Al nostre entorn, el vidre i el vidre són a tot arreu, des de les finestres de les nostres cases i vehicles, fins a flascons de medicaments i pantalles de telèfons mòbils. Tot i això, no moltes persones coneixen el procés exacte de com es fa el vidre o com es diferencia del vidre.
En aquest article explorarem el fascinant procés de fabricació del vidre i el vidre, les seves propietats, i les diferències clau entre tots dos. Avui dia utilitzem una gran quantitat d'objectes elaborats amb aquests materials, des d'ampolles i flascons fins a miralls i televisors. Conèixer el procés de creació d'aquests materials ens ajudarà a apreciar encara més la seva omnipresència a la nostra vida diària.
Com es fa el vidre?
El vidre, també conegut en ocasions com a vidre (encara que no ho és en sentit tècnic), es fa principalment a partir de sorra. La sorra conté sílice, un compost que actua com la base principal del vidre. Tot i això, el vidre no es fabrica únicament amb sorra, es requereix barreja amb altres elements com el carbonat de sodi (Na2CO3) i pedra calcària (CaCO3).
La composició estàndard del vidre implica la combinació de tres ingredients bàsics: sorra de quars (rica en sílice), calç (CaO) i sosa (carbonat de sodi). La barreja d'aquests tres ingredients s'escalfa a temperatures extremadament altes entre 1.400ºC i 1.600ºC en un forn. En fondre's, la barreja es transforma en una pasta vítria. Aquest material fos, anomenat vidre fos, se sotmet després a diferents processos d'emmotllament per crear la forma final desitjada.
És important aclarir que allò que popularment s'anomena “cristall” sovint és simplement vidre amb algun tipus d'additiu, com l'òxid de plom (PbO), que li confereix propietats diferents. Aquest tipus de vidre es coneix com a vidre amb plom, i encara que se l'anomeni vidre, no té l'estructura cristal·lina que té un veritable vidre mineral.
Fabricació de vidre
La fabricació de productes de vidre es pot fer a través de diversos mètodes, depenent del tipus de producte a crear. Aquí algunes de les tècniques més comunes:
- Moldeig per bufat automàtic: Aquesta tècnica s'utilitza principalment per fabricar ampolles, gots i contenidors. El vidre fos s'introdueix en un motlle buit amb la manera desitjada. S'injecta aire comprimit al motlle per expandir el vidre cap a les parets internes del motlle, modelant-ne la forma. En refredar el vidre, s'endureix i es pot retirar del motlle per al seu ús. Aquest procés és completament automatitzat a la indústria moderna.
- Conformat per flotació sobre bany d'estany: Aquest procés és comú en la manufactura de vidres plans, com els que es fan servir per a finestres. El vidre fos s'aboca sobre una capa d'estany líquid, ja que és menys dens que l'estany, el vidre «flota» i s'expandeix en una capa uniforme. Després, la cinta de vidre sura sobre l'estany i s'empeny cap a un altre forn on es refreda de manera controlada.
- Conformat per rodets: És una tècnica similar a l'anterior, però en lloc d'estany, la pasta de vidre passa a través de rodets que li donen forma i gruix. Els rodets poden ser llisos o tenir un patró gravat, la qual cosa permet formes específiques al vidre, com el vidre de seguretat.
Propietats del vidre i el vidre
El vidre té propietats molt útils que el fan adequat per a una ampla diversitat d'aplicacions. Aquestes són les principals característiques del vidre:
- Transparència: Permet el pas de la llum, cosa que el fa ideal per a finestres, lents i dispositius òptics.
- Impermeabilitat: No permet el pas de líquids ni gasos, cosa que el converteix en un material ideal per ampolles i flascons d'emmagatzematge.
- Resistència química: El vidre és altament resistent a la majoria dels productes químics, per la qual cosa es fa servir comunament en laboratoris i entorns industrials.
- duresa: Encara que és fràgil i es pot trencar fàcilment amb impactes, el vidre és resistent al ratllat i al desgast.
D'altra banda, el vidre és una matèria primera natural, present a la natura en diverses formes, com el quars. Sovint fem servir la paraula «cristall» per referir-nos erròniament a objectes elegants fets de vidre, però el veritable vidre posseeix una estructura molecular ordenada i poden formar formes geomètriques.
Quan parlem del «cristall» utilitzat en objectes fins, com copes per a vi, en realitat ens referim al vidre que té una alta concentració de plom. No és un cristall natural, però sí que té un índex de refracció més gran, cosa que atorga aquesta brillantor i centelleigs característics.
El 1969 es van establir estàndards a la Unió Europea per a l'ús correcte del terme «cristall» en referència a productes de vidre. Aquests són els requisits:
- El contingut de plom ha de superar el 24%.
- La densitat ha de ser superior a 2,90.
- L‟índex de refracció ha de ser superior a 1,545.
Aquests productes no s'han de confondre amb el vidre reciclat comú que trobem en envasos, ni s'han de col·locar en contenidors de reciclatge de vidre, com ara les làmpades fluorescents, ja que tenen un tractament diferent.
Tipus de vidre
A continuació, es detallen alguns dels principals tipus de vidre i les seues característiques:
- Vidre sòdic-càlcic: Aquest és el tipus de vidre més comú i està fet de sílice, sodi i calci. Gràcies a la presència de calci, aquest vidre no és soluble en aigua, cosa que el fa ideal per a la fabricació de finestres i altres objectes quotidians.
- Vidre de plom: Utilitzat en òptica, aquest tipus de vidre conté plom al lloc de calci. Això millora el seu índex de refracció, cosa que és útil per a càmeres, lents i altres dispositius òptics. A més, el vidre de plom és fàcil de manipular i gravar.
- Vidre de sílice: Aquest vidre és extremadament pur i altament resistent a la calor, amb una temperatura de reblaniment superior als 1500 ºC. S'utilitza en aplicacions exigents, com ara filtres UV i materials de laboratori altament resistents.
- Vidre de borosilicat: Conegut per la seva resistència a la calor, aquest vidre està fet de sílice i bor, cosa que el fa idoni per al laboratori, utensilis de cuina i vidre resistent a la calor en general.
Cristall i Vidre a la Natura
Hi ha vidres que es formen de manera natural, el més comú és l'obsidiana. Aquest tipus de vidre es forma quan la lava d'un volcà es refreda ràpidament, atrapant a dins bombolles de gas i creant una superfície llisa i uniforme.
Els vidres, a diferència del vidre, es formen a través de processos de cristal·lització a la natura. Es troben en pedres precioses, minerals i altres formacions i són apreciats per la seva estructura atòmica ordenada.
Com hem vist, encara que sovint confonem vidre i vidre, no són el mateix. El vidre és una invenció humana, mentre que el vidre es troba a la natura. Ambdós materials han influït profundament en el nostre desenvolupament tecnològic i són essencials per a aplicacions que van des de la construcció fins a l'òptica, la medicina i la tecnologia d'avantguarda.