El proceso de fabricación del vidrio:de los orígenes antiguos a las técnicas modernas

El proceso de fabricación del vidrio se remonta al año 3500 a. C., cuando la cerámica se recubría con un esmalte de superficie de vidrio. Si bien existen muchas variaciones modernas en el proceso de fabricación de vidrio para usos industriales y científicos, el vidrio tradicional utilizado para fabricar ventanas, recipientes para alimentos y bebidas y formas ornamentales todavía se fabrica con los mismos tres ingredientes utilizados en la antigüedad. Se trata de arena, bicarbonato de sodio a base de álcali conocido como "ceniza de soda" y cal procedente de piedra caliza. Estos tres ingredientes principales se fusionan en un horno a una temperatura de alrededor de 2500° Fahrenheit (1371° Celsius), después de lo cual se pueden agregar varios ingredientes menores para alterar el color o el brillo del vidrio. Luego se enfría varios cientos de grados para poder darle forma soplando, presionando o dibujando en tuberías, cuencos, espejos, ventanas y más.

La introducción de carbonato de sodio en el proceso de fabricación de vidrio se descubrió desde el principio como una forma de reducir el punto de fusión inicial desde un pico de alrededor de 4100° Fahrenheit (2200° Celsius) a 2700° Fahrenheit (1482° Celsius). La carbonato de sodio, sin embargo, hace que el vidrio sea algo soluble en agua, por lo que se añadió cal procedente de piedra caliza para evitarlo, y ahora se sustituye la cal por otros productos químicos, como el óxido de aluminio, ya que ofrecen una mayor estabilidad química. El vidrio sodocálcico todavía representa el 90% de todo el vidrio fabricado.

A medida que el vidrio se enfría, se vuelve más fácil darle formas, pero debe recalentarse continuamente durante el proceso de fabricación del vidrio para agregarle resistencia y evitar que se rompa. Este procedimiento se conoce como recocido. También se emplea un proceso de templado adicional para fortalecer el vidrio, recalentándolo y luego enfriándolo repentinamente con ráfagas de aire frío.

El método de modelado más común en el proceso de fabricación de vidrio en la antigüedad implicaba soplar aire en una bola de vidrio fundido al final de un tubo largo y hueco, que los romanos perfeccionaron para hacer hermosos jarrones y cuencos. La fabricación de vidrio flotado, inventada en 1959 por una empresa británica, es el mayor método de producción actual que se realiza vertiendo vidrio fundido en un tanque con estaño derretido en la superficie. El vidrio flota sobre la lata y forma láminas extremadamente suaves que luego se pueden cortar en forma de ventanas. La dolomita se incluye a menudo en la fabricación de láminas de vidrio en niveles inferiores al 0,1% para mantener la calidad incolora del vidrio. Dibujar una corriente de vidrio fundido alrededor del interior de un cilindro de metal mientras gira y se bombea aire es otro proceso frecuente de fabricación de vidrio que se utiliza para fabricar una amplia gama de tubos de vidrio para bombillas, tubos de vacío y cristalería utilizada en laboratorios.

Otros tipos de vidrio especializado incluyen el vidrio con plomo, que contiene al menos un 20 % de óxido de plomo y es brillante cuando se corta y faceta. Los productos de vidrio resistentes al calor utilizados en tazones de cocina y material de laboratorio se fabrican añadiendo un 5 % de óxido bórico o compuestos de aluminosilicato. Los productos de vidrio coloreado se fabrican añadiendo sulfuros de hierro para los colores marrón y ámbar, cromato de hierro para los tonos verdes y cobalto blanco para los tonos azules. El vidrio soplado natural tiene un color de rojo a naranja sin necesidad de aditivos químicos.

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