¿De qué está hecho el vidrio?
What is glass made of
Glass has become so commonplace today that it’s easy to see right through it without a second thought. It’s in our windows, on our screens, in our cabinets, and in many of the devices we interact with every day. Even though glass can be found everywhere, you may live your whole life not knowing much about how it’s made or what it’s composed of. Even if you think you know the basics, you’ve only skimmed the surface.   

At a high level, glass is sand that’s been melted down and chemically transformed. If you’ve ever been to the beach, you know exactly how hot sand can get while remaining in its solid form. The kind of heat necessary to transform sand into a liquid state (eventually becoming glass) is much hotter than any sunny day. To make sand melt, you need to heat it to roughly 1700°C (3090°F), which is approximately the same temperature a space shuttle reaches as it re-enters earth’s atmosphere.

The sand commonly used to make glass is comprised of small grains of quartz crystals, made up of molecules of silicon dioxide, which is also known as silica. When those molecules are heated to high enough temperatures, the sand melts and loses its crystalline structure, and as it cools it gains an entirely different structure. That structure, on a molecular level, is somewhere in between a liquid and a solid. This in-between state is known as an amorphous solid, which means it has some of the crystalline structure of a solid coupled with the molecular randomness of a liquid.

Glass Melting
Depending on the sand mixture, glass can have a variety of properties. Certain elements or chemicals mixed with sand can change glass’s color, for example. Glass’s properties can also change based on how it’s manufactured and the processes by which it’s shaped afterward. To strengthen glass, manufacturers can use thermal tempering to heat and cool it rapidly. Glass can also be strengthened chemically through an ion exchange process that makes the surface of the glass tougher.

The glass most people are familiar with is soda-lime glass, which is a combination of soda (also known as soda ash or washing soda), limestone, and sand. Although you can make glass simply by heating and then rapidly cooling silica, the manufacturing of soda-lime glass is a little more complex. By adding soda (sodium carbonate), the melting point of the sand is reduced so it can be transformed into glass at lower temperatures and save energy during manufacturing. However, adding soda to the mixture reduces its chemical durability, making it prone to dissolve when in contact with liquids. For most applications, that’s not desirable, so limestone (calcium carbonate) is also added to the mixture, which acts as a stabilizer. Once the mixture of silica, soda, and limestone is heated, it can be cooled and molded for a variety of applications. 
At Corning, we know glass. We know how to strengthen it through chemical processes like ion exchange, and we know how to bend it to make optical fiber that can stretch over vast distances. Our knowledge of glass goes back more than a century, allowing us to remain on the cutting edge of research and development. From simple soda-lime to complex glass structures that enable augmented reality, glass is an adaptable, wide-ranging material. That’s why, after more than 165 years, we’re still making new discoveries.
El vidrio se ha convertido en algo tan habitual hoy en día que es fácil ver a través de él sin pensárselo dos veces. Está en nuestras ventanas, en nuestras pantallas, en nuestros armarios y en muchos de los aparatos con los que interactuamos cada día. Aunque el vidrio se encuentra en todas partes, es posible que vivas toda tu vida sin saber mucho sobre cómo se fabrica o de qué está compuesto. Aunque creas saber lo básico, sólo has rozado la superficie.   

A grandes rasgos, el vidrio es arena fundida y transformada químicamente. Si alguna vez has estado en la playa, sabrás exactamente el calor que puede alcanzar la arena mientras permanece en su forma sólida. El tipo de calor necesario para transformar la arena en estado líquido (convirtiéndose finalmente en vidrio) es mucho más caliente que cualquier día soleado. Para que la arena se derrita, hay que calentarla a unos 1700°C (3090°F), que es aproximadamente la misma temperatura que alcanza un transbordador espacial al volver a entrar en la atmósfera terrestre.

La arena que se utiliza habitualmente para fabricar vidrio está compuesta por pequeños granos de cristales de cuarzo, formados por moléculas de dióxido de silicio, que también se conoce como sílice. Cuando esas moléculas se calientan a temperaturas suficientemente altas, la arena se funde y pierde su estructura cristalina, y al enfriarse adquiere una estructura totalmente distinta. Esa estructura, a nivel molecular, está a medio camino entre un líquido y un sólido. Este estado intermedio se conoce como sólido amorfo, lo que significa que tiene parte de la estructura cristalina de un sólido junto con la aleatoriedad molecular de un líquido.

Fusión del vidrio
Dependiendo de la mezcla de arena, el vidrio puede tener diversas propiedades. Ciertos elementos o sustancias químicas mezclados con la arena pueden cambiar el color del vidrio, por ejemplo. Las propiedades del vidrio también pueden cambiar en función de cómo se fabrique y de los procesos por los que se le dé forma después. Para fortalecer el vidrio, los fabricantes pueden utilizar el templado térmico para calentarlo y enfriarlo rápidamente. El vidrio también puede reforzarse químicamente mediante un proceso de intercambio iónico que endurece su superficie.

El vidrio con el que la mayoría de la gente está familiarizada es el vidrio sodocálcico, que es una combinación de sosa (también conocida como ceniza de sosa o sosa de lavado), piedra caliza y arena. Aunque se puede fabricar vidrio simplemente calentando y enfriando rápidamente el sílice, la fabricación del vidrio sodocálcico es un poco más compleja. Al añadir sosa (carbonato sódico), se reduce el punto de fusión de la arena para que pueda transformarse en vidrio a temperaturas más bajas y ahorrar energía durante la fabricación. Sin embargo, añadir sosa a la mezcla reduce su durabilidad química, haciéndola propensa a disolverse en contacto con líquidos. Para la mayoría de las aplicaciones, eso no es deseable, por lo que también se añade piedra caliza (carbonato cálcico) a la mezcla, que actúa como estabilizador. Una vez calentada la mezcla de sílice, sosa y caliza, puede enfriarse y moldearse para diversas aplicaciones.
En Corning, conocemos el vidrio. Sabemos cómo fortalecerlo mediante procesos químicos como el intercambio iónico, y sabemos cómo doblarlo para fabricar fibra óptica que pueda extenderse a grandes distancias. Nuestro conocimiento del vidrio se remonta a más de un siglo, lo que nos permite mantenernos a la vanguardia de la investigación y el desarrollo. Desde la simple cal sodada hasta las complejas estructuras de vidrio que permiten la realidad aumentada, el vidrio es un material adaptable y de amplio espectro. Por eso, después de más de 165 años, seguimos haciendo nuevos descubrimientos.
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