¿Cómo se convierte la arena en vidrio?

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.

Cómo son y cómo funcionan casi todas las