En Inglaterra tuvo una carrera militar destacada, defendiendo el bando de su tío en la Guerra Civil Inglesa. Cuentan los relatos que era un tipo muy audaz y valiente, pero atolondrado y de temperamento inestable. No sólo fue comandante de caballería sino que probó suerte en la marina, llegando a ser almirante. Una vez retirado de las aventuras militares se dedicó a los experimentos y al arte. Entre sus aportes destacan mejoras en armas, proyectiles y tecnologías de fundición de hierro, pero lo más destacado fueron sus lágrimas. Y no estoy hablando de llanto ni de café, de eso hablo en otra columna.
No llores por mi Ruperto
Las gotas o lágrimas o esferas (aunque no lo son) del príncipe Ruperto son fragmentos de vidrio fundido que se enfrían de forma rápida en un medio líquido, más comúnmente agua. Al fundir una varilla de vidrio y dejar que la gota fundida caiga en agua, esta toma forma de renacuajo, con una cola alargada detrás. Como el agua enfría el exterior más rápido que el interior, se provoca una contracción en la superficie. Esto se traduce en fuerzas de compresión en la cara externa y tracción en la parte interna, que se puede observar con filtros polarizadores.
Nota aparte: No saben lo loco que se ve un vidrio plano con filtros polarizadores y la luz adecuada para ver las tensiones internas. Cuando Pablo, controlador de calidad del horno de vidrio texturado, me mostró cómo se veía esto, no solo quedé sorprendido por esto sino por la cantidad de personas que trabajan sobre eso y no saben el fundamento teórico.
La fuerza que pueden soportar estas gotas es extraordinaria, pero solo en la parte del núcleo. Al golpear la cola, se destruyen a una velocidad mayor a 1500 m/s (Mach 5,5).
No la inventé, la divulgué
Parece que estas gotas comenzaron a fabricarse cerca de Rostock en Alemania, pero Ruperto fue quien se las llevó al rey Carlos II en el 1660 y este se las dió a la Royal Society recién fundada. Robert Hooke, el que describió la ley de la elasticidad, publicó Micrographia unos años más tarde y explicó las propiedades de este material y cómo se propagaba la fractura. Para entenderla completamente habría que esperar al trabajo de Griffith en 1920.
A partir de las observaciones fotográficas de alta velocidad y otras mediciones, se ha propuesto un mecanismo basado en la bifurcación repetida de grietas de movimiento rápido dentro de la zona de tracción de la gota para explicar su desintegración.
En la práctica, las gotas de Ruperto son un vidrio templado natural. Si no saben de lo que les hablo, hagan memoria a cuando hayan visto vidrios rotos de un auto. Las ventanas son duras, pero cuando se rompen, se parten en muchos pedazos muy pequeños, de forma que no sean peligrosos. Estos vidrios, junto con los laminados y armados, son de la familia de los vidrios de seguridad.
¿Y cómo se hace un vidrio templado?
El templado consiste en un enfriamiento parejo del vidrio, para que suceda el mismo efecto de compresión superficial que con las lágrimas. Así se aumenta la resistencia mecánica más de 5 veces y se logra el efecto de fragmentación en partes pequeñas al romperse.
El proceso arranca a partir del vidrio plano “crudo”, es decir, sin tratamientos. Si querés saber cómo se hace el vidrio plano, esperá que voy a hacer una columna sobre eso también.
El vidrio debe calentarse por encima del punto de ablandamiento, a 650°C, y enfriarse bruscamente con aire frío. No se utiliza agua como con las lágrimas de Ruperto porque se busca que el efecto sea parejo.
¿Y los parabrisas que son curvos? Como explicaba antes, el vidrio aumenta su resistencia mecánica, por lo que es inutil intentar doblarlo. Se rompe pero no se dobla. Para hacer vidrios curvos, hay que aumentar aún más su temperatura, cerca de los 720°C y moldearlo por gravedad o con medios mecánicos. Este suele ser el caso de laterales y lunetas de automóviles. Luego de darle forma se lo templa.
¿Y por qué los parabrisas no se parten de la misma manera? Ahora no, antes sí. Gran parte del mercado del vidrio templado fue canibalizado por el laminado, que tiene una capa de Polivinil Butiral (PVB) para evitar que se desprendan pedazos que puedan representar una amenaza a la seguridad. En este caso, el proceso consiste en hacer un sánguche de PVB entre dos hojas de vidrio y calentarlo en autoclave. Et voilá, ahora el vidrio es seguro para colocar en vehículos o en el hogar.
La importancia del vidrio seguro
Entre 2003 y 2004 hubo dos eventos que me marcaron la importancia de los vidrios seguros. Primero mi amigo Diego que estando conmigo en mi casa, se resbaló en el patio y atravesó una puerta de vidrio. Como no tengo imágenes de Diego rompiendo el vidrio con el pie en su caída, les dejo una imágen que representa cómo se grabó en mi cabeza.
Sangró mucho, mucho. Con sus 10 años pensó que se moría pero los primeros auxilios de mi vieja y la ambulancia que vino rapidísimo lograron que solo tuvieran que darle muchísimos puntos.
El otro caso tuvo un final trágico. Amparo, la nieta del ex presidente Raúl Alfonsín e hija del ex candidato a presidente Ricardo, sufrió un corte en la arteria femoral izquierda cuando se le cayó un vidrio de una puerta cuando estaba en la escuela. Llegó al Hospital Fernández en paro cardiorrespiratorio y a pesar del trabajo del equipo médico, no pudieron salvarla.
La Ley 2448 de vidrios seguros de la Ciudad de Buenos Aires fue sancionada en 2007 y obliga a todos los edificios públicos a utilizar vidrios de seguridad. Hoy en día existe una regulación del la Cámara del Vidrio Plano y las normas IRAM 12595 y 12565 que definen qué vidrios son considerados seguros, las zonas de riesgo donde deben aplicarse obligatoriamente y el espesor mínimo que deben tener. El caso del doble vidriado hermético (DVH) requiere que haya vidrio de seguridad en las caras susceptibles de impacto si tienen más de 1,5m2. La excepción son los techos que requieren solo la capa inferior, pero que debe pegarse exclusivamente con un tipo de silicona que no se degrade por radiación UV.
Si se preguntan por qué empecé hablando de Ruperto del Rin y terminé hablando de seguridad, es porque durante este año se le abrieron las importaciones a vidrios que no cumplen con las normas IRAM o Mercosur respectivas y por ende no resisten a los ensayos. Traducido: vidrio que dice ser de seguridad pero no lo es. Los importadores, procesadores e instaladores no dejan de ser corresponsables ante los potenciales accidentes. Si tenés que comprar o instalar un vidrio, asesorate con profesionales.
Referencias
Gotas del Príncipe Ruperto – Museo del vidrio de Corning
Lágrimas de Ruperto – Smarter Every Day
Prensa hidráulica vs. Lágrimas de Ruperto
Cámara del Vidrio Plano
