Convertir castillos de arena en esculturas de vidrio
Puede que no siempre lo veamos, pero está en todas partes: el vidrio se ha utilizado con fines artísticos y funcionales durante siglos. Sin embargo, en los últimos decenios, los plásticos han sustituido cada vez más al vidrio en la fabricación industrial. Esto se debe en gran medida al coste, pero no al coste del material en sí: «Los plásticos están hechos de polímeros, que son más caros por kilogramo que el metal o el vidrio. Así las cosas, son más baratos de producir porque son muy fáciles de moldear», explica Bastian Rapp, director de tecnología de Glassomer.
Lo mejor de dos mundos
La empresa ha desarrollado una metodología para producir vidrio con tecnologías de moldeado de polímeros. Un proyecto financiado con fondos europeos ha permitido al equipo de Glassomer ampliar el proceso para la fabricación en serie. Las técnicas convencionales para dar forma al vidrio, como la fundición o el rectificado, tienen un gran impacto ambiental. «La fusión del vidrio produce unos 250 kg por tonelada de vidrio producida. El rectificado, en cambio, es un proceso muy derrochador, ya que la mayor parte del vidrio se convierte en lodo, que no se puede utilizar para nada más», afirma Rapp. El proceso de Glassomer utiliza nanopartículas de IV (sílice), que puede considerarse como una arena con diminutas partículas de vidrio. Estas partículas están disponibles en el mercado y se utilizan habitualmente como agentes espesantes, por ejemplo, en dentífricos y lociones. Las partículas se mezclan con un polímero que actúa como aglutinante y se les da la forma deseada mediante procesos industriales como, por ejemplo, la impresión 3D o el moldeo por inyección. A continuación, el objeto moldeado se sumerge en agua caliente para eliminar el aglutinante plástico. «El objeto es sorprendentemente estable desde el punto de vista mecánico, pero en esencia es un castillo de arena», señala Rapp. Como último paso, el objeto se introduce en un horno donde se densifica hasta convertirse en una pieza de vidrio transparente.
Menos residuos, menos energía
El uso de un polímero reciclable como aglutinante permitió al equipo lograr que su tecnología fuera más ecológica que los procedimientos convencionales y, al mismo tiempo, reducir los costes de producción. «Comparado con la fundición de vidrio, nuestro proceso ahorra hasta un 70 % de energía», señala Rapp. «La fusión del vidrio implica una transición de fase: se necesita mucha energía para que sea moldeable». El proceso de Glassomer utiliza la sinterización, que consume menos energía: «Si se ponen dos superficies en contacto estrecho y, a continuación, se aumenta la temperatura lo bastante para que los átomos tengan la movilidad suficiente para difundirse a través de la interfaz; con el tiempo, esa interfaz desaparecerá». La fuente de calor también constituye un factor de sostenibilidad importante. «Mientras que la industria vidriera tradicional utiliza gas natural, nuestra infraestructura de hornos es completamente eléctrica. Si esa electricidad se genera de forma renovable, se ahorran enormes cantidades de CO2».
Vidrio de gran pureza
El resultado de este novedoso proceso es vidrio de sílice puro, un material de gran valor para muchos ámbitos gracias a sus propiedades naturales, como su transparencia, resistencia al calor, inercia química y biocompatibilidad. Los ámbitos de aplicación son la óptica (piense en las lentes de las cámaras de los teléfonos inteligentes) y el vidrio de laboratorio de alta tecnología, así como el diseño artístico y el vidrio utilizado para envases como tarros y botellas.
Un millón de piezas al año
La financiación europea ha sido fundamental para que el proceso de moldeo por inyección esté listo para la producción a escala industrial. Glassomer ya fabrica y vende componentes a menor escala y, ahora, pretende alcanzar el millón de piezas al año. Su equipo ha instalado maquinaria de moldeo por inyección de última generación para la fabricación en serie y, en la actualidad, trabaja para solucionar los problemas pendientes y lograr una fiabilidad total.
Palabras clave
Glassomer, fabricación de vidrio, vidrio de sílice puro, polímeros, nanopartículas de sílice, moldeo por inyección, impresión 3D
