Hay algo extra\u00f1o en las vidrieras de los edificios medievales: tienden a ser m\u00e1s gruesas en la parte inferior que en la superior. Muchos creen que esto se debe a que el vidrio es en realidad un l\u00edquido que ha fluido por el cristal a lo largo de los siglos. Por el contrario, otros argumentan que el vidrio no fluye porque es un s\u00f3lido, o tal vez un s\u00f3lido amorfo o un l\u00edquido sobreenfriado.<\/p>\n\n\n\n
Entonces, \u00bfqu\u00e9 es realmente el vidrio: un s\u00f3lido o un l\u00edquido, o algo intermedio?<\/p>\n\n\n\n
“No es ni un verdadero l\u00edquido ni un verdadero s\u00f3lido; tiene propiedades de ambos, pero es su propio estado distintivo de la materia”, dijo a Live Science John Mauro, cient\u00edfico de materiales de Penn State. “La definici\u00f3n t\u00e9cnica es que el vidrio es un estado de materia no cristalino y sin equilibrio que parece s\u00f3lido en una escala de tiempo corta pero que se relaja continuamente hacia el estado l\u00edquido”.<\/p>\n\n\n\n
Esto puede parecer complicado, pero observar cada componente de esta explicaci\u00f3n por separado revela c\u00f3mo el vidrio se ubica entre la forma s\u00f3lida y la l\u00edquida. En primer lugar, es importante recordar que el vidrio no es simplemente el material transparente que utilizamos para las ventanas. M\u00e1s bien, es una familia de materiales, algunos de los cuales ni siquiera est\u00e1n claros.<\/p>\n\n\n\n
“Hay todo tipo de vidrios diferentes, naturales y fabricados por el hombre”, afirma Mauro. “El vidrio m\u00e1s com\u00fan es el llamado vidrio de silicato sodoc\u00e1lcico, que est\u00e1 hecho de arena, piedra caliza y carbonato de sodio fundidos a unos 1.500\u00b0C. Pero hay otros tipos, como el Pyrex resistente al calor o el fuerte y Gorilla Glass flexible, que contiene otros qu\u00edmicos para darles propiedades especializadas”.<\/p>\n\n\n\n
Aunque los tipos de vidrio son qu\u00edmicamente diferentes, las estructuras de cada material tienen mucho en com\u00fan. Es esta estructura (la disposici\u00f3n de los \u00e1tomos y mol\u00e9culas dentro del material) la que causa la confusi\u00f3n en torno a la estructura del vidrio y si es s\u00f3lido o l\u00edquido.<\/p>\n\n\n\n
“Lo que constituye un s\u00f3lido es que los \u00e1tomos est\u00e1n fijos en su posici\u00f3n en el material”, dijo a Live Science John Parker, cient\u00edfico de materiales del Centro de Investigaci\u00f3n del Vidrio de la Universidad de Sheffield en el Reino Unido. “Por otro lado, en un l\u00edquido, los \u00e1tomos est\u00e1n por todos lados y pueden reorganizarse f\u00e1cilmente”.<\/p>\n\n\n\n
Por lo general, cuando pensamos en un s\u00f3lido, en realidad nos referimos a un material cristalino, algo as\u00ed como la sal, que tiene una estructura regular y ordenada. Por debajo del punto de fusi\u00f3n, esta estructura cristalina s\u00f3lida es la forma m\u00e1s estable y por encima del punto de fusi\u00f3n, la forma l\u00edquida se vuelve m\u00e1s estable. Todos los materiales quieren adoptar su forma m\u00e1s estable, lo que se conoce como estar en equilibrio. Sin embargo, el vidrio es inusual porque no existe en este estado estable.<\/p>\n\n\n\n
El vidrio se fabrica fundiendo varios componentes para obtener un l\u00edquido muy viscoso, como un jarabe, que no fluye f\u00e1cilmente, dijo Parker. “Luego, se enfr\u00eda r\u00e1pidamente, pero debido a que es tan viscoso, los \u00e1tomos no pueden moverse f\u00e1cilmente para reorganizarse en una estructura s\u00f3lida m\u00e1s ordenada, y quedan atrapados en disposiciones desordenadas”, explic\u00f3. “El material es mec\u00e1nicamente s\u00f3lido pero con una estructura desordenada similar a la de un l\u00edquido”.<\/p>\n\n\n\n
Para alcanzar el equilibrio, el vidrio necesitar\u00eda “relajarse” hasta alcanzar el estado l\u00edquido. Pero a temperatura ambiente, las part\u00edculas se mueven tan lentamente que esto simplemente no es pr\u00e1ctico. “Esto es lo que se llama un equilibrio metaestable”, dijo Mauro. “Parece s\u00f3lido porque cuando interactuamos con \u00e9l, ocurre en una escala de tiempo mucho m\u00e1s corta que el comportamiento de relajaci\u00f3n hacia un l\u00edquido”.<\/p>\n\n\n\n
Para todos los efectos, esto significa que, aunque pueden producirse cambios incre\u00edblemente lentos en el material (medidos en una escala de tiempo de miles de millones de a\u00f1os), el vidrio se comporta m\u00e1s como un s\u00f3lido que como un l\u00edquido.<\/p>\n\n\n\n
“En un sentido pr\u00e1ctico, definir\u00eda el vidrio como un s\u00f3lido r\u00edgido, medido en cualquier escala de tiempo razonable”, dijo Parker.<\/p>\n\n\n\n
Incluso las escalas de tiempo de las catedrales m\u00e1s antiguas de Europa son insuficientes para ver los paneles de vidrio comportarse como un l\u00edquido. De hecho, hay una explicaci\u00f3n mucho m\u00e1s simple para el vidrio deformado de las ventanas, dijo Parker: “Algunos paneles son m\u00e1s gruesos en la parte inferior que en la parte superior porque hace 1.000 a\u00f1os, no pod\u00edan fabricar vidrio que fuera uniformemente grueso, y ten\u00eda que ir en esa direcci\u00f3n en el marco o al rev\u00e9s”.<\/p>\n\n\n\n