Oggi parliamo di un materiale che spesso diamo per scontato, probabilmente può sembrarci banale, ma di banale in realtà ha veramente ben poco.
Tutti noi lo abbiamo in casa sotto diverse forme, oggetti. Lo abbiamo utilizzato tutti nella vita e non ci stupisce per niente vederlo in casa, nelle auto, nei grattacieli eccetera.
Il vetro è un materiale molto particolare, con una storia antichissima. Probabilmente è una di quelle cose che l’uomo ha scoperto per puro caso, un po’ come il fuoco, un po’ come le uova. (Si perchè poi mi dovreste spiegare come è venuto in mente a qualcuno al prima volta di mangiare una roba ovoidale uscita dal culo di una gallina…..)
“Scusa cosa vorresti fare col mio uovo?”
Plinio il vecchio, quella gran sagoma, che con la roba fusa non aveva proprio un gran bel rapporto (morì secondo la testimonianza del nipote Plinio il giovane, nel 79 d.C. durante l’eruzione del Vesuvio) ci racconta che probabilmente a scoprire il vetro furono i fenici, intorno al 5000 a.C., quando qualche simpaticone pensò bene che per cuocere del cibo in spiaggia si potesse usare come base un blocco di Natron (banalmente carbonato di sodio decaidrato) e che ciò fosse un’idea geniale. Non chiedetemi perchè.
Beh sostanzialmente successe che il calore del fuoco iniziò a fondere il Natron, che colando sulla sabbia e mischiandosi con essa creò probabilmente la prima pasta vitrea, che una volta solidificata diede origine al vetro.
C’è anche da dire che però passeranno millenni prima che l’utilizzo del vetro sia quello che conosciamo oggi. Inizialmente era utilizzato solo in scaglie, placche, frammenti. Come ornamento per monili o per adornare oggetti e pareti. Spesso veniva usato come “tessere” per i mosaici. Insomma eravamo ancora ben lontani dagli usi moderni come bottiglie, bicchieri, oppure elementi strutturali come le finestre.
Durante l’epoca romana, qualcuno capì che con il vetro ci si potevano fare bei sesterzi, quindi le tecniche vennero affinate, arrivando a quella che è stata per secoli l’arte principe, ossia il vetro soffiato. Era sicuramente un elemento per ricchi, tanto è vero che l’arte vetraia venne pesantemente tassata dall’imperatore Severo. Siamo proprio figli di Roma.
Facciamo ancora un saltino in avanti, perchè l’epoca d’oro della vetreria arriva intorno all’undicesimo secolo, quando (pare) i crociati riportarono dall’oriente l’arte del vetro sapete dove? Dai su è facile. A Venezia. Inizialmente i laboratori erano sparsi in giro per tutta la città della laguna, ma quando qualcuno si accorse che avere forni sempre più grandi ed a temperature sempre più alte belli pronti per far divampare incendi e distruggere la città non era forse l’idea del secolo, si decise di concentrarli tutti sull’isoletta di Murano, che diventerà famosa in tutto il mondo per la grande maestria dei suoi artisti.
Con il passare dei secoli e con il cambio degli stili artistici, si passò da grandi strutture pesanti, tetre e massicce (vedi molte delle cattedrali costruite nel medioevo) a strutture sempre più slanciate e luminose, con grandi aperture che facevano passare la luce ed illuminavano gli ambienti. E questo diede impulso alla creazione di magnifiche forme di arte come le ampie vetrate o i famosi rosoni che abbiamo ben presenti in molte chiese o palazzi storici. A tal proposito, se vi interessa una lettura del genere, ne “I pilastri della Terra” di Ken Follett c’è proprio tutta una parte riguardante la luce nella cattedrale in costruzione, con l’avvento del vetro per creare nuovi disegni e iconografie, al fine di raccontare (ovviamente dal punto di vista religioso) storie ed eventi per renderli immediatamente accessibili ad un popolo che ovviamente non era particolarmente colto.
E mano a mano che ad esempio in edilizia i materiali da costruzione andavano a cambiare, prediligendo proprietà meccaniche avanzate ed una sempre maggiore leggerezza, anche la necessità di avere dei vetri con caratteristiche particolari e di grandi dimensioni si faceva sempre più pressante. Nacque così il processo “float” per la produzione di grandi lastre. Praticamente il vetro fuso viene “versato” e fatto galleggiare su un bagno di stagno liquido, che essendo più pesante mantiene il vetro in superficie, dandogli così facce estremamente parallele e precise. Il vetro può inoltre essere sottoposto a trattamenti atti a migliorarne le caratteristiche, come ad esempio la tempra, per indurirlo (un po’ sulla falsa riga di ciò che avviene con alcuni metalli), riscaldandolo e facendolo raffreddare molto rapidamente grazie a getti d’aria.
Ma il vetro cosa è esattamente? La cosa che potrebbe sorprendervi è che dal punto di vista chimico-fisico, potremmo definirlo un liquido. Sì, proprio così. Il vetro può essere assimilato ad un liquido con viscosità infinita. Ecco perchè le vostre finestre non colano via.
Se volessimo comunque essere più precisi dovremmo dire che in realtà è più corretto definirlo un solido amorfo, ossia un materiale che non ha una struttura cristallina dotata di un ordine a medio-lungo raggio. Per intenderci, gli atomi sono posizionati con una certa regolarità/ripetitività nel corto raggio, ma questo schema non si può ripetere mano a mano che ci si allontana da un punto di riferimento.
E da cosa è composto? Principalmente da biossido di silicio, che è il componente fondamentale (circa il 70%). Il resto è suddiviso tra ossido di sodio e ossido di calcio. Tuttavia tutta la gran varietà di tipologie di vetri ci suggerisce che ci sono altri ingredienti da aggiungere all’impasto per far uscire la ciambella col buco. Per farvi qualche esempio, il famigerato cristallo di Boemia ha una grossa porzione di piombo (circa il 35%, per dare origine appunto a ciò che viene definito cristallo) e sodio.
Tutti noi abbiamo visto l’enorme spettro di colori che possono avere i vetri nelle decorazione o più banalmente negli oggetti. Queste colorazioni sono ottenute aggiungendo alla mescola degli ossidi di alcuni metalli. Ad esempio aggiungendo ossidi di ferro otterremo del vetro verde, con ossido di rame otteniamo un vetro rosso, con l’oro colloidale un vetro rosa o porpora ed il bellissimo vetro blu aggiungendo ossido di cobalto.
Ma le aggiunte non caratterizzano solo la colorazione. Avete mai sentito parlare di vetri autopulenti? Sono sostanzialmente dotati di un film sottile di biossido di titanio che per effetto della luce ultravioletta degradano le molecole organiche sulla superficie e la rendono particolarmente atta allo scorrimento dell’acqua piovana per favorirne il lavaggio.
O ancora, avete mai notato come negli specchietti retrovisori delle auto, tirando la levetta sotto, non venite abbagliati dagli stronzi che vi accendono tutti i fari standovi dietro di notte? Beh il meccanismo qui è un po’ più complicato. Per spiegarvelo in soldoni, vi sono delle pellicole sul vetro che riflettono la luce in maniera diversa a seconda dell’inclinazione da cui la ricevono. Nel nostro caso specifico, inclinandolo maggiormente, vi sarà una minore riflessione che permette di non bruciarci le retine. (PS: Chi usa gli abbaglianti a cazzo di notte è un infame. Shame on you).
Certo è anche d’obbligo dire che i vetri quando si rompono sono un po’ un problema di sicurezza, ma qui la chimica organica è venuta in nostro aiuto. Sempre nelle auto (o comunque nelle vetrate in generale ove vi è bisogno di un po’ più di sicurezza) viene inserito un film di PVB (poli-vinil-butirrato) che di fatto intrappola le schegge di vetro rotto così da non farle schizzare ovunque in caso di rottura. Tra l’altro, questa tecnologia interviene anche nei casi dei vetri antiproiettile. A lastre di vetro temprato ad alta resistenza, vengono aggiunte lastre di policarbonato e PVB. Insomma, lo scopo è che ad esempio un proiettile che va ad impattare contro il vetro si appiattisce, così da limitare la penetrazione degli strati di policarbonato che assorbiranno l’urto viste le proprietà meccaniche diverse. Questo vale per le armi leggere o al più medie, non provate a mettervi dietro ad un vetro se volete sopravvivere ad una cannonata! Piccola curiosità, si stanno sviluppando vetri che in realtà non sono proprio vetri. Sono lastre di ossinitruro di alluminio, che è trasparente e garantisce una leggerezza maggiore rispetto alle lastre laminate ed una resistenza maggiore (tra l’altro già comparsi in Star Trek, come sempre precursori di tecnologie!).
Il vetro poi ha un’altra bella caratteristica. E’ altamente riciclabile. Tutto ciò che buttiamo nelle famose campane del vetro per la raccolta differenziata, viene sottoposto a trattamenti di selezione e vagliatura, lavaggio e rimozione di corpi estranei e viene fuso nuovamente per poter avere una nuova vita. In ottica di risparmio di materie prime questo è sicuramente un plus in un momento come questo in cui la crisi di approvvigionamento è sotto gli occhi di tutti.
Spero che questa carrellata breve sul vetro vi abbia fatto rivalutare un materiale che secondo me troppo spesso reputiamo banale.
Alla prossima!
