Por qué los arquitectos modernos están enamorados del vidrio

En el mundo de la arquitectura moderna, los factores subyacentes como las nuevas tecnologías, las actualizaciones de materiales, los requisitos ambientales y la complejidad estética allanan el camino para innovaciones ilimitadas. Un ejemplo es el vidrio, un material de construcción que se ha refinado dramáticamente a lo largo del tiempo y ha experimentado una serie de avances. Pasó de ser un material más decorativo a ser un componente estructural integral. El vidrio ha pasado de sus raíces artesanales al mundo de la producción en masa [1].

El vidrio se ha utilizado en la construcción desde hace mucho tiempo, desde el Crystal Palace de Londres, un edificio que data de 1851 y consta de 300.000 láminas de vidrio, hasta el nuevo Hayden Planetarium en Nueva York. El planetario se completó en 2000 en el Museo Americano de Historia Natural en Manhattan, con una enorme esfera de 87 pies de diámetro que aparentemente flota en el centro de un impresionante cubo de vidrio. Estos son solo dos de muchos proyectos arquitectónicos en el mundo que muestran las asombrosas posibilidades de utilizar vidrio [2].

Además de sus elegantes características estéticas, la versatilidad del vidrio como material de construcción es más fascinante. Sus diferentes propiedades, tipos y aplicaciones hicieron del vidrio una industria global en el siglo XXI. Con su amplia gama de funciones, el vidrio es cada vez más apreciado por los arquitectos de todo el mundo.

Propiedades del vidrio

El vidrio posee las siguientes propiedades que lo convierten en una elección ventajosa de material en la industria de la construcción:

1. Transparencia y Translucidez

La transparencia proporciona un punto de conexión con el exterior, como suele observarse en la fachada de los edificios. La transparencia del vidrio es causada por su naturaleza no cristalina y la peculiaridad de los enlaces dentro del propio vidrio. Además, con el advenimiento de la tecnología, el vidrio se puede hacer más opaco para exhibir translucidez. Tales propiedades permiten que el vidrio manipule la luz para ciertos propósitos [3].

2. Aislamiento

El vidrio tiene una buena respuesta aislante frente a la transmisión de luz visible, calor, electricidad y radiación electromagnética. También resiste bien la transmisión del sonido, siempre que se utilice un espesor adecuado. Por ejemplo, la única forma efectiva de aumentar el aislamiento acústico de un solo panel de vidrio es aumentando su grosor, ya que su amortiguación y rigidez no se pueden cambiar. El vidrio más grueso tiende a proporcionar una reducción de sonido más significativa [4].

3. Fuerza

En general, el vidrio regular tiene una baja resistencia al impacto, se agrieta o se rompe fácilmente bajo el impacto. Aún así, ciertos tipos de vidrio, como el vidrio templado o el vidrio termoendurecido, exhiben altos valores de resistencia al impacto. Las técnicas de fortalecimiento del vidrio, como el grabado, el fortalecimiento térmico, el fortalecimiento del intercambio iónico, el esmaltado vítreo, el fortalecimiento químico y el refuerzo de fibra, permiten que los vidrios tengan una mayor resistencia a la deformación bajo carga [5].

4. Resistencia química y resistencia al fuego

El vidrio es altamente resistente a las reacciones químicas impulsadas por diferentes condiciones ambientales o ácidas. Puede soportar los efectos de la mayoría de los productos químicos, como el amoníaco y el ácido sulfúrico. En caso de incendio, los vidrios termotratados son capaces de detener la propagación de las llamas hacia los espacios contiguos, bloqueando significativamente el humo y los gases tóxicos que emanan de los muebles y materiales en llamas. Puede crear un aislamiento térmico adicional o reducir el paso de la radiación térmica [7].

5. Reciclabilidad

El vidrio como material es 100% reciclable. Se puede reciclar sin comprometer la calidad o la pureza. El vidrio reciclado ayuda a conservar energía al reducir las emisiones y el consumo de materias primas [3].

Tipos de vidrio utilizados en la industria de la construcción

El vidrio arquitectónico viene en diferentes categorías de resistencia, a saber:vidrio recocido, vidrio totalmente templado y vidrio templado al calor . Por otro lado, existen tipos de vidrios especializados fabricados con diferentes calidades para mejorar el rendimiento, a saber:vidrio laminado , vidrio aislante , vidrio revestido , cristal tintado y vidrio de alambre .

1. Vidrio flotado (recocido)

El vidrio flotado, también llamado vidrio recocido, es el más común entre los tipos de vidrio arquitectónico. Está hecho de materias primas como sílice, carbonato, sulfato y piedra caliza. El vidrio flotado tiene una calidad superficial excepcional ya que no se somete a tratamiento térmico y por lo tanto no está sujeto a la distorsión normalmente producida por el templado del vidrio. A menudo se utiliza en estructuras residenciales. Sin embargo, en caso de rotura, el vidrio recocido se rompe peligrosamente en fragmentos afilados [8,9].

2. Vidrio totalmente templado (endurecido)

El vidrio totalmente templado está sujeto a termoendurecimiento, es decir, se calienta a una temperatura específica de aproximadamente 650 °C seguido de un enfriamiento rápido bajo un flujo de aire intenso. Esto da como resultado una mayor resistencia, ductilidad y resistencia mecánica. Al enfriarse, la estructura interior del vidrio templado sufre tensión de tracción, mientras que la superficie exterior experimenta tensión de compresión, lo que resulta en una mayor resistencia a la flexión por tracción y una resistencia al impacto superior a la del vidrio flotado.

El vidrio totalmente templado posee una resistencia cuatro veces mayor que la del vidrio recocido , dando alta resistencia contra la rotura, y por lo tanto minimizando los riesgos de lesiones personales y daños a la propiedad. El vidrio templado se suele utilizar en paneles laterales de escaleras mecánicas, parabrisas de coches deportivos, suelos de cristal y muros cortina de edificios de gran altura, entre otros [8,9].

3. Vidrio reforzado con calor

El vidrio termoendurecido es un vidrio semiendurecido y parcialmente templado que es fuerte y resistente a la rotura por estrés térmico o cargas de viento. Su fuerza y ​​resistencia a la rotura es al menos dos veces mayor que la del vidrio recocido. El tratamiento térmico da como resultado algunos niveles de distorsión y los casos de rotura producirían fragmentos grandes [8,9].

4. Vidrio Laminado

El vidrio laminado está hecho de dos o más paneles de vidrio templado o reforzado con calor con una lámina intermedia (por ejemplo, acetato de vinilo de etileno o butiral de polivinilo). Es un tipo de vidrio de seguridad que evita la caída de peligrosos fragmentos de vidrio cuando se rompe. Su capa intermedia de plástico también proporciona protección contra los rayos ultravioleta y buenas características acústicas.

5. Vidrio aislante

El vidrio aislante está compuesto por dos o más hojas de vidrio, separadas por un material espaciador y selladas herméticamente. Se utilizan comúnmente para el control de la condensación y el aislamiento térmico. El espacio de aire aislante se puede llenar durante el proceso de producción con aire seco o gas de baja conductividad como argón o hexafluoruro de azufre. El vidrio aislante está hecho para evitar significativamente la transferencia de calor hacia y desde el edificio, lo que reduce la ganancia y la pérdida de calor para brindar un rendimiento térmico superior.

6. Vidrio revestido

El vidrio revestido es un vidrio cubierto con compuestos metálicos, como óxidos de hierro y compuestos de estaño, que no solo brindan atractivo estético, sino que también regulan su desempeño térmico al reflejar la luz visible y la radiación infrarroja. Por ejemplo, se pueden colocar películas delgadas y duraderas de metal u óxidos metálicos sobre la superficie de láminas de vidrio transparente o tintado para fabricar vidrio con revestimiento reflectante. El vidrio revestido evita que el deslumbramiento visual y la luz solar no deseada entren en un edificio [9].

7. Vidrio de alambre

El vidrio de alambre presenta una malla de alambre de acero incrustada en el vidrio de la placa , lo que ayuda a que se mantenga unido en caso de agrietamiento. También se utiliza como retardante de fuego [6]. Sin embargo, la malla de alambre genera puntos débiles en toda la estructura de vidrio, debilitando su fuerza y ​​resistencia al impacto.

Las constantes innovaciones y avances tecnológicos continúan aumentando las posibilidades del uso del vidrio en el mundo de la arquitectura y la ingeniería. Con su atractivo estético, versatilidad y capacidad para aprovechar la luz natural mejor que cualquier otro material, el vidrio se eleva como un componente indispensable en la construcción de la era moderna [2].

Numerosos edificios espectaculares son un testimonio de su excelente valor. La Filarmónica de Szezecin en Polonia presenta vidrio acanalado que se eleva hasta su techo inclinado. La sede central de Gores Group en Beverly Hills muestra paneles de vidrio que forman una serie de círculos y diamantes. La Catedral de Cristo en Garden Grove de California refleja la belleza de su entorno a través de sus paneles de vidrio espejado. Todas estas maravillas de la arquitectura son posibles gracias al milagro del vidrio [10].

En respuesta al inmenso valor del vidrio en la actualidad, las empresas de fabricación de vidrio colaboran incesantemente con arquitectos y diseñadores por igual para ampliar las oportunidades de utilizar el vidrio en la arquitectura. Por ejemplo, SCHOTT, un fabricante de vidrio arquitectónico con más de 130 años de experiencia, se especializa en áreas de materiales de vidrio, formulaciones y tecnologías avanzadas que se esfuerzan por llevar a cabo dichos esfuerzos. El productor de vidrio también ha ofrecido servicios en la preservación y protección de objetos culturales sensibles y fachadas históricas con sus vidrios protectores antirreflectantes [11].