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Cotidiano | Diciembre 2004
 

El mito del vidrio

A veces los mitos científicos pueden ocasionar daños. Sin dudas, los más letales son aquellos vinculados a la salud, aunque hay otros que parecen inocuos y no lo son. Basta tomar como ejemplo lo que pasó en un conocido episodio de la farándula argentina.

El miércoles 11 de febrero de 1998 la diva argentina Susana Giménez le arrojó un pesado cenicero de vidrio a su pareja del momento, el polista Huberto Roviralta, dándole de lleno en la nariz. La nariz sangrante de Roviralta es quizás el capítulo más preciado en la larga telenovela de las separaciones conyugales de Susana.  Hasta hoy  aquel cenicerazo es considerado como paradigma de la venganza del género femenino ante el accionar de los vividores.  Vamos aquí a contar la verdad de lo sucedido.

Huber estaba recién llegado de un viaje por Europa, y allí una joven guía francesa le contó que los cristales de las iglesias medievales eran más gruesos en su parte inferior que en la parte superior debido a que el vidrio es un líquido que fluye muy lentamente.  Susana lo miró contrariada y le retrucó que en artículos científicos  recientes se demostraba que lo del vidrio que fluye era un mito. Roviralta respondió que la joven francesa parecía muy segura de sus dichos. La discusión subió de tono hasta que, al borde del paroxismo, Susana tomó el famoso cenicero y mostrándoselo al Huber, le gritó “¿Vos me decís que esto fluye como el agua? Tomá, mojate un poco”.

Aunque ni usted ni Roviralta lo crean, Susana Giménez tenía razón. El vidrio no es un líquido, el vidrio no fluye y los vitrales de las viejas iglesias no han estado derramándose durante sus siglos de existencia.

Sólidos, líquidos y vidrios

En la mayoría de los cuerpos sólidos -por ejemplo, en una barra de hierro o en un diamante- los átomos que lo componen se ubican  formando patrones muy bien definidos, como el de la figura, unidos rígidamente unos con otros. Se dice entonces que el cuerpo tiene una estructura cristalina o que el sólido es cristalino. Cuando se calienta el cuerpo sólido, sus átomos comienzan a agitarse y consecuentemente se desplazan respecto a sus posiciones en la estructura cristalina. A una temperatura muy precisa, la llamada temperatura de fusión, los desplazamientos son tan grandes que el sólido se rompe, ahora los átomos son libres de moverse a piacere, aunque constantemente estén formando y rompiendo uniones débiles entre sí. Cuando esto ocurre, el sólido se transforma en un líquido.

Ahora, ¿qué pasa cuando enfriamos un líquido? Aunque los líquidos puedan desparramarse y acomodarse al recipiente que los contiene, existe cierta resistencia (viscosidad) a su fluir. Cuando un líquido se enfría la viscosidad aumenta y estorba el proceso de cristalización, es decir, los átomos se mueven más lentamente y tardan más tiempo en alcanzar sus posiciones de equilibrio en la estructura cristalina. La mayoría de las veces cuando la temperatura llega a la de solidificación (igual a la de fusión) el líquido cristaliza, se transforma en un sólido cristalino. Pero puede ocurrir que el líquido se sobreenfríe, es decir, que permanezca como tal por debajo de la temperatura a la cual debería haber solidificado. El líquido sobreenfriado es muy sensible a cualquier perturbación y tiende a cristalizar con mucha facilidad. Por ejemplo, suele ocurrir que una botella de algún espumante,  que vemos en estado líquido dentro del freezer, al tocarla se congele de inmediato. Si la viscosidad aumenta suficientemente a medida que se sigue sobreenfriando el líquido, puede ocurrir que éste nunca cristalice. La alta viscosidad convierte al líquido en una gelatina cada vez más espesa hasta que, eventualmente, se transforma en un sólido amorfo por debajo de cierta temperatura. Este sólido amorfo es lo que llamamos estado vítreo o simplemente vidrio. Es un sólido tan rígido como cualquier otro, sus átomos están fijos, sin fluir, pero no se ubican formando un patrón definido, sino que parecen estar distribuidos al azar, sin ninguna periodicidad. En un líquido las moléculas también están desordenadas, pero no se unen  rígidamente entre sí y por lo tanto pueden moverse.

En principio cualquier líquido puede transformarse en vidrio si es enfriado lo suficientemente rápido; sin embargo, unos son más fáciles de vitrificar que otros. El más común es el vidrio de las ventanas y de las botellas, formado principalmente por arena, cal y ceniza.  Pero existen otros materiales vítreos como las tazas de café hechas de poliestireno o los caramelos hechos de azúcar.

Algo de razón en el mito

Pero algo de verdad tiene el mito del vidrio que fluye. Un sólido cristalino es estable de por vida, por sí solo no cambiará jamás su estructura; en cambio, un vidrio no lo es ya que  tiende al estado cristalino. En cierto sentido fluye, pero no en una escala humana de tiempo. Si se espera el tiempo suficiente los vidrios de las iglesias terminarán derramados en el piso o se transformarán en un opaco sólido cristalino. ¿Pero cuándo veremos las iglesias desprovistas de vidrios? ¿O la vajilla de la abuela convertida en una masa uniforme? Recientemente se calculó el tiempo que tardaría en aumentar en un cinco por ciento el ancho de la base de un panel de vidrio. La respuesta: al menos 10 millones de años. Comparados con ese tiempo los escasos siglos de vida de los vidrios más antiguos son instantes en los que nada pudo pasar.

El espesor de los vidrios de las viejas iglesias

Que el vidrio sea un sólido amorfo no explica entonces las variaciones observadas en el espesor de los vidrios medievales.  Es muy probable que estas variaciones se deban a las imperfecciones propias del proceso de fabricación de los paneles de vidrio.

El proceso de fabricación era el siguiente: se soplaba una masa de vidrio fundido, de unos cuatro kilos, hasta darle forma de un enorme botellón, con una amplia base achatada. Luego, con una punta de hierro se  tomaba el botellón por la base y se removía la caña de soplar, dejando un agujero. El botellón era luego girado rápidamente en un horno. Las vueltas y el calor hacían que la boca del botellón, donde antes estaba la caña de soplar, se agrandase hasta el punto que todo el vidrio fundido se transformaba en un disco de más de un metro de diámetro y con un espesor uniforme, excepto en los bordes, donde era más delgado. Si bien existían estas variaciones de espesor, eran menos graves que otros defectos, como ampollas, vesículas o rayones. Luego que el disco se enfriaba eran cortados los paneles rectangulares de vidrio.  Por supuesto, el sentido común indicaba que la parte más ancha, y por ende la más pesada, debía estar hacia abajo, hecho que posibilitó el nacimiento del mito.


Para saber más:
  • Is glass liquid or solid? por Philip Gibbs.
     
  • Antique windowpanes and the flow of supercooled liquids por Robert C. Plumb, J. Chem. Educ. 66, 994 (1989).
     
  • Do Cathedral Glasses Flow? por Edgar Zanotto, American Journal of Physics 66, 392, Mayo 1998.
     
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