
LAS CUEVAS DE NAICA
aica es una mina de
plomo, cinc y plata
donde se han
encontrado unos espacios
grandes, conteniendo cristales
de selenita (yeso) tan grandes
como 1,20 m de diámetro y 12 m
de largo. El compartimiento
que sostiene estos cristales se
conoce como la Cueva de
Cristales Gigantes, y está a
unos 305 m bajo la roca de
piedra caliza de la mina. Los
cristales fueron formados por
líquidos hidrotérmicos que
emanaban de los
compartimientos del magma
inferior. La caverna fue
descubierta mientras los
mineros perforaban a través de
la avería de Naica,
preocupados de que se
inundara la mina. La Cueva de
Espadas es otro
compartimiento en la mina de
Naica, conteniendo cristales
grandes similares.
En abril del 2000, los hermanos
Eloy y Javier Delgado
encontraron lo que en opinión
de los expertos son los cristales
más grandes del mundo
mientras abrían un túnel
nuevo. Eloy, de 40 años, subió
por una abertura pequeña de
la caverna estrangulada con
cristales inmensos. “Era
hermoso, como la luz que
refleja de un espejo roto" dijo. A
demás de todo esto se ha
detectado que un ser humano
puede funcionar en este
ambiente sólo durante 6 a 10
minutos antes de que ocurra la
pérdida severa de funciones
mentales.
FOTOS REALES…
N