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Oro por cuentas de vidrio
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Plinio Sosa

No sólo el vidrio es vidrioso

Dice mi padre que mi abuela era una gran repostera. Yo todavía guardo el sabor de aquellos deliciosos buñuelos que nos preparaba para la cena de navidad. ¡Mmh! Exquisitos. Pero dice también que lo verdaderamente fuera de este mundo era un caramelo que preparaba sólo para las grandes ocasiones. Se trataba de una receta secreta. Obviamente calentaba los cristalitos de azúcar hasta que se derretían. Y luego dejaba enfriar hasta que el azúcar ya líquida se endurecía. Pero, ¿qué le agregaba? ¿cuáles eran los demás ingredientes? ¡Quién sabe! Mi abuela, como buena alvaradeña... ¡nunca compartió su receta!

El caramelo es interesante porque a primera vista parece un líquido. Pero si uno lo toca (claro, una vez que se haya enfriado lo suficiente) se da uno cuenta que es... ¡totalmente sólido! Es decir, el caramelo es sólido a pesar de que parece líquido.

El proceso de la formación del caramelo también tiene lo suyo. El azúcar parece transformarse en otra cosa. Pero, no es cierto. Siempre sigue siendo azúcar. Es azúcar antes, durante y al final. Es azúcar cuando está en la azucarera, es azúcar cuando se derrite y sigue siendo azúcar cuando finalmente se endurece para dar lugar al caramelo. Al principio, está en forma sólida cristalina, luego en forma líquida y, por último, en forma sólida "vidriosa". De cristalino a líquido a vidrioso. O hablando sin cuidado (cambiando adjetivos por sustantivos), solemos decir: de cristal a líquido y luego a vidrio.

En realidad, el vidrio es más un estado físico que una sustancia o un material específico. Es el estado de un material rígido con las propiedades externas de un sólido pero con una estructura interna más parecida a la de un líquido, es decir, más desordenada. Cuando al enfriar una sustancia líquida, ésta se endurece sin formar cristales se forma un vidrio. O mejor dicho queda en estado vidrioso.

En este sentido, muchas sustancias, como es el caso del azúcar, pueden formar vidrios. Sin embargo, en lo que la mayoría de la gente piensa cuando se refiere al vidrio es en el material que se usa para hacer ventanas y botellas que se fabrica a partir de la arena. Este material es indiscutiblemente el más representativo del estado vidrioso. Tanto que se llama así precisamente: vidrio.

Naturalmente es vidrio

La ciudad de México no siempre ha sido el inabarcable amasijo de coches, edificios y humo que es ahora. Alguna vez hubo campo en la ciudad. Bueno, no exactamente. Lo que había eran muchos lotes baldíos en los barrios más alejados. Mi casa estaba rodeada por varios terrenos sin construir. Y ahí crecía la vegetación, la misma que había estado durante miles de años. Y la tierra sobre la que jugábamos a las canicas también era la misma que había estado ahí desde hacía tantos siglos. Y muchas veces en esos campos, colonizados por la ciudad, llegué a encontrar un increíble tesoro: oscuras joyas centelleantes que me convertían, así, por la magia de mis nueve años, en un intrépido caballero tigre.

En la actualidad, el hombre fabrica vidrio. Pero la naturaleza también lo hace. Y desde mucho tiempo antes. Simplemente, nuestros antepasados ya usaban el vidrio natural desde hace más 75,000 años para fabricar cuchillos y flechas. Mucho pero mucho antes de que aprendiéramos a hacer vidrio.

Hay 4 tipos de vidrio natural:

Obsidiana. Mineral volcánico de color negro o verde muy oscuro fundido durante la actividad volcánica que no se recristalizó al enfriarse.

Pómez. Piedra volcánica, esponjosa, frágil, de color agrisado y textura fibrosa, que raya el vidrio y el acero y es muy usada para desgastar y pulir.

Fulgurita. Mineral en forma de tubos delgados que se encuentra en las playas o en las dunas de arena. Se produce cuando un rayo penetra en la tierra fundiendo las sustancias silíceas con que se tropieza.

Tectitas. Son pequeñas cuentas encontradas en muy diferentes lugares del mundo pero especialmente en el área del Pacífico entre Japón y Australia. Su composición es tan inusual que probablemente estén relacionadas con algún tipo de impacto extraterrestre.

Vidrio hecho por el Homo Sapiens

Hace mucho, mucho tiempo, en Siria, unos incansables mercaderes se dirigían hacia Egipto para vender sus mercancías. Iban cargados de natrón (nuestro actual carbonato de sodio, Na2CO3). Los egipcios lo usarían para el aseo de los dientes, para el baño, para limpiar la loza y, muy importante, para la momificación de sus ciudadanos más notables. Al lado del Río Belus, en Fenicia, se detuvieron para comer. Buscaron, como siempre, algunas piedras para colocar sus ollas. Pero, ¡no había una sola piedra en los alrededores! En vez de las piedras, decidieron utilizar algunos trozos de natrón. Cocieron y calentaron sus alimentos, bebieron vino y se dispusieron a dormir. A la mañana siguiente vieron cómo las piedras se habían fundido y habían reaccionado con la arena para producir un material brillante, similar a una piedra artificial: el vidrio.

Esta historia no la inventé yo, sino mi tocayo, Plinio el Viejo (23-79 d.C.), en su Historia Natural.

En realidad, el hombre debió aprender a fabricar el vidrio muchísimo tiempo antes de la época en que vivió Plinio el Viejo. Hoy se sabe, por ejemplo, que en el 2600 a. C. Los egipcios ya fabricaban diversos artículos de vidrio. Y se cree que la fabricación de cuentas de vidrio pudo haber empezado inclusive 3,000 años antes.

En la actualidad, la humanidad produce cientos de diferentes vidrios comerciales. La composición de los vidrios puede variar ampliamente pero la mayoría de ellos pertenece a una de cuatro grandes categorías:

Vidrio sódico-cálcico. Este es el vidrio más ampliamente utilizado en el mundo. Es el vidrio que usaban los antiguos egipcios y romanos. También representa más del 90 % del vidrio que usamos en la actualidad. Es barato, relativamente fácil de fundir y fabricar, y adecuado para una enorme variedad de usos. Se prepara fundiendo una mezcla aproximada de 66 % de arena (sílice, SiO2), 15 % de soda (carbonato de sodio, Na2CO3) y 10 % de cal (óxido de calcio, CaO) más un pequeño porcentaje de otros óxidos. Las proporciones han cambiado muy poco en los últimos 4,000 años. Éste es el familiar vidrio que se usa para fabricar ventanas, botellas, jarras y focos. Para fines prácticos, es químicamente inerte. Es decir, prácticamente no reacciona con ninguna otra sustancia. Sin embargo, su resistencia térmica es limitada. Grandes y repentinos cambios de temperatura hacen que se rompa.

Vidrio de plomo. Se hace remplazando la cal y la soda del vidrio ordinario con óxido de plomo, PbO. Es más caro que el vidrio común pero es más fácil de fundir y de trabajar. Además tiene propiedades físicas únicas. Tiene un alto índice de refracción —lo cual le da más claridad y brillo. Es más suave que otros vidrios por lo que es más fácil de cortar, de grabar y de pulir. El vidrio de plomo se usa para hacer cristales finos y relucientes piezas de arte. También tiene una resistencia eléctrica excelente por lo que se usa en aparatos eléctricos, por ejemplo, en el cinescopio de las televisiones

Vidrios resistentes al calor. Se hace usando óxido de boro (B2O3) en lugar de cal y soda. Este vidrio de borosilicato tiene un coeficiente de expansión térmica muy bajo. Por eso, los moldes para hornear se hacen con este tipo de vidrio. También la mayor parte del material de vidrio que se usa en los laboratorios está fabricado con este tipo de vidrio. Si en vez de óxido de boro se usa alúmina (óxido de aluminio, Al2O3) se forma un vidrio de aluminosilicato. Este tipo de vidrio muestra una resistencia al calor aún mayor. Los vidrios de borosilicato y aluminosilicato no sólo son resistentes al calor sino que tienen una resistencia química inusual así como una excepcional durabilidad. Generalmente, se venden bajo marcas comerciales como Pyrex y Kimax.

Vidrio de sílice de alta pureza. Éste es el tipo más durable y de más alta calidad de todos los vidrios. Se puede preparar mediante 3 procesos diferentes: fundiendo cuarzo puro (sílice, SiO2), preparando sílice al 96 % o produciendo sílice fundida mediante hidrólisis a la flama.

Vidrios a la medida

La tecnología asociada a la producción del vidrio ha avanzado enormemente en los últimos años. Añadiendo diversos ingredientes al vidrio fundido o tratando adecuadamente su superficie, se pueden preparar todo tipo de vidrios especiales. Por ejemplo, los vidrios de colores se obtienen agregando pequeñas cantidades de determinadas sustancias. Dichos ingredientes pueden ser alguna sal, algún óxido metálico o, inclusive, algún metal nativo.

 

Color

Ingredientes

Rojo

Selenio, Se (u oro, Au)

Amarillo

Sulfuro de níquel (II), NiS (o sulfuro de cadmio (II), CdS)

Verde

Óxido de cromo (III), Cr2O3 (u óxido de hierro (III), Fe2O3)

Azul verdoso

Óxido de cobre (II), CuO (u óxido de hierro (II), FeO)

Azul

Óxido de cobalto (II), CoO

Violeta

Óxido de manganeso (II), MnO

Negro

Óxido de manganeso (IV) MnO2 y óxido de níquel (II), NiO

Ámbar

Sulfuro de hierro (III), Fe2S3 y carbono, C

Blanco

Fluoruro de calcio, CaF2 (o cloruro de sodio, NaCl) suspendido en el vidrio

Todos usamos cosas de vidrio: jarras, botellas, lentes, ventanas, focos y muchos otros objetos de la vida diaria. Pero además el vidrio se usa para fabricar los cinescopios de la televisión, los monitores de las computadoras, los prismas de los espectrofotómetros, el material de vidrio para los laboratorios e, incluso, las fibras ópticas que están revolucionado el mundo de las comunicaciones.

Los españoles hicieron un buen negocio cuando les pidieron a los indígenas americanos oro por cuentas de vidrio. Quizá hoy el buen negocio sea al contrario: ¡pedir vidrio por oro!

Referencias

Kolb, K. E., Kolb, D. K. J. Chem. Educ. 2000, 77, 812-816

López, T.; Martínez, A. El mundo mágico del vidrio. Colección "La Ciencia desde México" # 137. Fondo de Cultura 1994, México, D. F.

Chamizo, J. A. ¿cómoves? 1999, 1 (4), 26-28

Horizontes 2003, 8 (15) 32-37

 

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