“If it isn’t grown it has to be mined”
Estrenamos nueva sección, “la Geología de tu vida”, en la que pretendo mostrar como las Ciencias de la Tierra, su conocimiento y especialización, están detrás de muchas cosas cotidianas en nuestro día a día sin saberlo.
Esta sección tiene su origen en una charla que di en un Instituto que titulé de esa manera, y en la que me centré en tres aspectos fundamentales: recursos, riesgos e ingeniería. Empezaremos por la parte de los recursos, y al hilo de la entrada de las Cervezas y Geología, se me ocurrió pensar en el vidrio de las botellas o los tarros, algo que utilizamos a diario.
Si acudimos a la definición de la RAE sobre el vidrio: “Material duro, frágil y transparente o traslúcido, sin estructura cristalina, obtenido por la fusión de arena silícea con potasa y moldeable a altas temperaturas”.
Ahora un poco de historia. No se tienen referencias exactas del comienzo del uso del vidrio pero se han encontrado restos en Mesopotamia (3.000 a.C) y evidencias del uso por civilización egipcia y fenicia (2.000 a.C). En la Biblia se habla del vidrio como un material comparable al oro, debido seguramente a ser un material poco común. La revolución del vidrio llega con la técnica del vidrio soplado y la propagación del Imperio Romano que hizo accesible el uso del vidrio a la población. En siglo XV, Venecia se convirtió en el principal productor de vidrio en Europa, con su “Cristal de Murano” (isla veneciana), y posteriormente se inventó la técnica del vidrio plano en Francia. Después de la revolución industrial se introdujo el carbón para la calentar los hornos y la automatización en la producción.
Los principales componentes en la fabricación de envases de vidrio son:
–Vitrificantes que son los que forman la red vítrea, siendo el SiO2, la sílice, el elemento principal.
–Fundentes que al introducirse en la red vítrea facilitan menores intervalos de fusión para el vidrio, siendo la “sosa ash”, óxido de sodio, el material más utilizado y el óxido de calcio , CaO, cuya materia prima es la caliza.
–Estabilizantes que aseguran la estabilidad de la red vítrea.
–Secundarios: colorantes, opacificantes…
Para nuestros recipientes de vidrio son los vidrios sodocálcicos los que más se usan.Tienen como composición: la sílice (70-75%), el óxido de sodio (12-16%) y el óxido de calcio (8-12% caliza). Y en menores proporciones K, Mg y Al.
En este post hablaremos un poco más de la sílice, SiO2. El aporte de sílice a la red vítrea se ha realizado siempre con arenas de cuarzo, siendo el principal criterio para usar el material que su riqueza en sílice sea del 98,5-99,5%, para obtener un vidrio transparente. Otro factor importante a la hora de seleccionar la arena es su granulometría, es decir el tamaño de las partículas y la forma de los granos, si son redondeados o irregulares.
Antes de seguir, repasemos algunos conceptos:
–Silíceo: (Si) es un elemento químico del grupo de los metaloides o semimetales. Es el segundo elemento más común en la corteza terrestre, un 27%, después del Oxigeno (casi un 50%).
–Sílice: es un compuesto químico formado por Silicio y Oxígeno
–Silicato: grupo de minerales, los más abundantes en la corteza, cerca de un 90%, y están formados por Silicio y Oxígeno. El feldespato es, con mucho, el silicato más abundante, cerca del 50% de la corteza terrestre, siendo el cuarzo el segundo en abundancia.
Como ya se ha comentado, la sílice apare en la naturaleza de forma muy extensa, desde formas relativamente puras de mineral, como venas de cuarzo, en rocas consolidadas como areniscas o cuarcitas y en arenas, es decir, material no consolidado.
A modo de ejemplo: En España hay un yacimiento de arenas feldespáticas que está ubicado en Carrascal del Río, al este de la provincia de Segovia. Se trata de un yacimiento de arenas de origen eólico, procedentes de la meteorización y erosión de la Sierra de Guadarrama. Es un yacimiento cuyas características principales son la homogeneidad y calidad de la sílice y del feldespato potásico.
Como curiosidad, los vidrios no suelen presentar color, pero las tonalidades a las que estamos acostumbrados (pienso en ese botellín de cerveza) se deben a compuestos metálicos en su composición química. El rojo se debe por presencia de manganeso, el azul por cobre y cobalto, el verde por hierro, cobre y cromo. Hablamos de proporciones muy pequeñas, normalmente inferior al 1%.
Y bueno, vidrio no es solo el de los envases, botellas, tarros y frascos. Hay bastantes tipos y aplicaciones. Tenemos el vidrio plano para ventanas, lunas de escaparate o espejos; lanas minerales de vidrio y de roca (como aislantes); vidrio doméstico como vidrio de mesa, menaje de cocina y de los artículos decorativos, como vasos, tazas, tazones, platos, floreros y ornamentos. Y multitud de usos especiales como vidrio de tubos catódicos (CRT) para las televisiones y monitores, vidrio de iluminación (fluorescentes y bombillas), tubos para la industria farmacéutica, vidrio de laboratorio y técnico, vidrio de borosilicato y de cerámica (menaje de cocina y usos domésticos a altas temperaturas), así como el vidrio para la industria de la electrónica (paneles de LCD).
Y no penséis que la sílice se usa solo para elaboración de vidrio: cerámica, industria, construcción, tecnología….Ya hablaremos en otro momento.
Foto de portada: https://www.vidrio.org/
Referencias:
Bustillo Revuelta M, Calvo Sorando J.P., Fueyo Casado L.(2001): “Rocas Industriales”. Editorial Rocas y Minerales
Bureau of Mies, USA (1992): “Cristalline Silica Primer”
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