Tercer Milenio

En colaboración con ITA

Vidrio, el amigo transparente

Es único porque deja pasar la luz y, aunque es frágil, lo resiste casi todo: no se contamina, dura como nadie y es infinitamente reciclable. Reina en los laboratorios y también a nuestro lado, en mil y una aplicaciones. Ya se dice que esta es la era del vidrio. 2022 es su año

Cuando aumenta la temperatura, la viscosidad del vidrio cambia y se deja dar cualquier forma.
Cuando aumenta la temperatura, la viscosidad del vidrio cambia y se deja dar cualquier forma.
Javier Belver

"Cuando enciendes el soplete, o te engancha o lo odias. Si te gusta la calor, la dulzura, trabajar el vidrio es una droga y si no, no lo soportas", dice Javier Pérez Valero mientras da forma a un serpentín en uno de los bancos de trabajo del Servicio de Soplado de Vidrio de la Universidad de Zaragoza. "Se mete en las venas", reconoce su compañero Daniel Tejeiro. Aquí se diseñan, fabrican y reparan todo tipo de aparatos y herramientas de vidrio y cuarzo para laboratorio.

El vidrio si no lo calientas, no se puede modificar, así que todas las piezas pasan por el soplete. "¡Es tan bonito! –exclama Pérez Valero–. A mí me flipa que, a un tubo de vidrio, simplemente con calor y aire, puedas conseguir darle cualquier forma o textura que te imagines, dependiendo de tu habilidad. Tener la oportunidad de trabajar con un material que da esa versatilidad me encanta; es tanta su grandeza que nada le cae mal... salvo que tengas un mal día: el vidrio te lo nota". En el fondo, "puedes hacer con él lo que quieras, mientras lo hagas con dulzura, con cariño, dándole su tiempo", apunta Tejeiro.

"La fibra óptica de las comunicaciones es borosilicato –como el de este tubo– en una camisa de plástico. Son de vidrio desde los cristales de una nave espacial hasta una botella de agua o las gafas de ver... –enumera Pérez–. Todo es el mismo material. Da un abanico tan inmenso de posibilidades que es imposible no quererlo". Con el fin de reconocer su importancia en sectores como el aeroespacial, la automoción, la salud o la arquitectura, la Asamblea General de Naciones Unidas declaró 2022 como Año Internacional del Vidrio. Con un sólido argumento: "El vidrio ha acompañado a la humanidad durante siglos, enriqueciendo la calidad de vida de millones de personas como uno de los materiales más importantes, versátiles y transformadores de la historia".

Un oficio a fuego lento

El soplado de vidrio es un oficio a fuego lento. Pregunto cuánto se tarda en hacer un recipiente con un brazo lateral y una llave de paso que se llama ‘schlenk’: "El primero, diez años y 45 minutos; el último, solo los 45 minutos", responde Javier Pérez Valero, que lleva treinta años en este servicio universitario. Porque "formar a un soplador de vidrio son diez años". En su localidad natal, Alfamén, había talleres de vidrio que se dedicaban a hacer porrones y vasijas para guardar vino y aceite y, allá por el año 91, "para recuperar el oficio, con los primeros dineros europeos que llegaron se creó una casa de oficios donde estuve dos años y un tercero de formación específica en vidrio científico". Unos meses después entró en la universidad, donde Arturo Laguarta fue su maestro: "Estuve 26 años con él", concreta. Ahora, Pérez está formando a Daniel Tejeiro, pero faltan sopladores.

"Dani es el más joven y detrás voy yo". Lleva la cuenta: "Hace cinco años, en España había 22 sopladores de vidrio científico. Ahora somos algo más de una docena y en cinco años, nos quedamos seis o siete. Si eres soplador de vidrio, tienes trabajo mañana, no hay ni uno en paro. La gente se pelea por ellos. Realmente, Dani se lo ‘robé’ a Emilio, soplador de la Complutense". Daniel tiene 32 años, es madrileño y en enero cumplirá su quinto año en Zaragoza. Empezó en la Universidad Complutense de Madrid (UCM), con Emilio Elvira. "Acababa de salir de FP y no tenía trabajo; el Taller de Vidrio Científico de la UCM era el único sitio donde no pedían experiencia, y me aventuré". Le gustó y, tras unos años aprendiendo, "salió la oportunidad de venir y no me lo pensé".

Sopletes y hornos hacen del Servicio de Soplado de Vidrio uno de los espacios más caldeados de la Facultad de Ciencias.
Sopletes y hornos hacen del Servicio de Soplado de Vidrio uno de los espacios más caldeados de la Facultad de Ciencias.
Javier Belver

No son muchas las universidades que cuentan con un servicio de estas características. "Barcelona, por ejemplo, no tiene. En el de Universidad de Cádiz, se jubiló la sopladora y lo cerraron. En Málaga, a los cinco años de montarlo lo desmantelaron porque no habían encontrado soplador", cuenta Javier Pérez. Por eso desde Zaragoza se trabaja para otras universidades: País Vasco, La Rioja, Navarra, Oviedo, Sevilla...

Pérez Valero alerta de que, "en este servicio, tendríamos que meter a una persona para formarla ya. A mí me quedan diez años de trabajo y me gustaría irme con el taller cubierto. He visto tantos talleres de universidades que han acabado cerrados... Ahora somos dos, que es el mínimo, pero deberíamos ser tres, ya que es un trabajo en el que no puedes parar porque suene el teléfono, no puedes dejar una pieza a medias. Uno tiene que estar al soplete siempre y hay que atender a los investigadores, hacer los diseños...".

Porque investigadores y sopladores de vidrio trabajan de la mano: "Ellos nos explican sus necesidades: quiero hacer una sublimación de un material, a vacío, que se deposite en otra zona... y la pieza se diseña sobre el papel, delante de él". Con un depósito, tubos internos, para refrigerar o calentar, entradas de sondas, una parte en vacío... Una vez que se ha detallado el plano, se pasa al taller, donde el modelo cobra forma en el soplete. Combinando la pura artesanía con algunos materiales de montaje estandarizados que tienen en estocaje, como llaves, esmerilados o roscas. La pieza recién fabricada debe después hornearse 24 horas. En caliente, "la metes en el horno a 550 grados para que se enfríe despacito, igualando la temperatura de toda la pieza para relajar tensiones. Si no se templara, cualquier golpecito podría hacer saltar el vidrio". Finalmente, el investigador o el técnico de laboratorio verifica la pieza, "la prueba y si hace falta, la vuelve a traer porque la investigación es un proceso de prueba y error, en el que se va mejorando hasta conseguir justo lo que se necesita".

Julio es momento de reparar el material de prácticas. Desde finales de agosto, se empiezan a adelantar los diseños de investigación: condensadores, probetas, líneas de vacío, destiladores, reactores –"que cuando lo dices, la gente piensa en un avión y no son más que depósitos donde se crea una reacción química y que pueden ir termostatizados o en atmósfera o temperatura controlada..."–.

Se trabajan sobre todo piezas fuera de mercado, específicas para investigación, en tiradas cortas. Este año, con fondos del Gobierno de Aragón, han incorporado algo que les faltaba: un torno con una fresa para poder hacer ellos mismos los moldes para esas piezas específicas, "sin depender de nadie", algo crucial en estos tiempos de retrasos logísticos. Son moldes de grafito, un material que acaricia el vidrio sin que se pegue, "porque el vidrio se trabaja a 1.300-1.400 grados de temperatura y eso no lo aguanta ni el hierro, todo se funde, solo lo puedes tocar con grafito".

Además de formar parte del Servicio de Apoyo a la Investigación de Unizar, este taller también trabaja con empresas y particulares, "con cualquiera que se haga usuario del servicio". Atienden incluso encargos de la publicidad, el cine, la tele y la restauración. De aquí han salido reactores de 5 metros, reproducciones de un aneurisma o los soportes para una tapa mundialmente premiada del restaurante zaragozano Casa Pedro. Y, aparte de fabricar, en este servicio también se repara. Mucho. "A los investigadores les digo: no tiréis nada que se os rompa, porque en vidrio –mientras no esté rayado ni tenga fisuras– se puede reparar todo", señala Pérez. Hay piezas que llevan cien reparaciones e "instalaciones de hace 25-30 años que están como el primer día".

Para exponer la importancia de los SAI, basta una frase: "Detrás de cada investigador, hay un soplador", que interviene en algunos de los muchos pasos que tiene que dar una investigación. A menudo en las pruebas y en los prototipos, ya sean detectores de la contaminación del aire o cocinas de inducción. "Somos una pieza de un engranaje que tiene que funcionar bien", indica Tejeiro, pues los instrumentos de vidrio siguen siendo esenciales. En química, pero también en física, veterinaria, medicina, ingeniería... "El vidrio es único porque no te lleva a engaño, no contamina lo que contiene, no te da falsos datos ni te crea cortocircuitos y, además, puedes ver lo que hay dentro". Ni plásticos ni nuevas aleaciones han podido desbancarlo en los laboratorios. "Lo puedes calentar mil veces y no se degrada".

Más allá de los recipientes inertes, también son de vidrio las lupas y lentes de los microscopios que permiten estudiar objetos y microorganismos invisibles a simple vista, lo que agranda su influencia en la historia de la ciencia y la medicina. De no ser por el vidrio, tal vez no se hubiera descubierto la vida microscópica ni la grandeza del universo.

La era del vidrio

Fuera de los laboratorios, a nuestro alrededor hay más vidrio que el que creemos ver, ya que es el material inventado por el ser humano más versátil que existe. Envasa alimentos y bebidas, y también vacunas. Desde el siglo XX, crea edificios más transparentes y luminosos. En la actualidad es un elemento esencial en sectores como el de la energía, la biomedicina, la agricultura, la electrónica, la información y las comunicaciones, la óptica y la optoelectrónica o el sector aeroespacial. 

Entre las aplicaciones menos conocidas encontramos biovidrios para la regeneración de huesos y tejidos. Las palas de los aerogeneradores son polímeros reforzados con fibra de vidrio. En el futuro, este material aspira a reemplazar al acero, el aluminio, la madera, el PVC y otros materiales tradicionales. Las comunicaciones actuales son posibles gracias a unas hebras de vidrio del grosor de un cabello capaces de transmitir la luz durante cientos de kilómetros antes de tener que amplificar la señal.

¿El secreto? Los vidrios son materiales no cristalinos que combinan transparencia, dureza, resistencia a la corrosión y, además, son excelentes aislantes eléctricos. De ahí su extraordinaria importancia tecnológica. Tanta que ya se habla de que vivimos en la era del vidrio. Si "hace un milenio, las vidrieras inundaban de luz nuestros edificios sagrados, actualmente vemos el mundo y a nosotros mismos a través del vidrio; las pantallas de nuestros móviles, nuestros espejos y nuestros perfiles arquitectónicos", podemos leer en el libro publicado por el Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC) ‘La edad del vidrio’.

Entre los retos actuales de la industria está lograr reducir la energía necesaria para fundir el vidrio. Y entre las claves del futuro del vidrio: la sostenibilidad. En este año de celebración, se está insistiendo en su conexión con los Objetivos de Desarrollo Sostenible porque es un material infinitamente reciclable, ejemplo de economía circular: se fabrica, se rellena, se usa, se recoge y se trata para volver a entrar en el circuito. Aunque aún sería mayor el beneficio ambiental si, como ya se hacía hace unas décadas, se reutilizaran los envases, sin romperlos. "¿Por qué las botellas son de plástico si el vidrio solo lo tienes que fabricar una vez y luego limpiarlo? –se pregunta Javier Pérez Valero–. Es ridículo tirar el vidrio y romperlo para fundirlo y volver a hacer otra botella. Si no está desgastado ni roto ni defectuoso, tiene mil vidas".

El desorden más útil

El vidrio es un sólido sin orden. No es cristal. Mientras los cristales poseen una estructura atómica regular que da lugar a formas definidas y simétricas, los átomos y moléculas se disponen en el vidrio de manera no ordenada.

La mayor parte de los vidrios comunes son fabricados industrialmente y tienen sílice (arena) como componente principal. Al fundirse, son viscosos y se dejan moldear para formar envases, láminas, fibras y tubos. Existen vidrios naturales, como las obsidianas, también llamadas vidrio volcánico.

Un descubrimiento casual

Las primeras cuentas de vidrio han sido datadas en Mesopotamia alrededor del año 3000 a. C. Plinio el Viejo cuenta en su ‘Historia Natural’ que mercaderes de natrón (carbonato sódico natural), en ruta hacia Egipto, descubren el vidrio en Siria por casualidad, cuando utilizan el natrón para apoyar las ollas sobre las fogatas donde cocinaban. Al día siguiente, el natrón se había fundido y, en contacto con la arena de la playa, se había convertido en un material brillante y duro. Los primeros objetos de vidrio fabricados aparecen en Egipto hacia el año 2000 a. C. Los fenicios son los primeros en obtener vidrio transparente e incoloro.

Envases y móviles

En el siglo I a. C., probablemente en la actual Siria, se desarrolla la técnica del vidrio soplado, que se extiende a todo el Imperio Romano. La invención de la caña de soplar constituye toda una revolución tecnológica y pone al alcance de grandes sectores de la población los productos de vidrio.

En el siglo XV, los maestros vidrieros venecianos son tan valorados que se les prohibía salir de la isla de Murano para evitar la difusión de sus secretos.

El color se introduce a efectos artísticos, para identificar la propiedad o para alertar sobre contenidos peligrosos (el azul de las botellas de medicamentos).

A finales del siglo XIX y principios del XX, comienza la producción automática de botellas y se introducen métodos mecánicos en la fabricación del vidrio plano para acristalamientos y espejos, que habían sido un lujo durante largo tiempo.

En 1972 se inventa el proceso de vidrio flotado, que permite producir espesores de vidrio desde 25 milímetros a solo 1. Los teléfonos móviles tienen pantallas de solo 0,5 mm, impulsando la invención de una nueva tecnología de producción de vidrio plano.

La luz viaja por el núcleo de la fibra óptica rebotando como una pelota entre las paredes de vidrio de una pista de ‘squash’.
La luz viaja por el núcleo de la fibra óptica rebotando como una pelota entre las paredes de vidrio de una pista de ‘squash’.
Ramón Lozano Rodas / Flickr

A toda velocidad

Actualmente, se fabrican al año más de 500.000.000 de kilómetros de fibra óptica vítrea para las comunicaciones. Este material permite la transmisión de pulsos de luz (datos) con mínimas interferencias y a velocidades y distancias mucho más elevadas que la transmisión por cables.

Con información de la exposición ‘Vidrio: presente y futuro circular’ y del libro ‘La edad del vidrio’ (CSIC)

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