El vidrio es un material se utiliza en multitud de aplicaciones, tanto en la vida diaria como en procesos industriales. No obstante, sus propiedades físicas y los fenómenos que suceden en el proceso de vitrificación aún no son comprendidas completamente. Nuestra invitada hoy en Hablando con Científicos, Adriana Huerta Viga, doctora en física e investigadora en la Universidad Goethe de Frankfurt, ha recibido una beca posdoctoral de la Fundación Alexander von Humboldt para investigar, utilizando técnicas de espectroscopía ultrarrápida, los cambios moleculares que tienen lugar durante el proceso de formación del vidrio.

El vidrio se forma a partir de sustancias líquidas que se van haciendo más y más viscosas a medida que se enfrían, hasta formar un sólido amorfo. Aunque en la vida diaria se utilizan los nombres “vidrio” y “cristal” como sinónimos, solemos decir frases como “este vaso es de cristal” o “el cristal de la ventana”, la realidad es que físicamente, analizando su estructura molecular, son muy diferentes, deberíamos decir “el vaso de vidrio” y el “vidrio de la ventana”. La diferencia fundamental es que mientras que un cristal tiene sus átomos ordenados de manera exquisita formando una red tridimensional, el vidrio tiene una estructura desordenada, amorfa.

Se dice que un vidrio se obtiene cuando la sustancia líquida de partida se ha enfriado demasiado rápido, sin que sus átomos tengan tiempo de ordenarse. Algunos sostienen que el proceso de ordenación continúa en el tiempo, aunque a un ritmo muy lento. Un ejemplo clásico lo ofrecen ciertas vasijas de vidrio, generalmente contenedores de perfumes o especias, que se recuperan en las excavaciones arqueológicas. Esas vasijas aparecen deformadas como si, a diferencia de lo que sucede en un sólido, su estructura conservara cierta plasticidad, visible sólo después de largos periodos de tiempo. A pesar de ello, ciertos vidrios demuestran que son muy estables, una muestra de ello la menciona Adriana Huerta Viga durante la entrevista. Comenta Adriana que el vidrio más antiguo que se conoce no se encontró en nuestro planeta, sino en la Luna. Fue recogido, junto a otras rocas lunares, por los astronautas del Apolo 15 y su análisis ha revelado que tiene más de tres mil millones de años de antigüedad.

En la Tierra también existe vidrio creado naturalmente, un ejemplo clásico es la obsidiana, un producto que se forma cuando ciertas eyecciones de magma se enfrían muy rápidamente durante las erupciones volcánicas. También existen ciertas formas de vida, bacterias y tardígrados, que se protegen de las condiciones ambientales anómalas generando cubiertas protectoras con sustancias que vitrifican.

Frente a ellos existe el vidrio obtenido artificialmente mediante procesos industriales cuyo origen se remonta varios miles de años. Las más viejas referencias a la fabricación del vidrio se encontraron escritas en tablillas de arcilla, de 3.700 años de antigüedad, en yacimientos de Tell’ Umar la Seleucia del Tigris y en la biblioteca Assurbanipal, en Nínive. En ellas se explica cómo fabricar el vidrio y algunas de sus aplicaciones. Por supuesto, la constancia escrita es muy posterior al descubrimiento, de hecho, se han encontrado restos de vidrio en yacimientos egipcios que son casi mil años más antiguos.

Fuera cuando fuese el momento en el que se descubrió cómo fabricar vidrio, la historia más conocida es la escrita por el historiador romano Plinio el Viejo en su obra Historia Naturalis, escrita en el siglo primero antes de Cristo. Así escribe el suceso Plinio:

“En una parte de Siria, limítrofe con Judea, que lleva el nombre de Fenicia, existe al pie del Monte Carmelo un pantano llamado Candebea del que se supone que nace el río Belus, el cual, después de recorrer unos siete kilómetros, desemboca en el mar cerca de la colonia de Ptolomeida. Este río es lento, sus aguas son turbias y no potables, aunque se consideran sagradas. El río es profundo y cenagoso y sus arenas solo quedan al descubierto cuando baja la marea. Después de ser agitadas y lavadas por las olas, las arenas aparecen blancas y brillantes, por lo que, después de ser sometidas a la acción del agua del mar, resultan aptas para su utilización. Esta zona de la costa tiene una longitud no superior a unos 500 pasos, sin embargo, ha permitido desde hace muchos siglos atender a la fabricación del vidrio. Se cuenta que habiendo arribado un barco de unos mercaderes que transportaban (un mineral conocido como) “trona”, desembarcaron en esas orillas y fueron a preparar comida. Al no encontrar piedras sobre las que apoyar sus marmitas para calentarlas, usaron gruesos pedazos de su mercancía. Cuando la trona fundió y se mezcló con la arena de la playa comenzó a correr un líquido transparente, hasta entonces desconocido, que fue el origen del vidrio”

A pesar de tan dilatada historia, los procesos que tienen lugar durante la formación del vidrio aún no se conocen plenamente. Adriana Huerta intenta descubrirlos utilizando las más modernas tecnologías para ver cómo va cambiando el entramado molecular de los líquidos durante el proceso de vitrificación. Su interés por este campo de investigación deriva de los estudios sobre proteínas fotosintéticas que, en ciertas condiciones, al ser incorporadas en vidrio, cambiaban su interacción con la luz, unos estudios que desarrolló durante una estancia posdoctoral anterior en la Universidad Tecnológica de Nanyang, en Singapur.

Adriana Huerta Viga explica en qué consisten sus investigaciones y cuenta cómo es la vida de una investigadora posdoctoral que, partiendo de México, ha visitado distintos centros de investigación en Estados Unidos, Holanda, Corea y Singapur. Adriana se encuentra ahora en la Universidad Goethe de Frankfurt, en Alemania, desde donde nos habla. Os invito a escucharla.