PERCHÉ IL VETRO È FRAGILE?
Il vetro è un materiale trasparente, costituito essenzialmente da silicati e fisicamente definibile un liquido ad elevata viscosità.
In effetti dare una definizione esatta del vetro non è facile poiché per le sue proprietà di resistenza e di durezza può essere considerato un solido ma per la sua struttura molecolare disordinata potrebbe essere definito un liquido.
Secondo un'antica leggenda il vetro fu scoperto per caso da alcuni mercanti fenici che, dopo aver acceso un fuoco sulla spiaggia e dopo avervi aggiunto dei pani di salnitro, notarono che per l'effetto del calore, la sabbia e il salnitro, fondendo, formavano un fluido trasparente.
Sebbene il racconto sia poco preciso e scarsamente attendibile, notifica già l'uso delle sabbie silicee del mare e del nitrato di potassio come fondente alcalino nella fabbricazione del vetro. Diversi composti fusi danno origine a sostanze vetrose, tra cui l'anidride borica, quella fosforosa, quella arseniosa ed alcuni loro sali, ma è la silice il principale composto che, fuso, dà origine al vetro.
La silice è formata dalla combinazione del silicio e dell'ossigeno: avendo essa però un elevato punto di fusione si è soliti aggiungere, per abbassarlo, sali di sodio o di potassio.
A ciò è dovuta la leggendaria e fortuita scoperta dei mercanti fenici che poterono vedere la sabbia del mare sciogliersi proprio grazie ad un sale di potassio.
Anche se il vetro era noto ai tempi dei Fenici, solo nell'età romana si apprese la lavorazione del vetro tramite la «soffiatura».
Proprio in questo periodo questa particolare lavorazione si perfezionò. Se infatti i primi vasi di vetro avevano un certo spessore e conservavano nell'interno tracce di sabbia, già nel III secolo d.C. Ia trasparenza e la finezza degli oggetti in vetro raggiunge un elevato grado di qualità e di perfezione.
Si può presumere, però, che i Romani avessero appreso questa difficile arte dagli orientali poiché in questo campo sono da considerarsi maestri. Dal Mille in poi anche l'Occidente eccelse nella lavorazione del vetro e raggiunse le più alte vette dell'eleganza e della raffinatezza grazie alle fabbriche di Murano e quelle boeme, famose ancor oggi.
Come si soffia il vetro?
Il soffiatore preleva dal forno una pallottola di pasta vetrosa allo stato liquido, introduce nella pasta vetrosa una canna di ferro cava nell'interno e ci soffia dentro gonfiando la pasta come si gonfia un palloncino; quindi, aiutandosi con delle pinze, delle spatole ed altri speciali arnesi, modella i vari oggetti continuando a soffiare finché essi non hanno assunto la forma desiderata.
Oggi il metodo della soffiatura si usa solo per produrre oggetti artistici e di gran pregio.
Per la grande produzione le macchine hanno sostituito i polmoni dell'uomo: se gli oggetti hanno un certo spessore si inietta pasta vetrosa liquida in stampi, mentre per gli oggetti più delicati macchine più complesse aspirano la pasta, la soffiano e sfornano in gran quantità bicchieri, bottiglie e un'infinità d'altri oggetti fatti in serie. Perché il vetro è fragile?
La risposta va cercata nella struttura molecolare del vetro che, come per altri materiali duri, ad una notevole durezza oppone un'altrettanto notevole fragilità.
ll vetro, infatti, è uno dei materiali più duri esistenti in natura: se, per ipotesi, legassimo due navi tra loro con un filo di vetro e se si potesse evitare ogni pur minima oscillazione, la loro formidabile trazione in direzioni contrarie non riuscirebbe a spezzarlo.
Eppure, ciò nonostante, come tutti sanno, basta poco, un piccolo colpo, per ridurre in briciole un oggetto di vetro!
Le fasi della lavorazione del vetro
PERCHÉ CI SONO VETRI INFRANGIBILI?
Il vetro è un materiale molto usato, veramente importante per la nostra esistenza, grazie alle sue notevoli e numerose applicazioni, le sue proprietà, la sua bellezza, la sua trasparenza, la sua indeformabilità e... molto importante, la sua asetticità.
Ha un solo inconveniente: è fragile.
L'uomo, perciò, ha cercato di ovviare a questo inconveniente fabbricando vetri infrangibili.
Pur non riuscendo a raggiungere la perfezione assoluta, dal momento che un vetro infrangibile è sempre sottoposto al pericolo di rompersi, i risultati possono considerarsi soddisfacenti.
Per rendere infrangibile un vetro si usano vari metodi, tra cui quello della tempera, come l'acciaio. La lastra o l'oggetto di vetro vengono riscaldati al di sotto della temperatura di rammollimento e raffreddati bruscamente con getti d'aria.
Questa lavorazione genera un vetro che, a causa delle forti tensioni interne, non si può né smerigliare né tagliare e quindi il trattamento può essere applicato solo a pezzi finiti.
Il vetro temperato, pur essendo molto resistente, se urtato violentemente si riduce in briciole minutissime. Un esempio di vetro temperato è dato dal parabrezza degli autoveicoli.
Un altro metodo è quello della «laminazione». Il vetro laminato si ottiene incollando due lastre di vetro su un foglio di celluloide (o simili) in modo che questo funga da intercapedine.
Ha il vantaggio di non proiettare schegge, rompendosi.
Un esempio di vetro laminato è dato dalle vetrine delle gioiellerie che, fatte di più strati di vetro e di materiale plastico, resistono all'urto persino dei proiettili.
Un altro sistema, infine, abbastanza usato è quello dell'armatura che si ottiene stendendo tra due lastre di vetro una rete di filo di ferro.
PERCHÉ SI USA IL DIAMANTE PER TAGLIARE IL VETRO?
Se il vetro quando è caldo e molle si può plasmare con relativa facilità, quando si è raffreddato in virtù della sua durezza è di difficoltosa lavorazione.
Provate a tagliare una lastra di vetro con un coltello di durissimo acciaio! Potrete appena appena scalfirlo, mai tagliarlo.
Per romperlo è sufficiente molto meno, un martello di legno, una pietra qualsiasi, ma per tagliarlo occorre qualcosa che lo vinca in durezza: il diamante.
Nella scala di Mohs che elenca in ordine crescente in rapporto alla loro durezza dieci minerali simbolici, al diamante spetta il decimo posto, quello del minerale più duro esistente in natura.
A parte l'uso come gemma, a cui non tutti i cristalli si adattano, il diamante si usa per lavorare non solo il vetro ma tutti quei materiali che per la loro particolare durezza non possono essere lavorati dagli utensili consueti, come certe leghe di acciaio o le stesse pietre preziose.
Se ne fanno inoltre punte di perforatrici, denti di seghe per il taglio della roccia, frese e mole.
PERCHÉ CI SONO VETRI COLORATI?
La colorazione del vetro era nota addirittura ai Mesopotamici e si può senz'altro presumere che chi scoprì il vetro imparò subito a colorarlo. Non è molto difficile, infatti, far assumere al vetro le più varie ed attraenti colorazioni: basta disciogliere nella pasta vetrosa allo stato liquido delle sostanze coloranti opportunamente scelte affinché la soluzione sia uniforme e compatta.
Alcuni degli esempi più tipici sono l'ossido di cobalto per ottenere vetri azzurri, l'ossido di manganese per vetri violetti, l'ossido di ferro per quelli verdi o giallo-verdi, l'ossido rameoso per ottenere il rosso rubino, lo zolfo per il giallo e così via.
Naturalmente dipenderà dall'artigiano e dal soffiatore ottenere oggetti di vetro colorato uniforme, sfumato od in varie tonalità. Veri maestri in questa difficile e delicata lavorazione sono gli artigiani di Murano.