¿Es verdad que el vidrio es un líquido que fluye?

Un mito con muy buena excusa

Pocas ideas científicas erróneas suenan tan razonables como esta: las vitrieras de las catedrales góticas, de 700 u 800 años, son visiblemente más gruesas en la parte de abajo. Si el vidrio fuera un líquido que fluye lentísimo por su propio peso, con siglos de gravedad actuando, ese desnivel tendría sentido. La historia aparece en libros de divulgación, en algún manual de ciencia de materiales y hasta en ediciones viejas de la Enciclopedia Británica.

El problema es que nadie había hecho la cuenta. En 1998, el ingeniero de materiales brasileño Edgar Dutra Zanotto decidió calcularla en serio.^[1] Tomó la composición típica de vidrios de ventana medievales y modernos, y usó las ecuaciones que describen cómo cambia la viscosidad del vidrio con la temperatura (la relación de Vogel-Fulcher-Tammann, ajustada con las fórmulas de Lakatos que usa la industria del vidrio).

Con esos datos calculó el tiempo de relajación: cuánto tarda el vidrio en deformarse de forma apreciable bajo su propio peso a temperatura ambiente. El resultado, incluso usando la viscosidad más baja que pudo justificar (la de un vidrio de óxido de germanio, GeO₂, elegido porque su viscosidad no sube tan rápido al enfriarse como la del vidrio de ventana real), fue de 10^32 años. La edad del universo es de apenas 10^10 años, unos 13.800 millones de años.

Para que un vidrio medieval mostrara un flujo importante en 800 años, Zanotto calculó que habría que calentarlo a unos 414 °C, muy por encima de la temperatura ambiente y cerca de donde el vidrio empieza a ablandarse de verdad.

Cómo lo sabemos

El vidrio no tiene una temperatura de fusión única como el hielo: al enfriarse desde el estado líquido, su viscosidad sube de forma continua, sin un salto brusco, hasta volverse tan alta que el material se comporta como un sólido rígido. Eso pasa alrededor de la llamada temperatura de transición vítrea (Tg), entre 550 y 600 °C para un vidrio de ventana típico. Por debajo de eso, cualquier reordenamiento atómico es tan lento que, a fines prácticos, no ocurre.

Zanotto no midió el flujo directamente —sería imposible esperar 10^32 años— sino que lo calculó a partir de la viscosidad, apoyado en una relación física bien establecida: la viscosidad de un líquido es proporcional al tiempo que tarda en relajar una deformación (a mayor viscosidad, más lento el flujo). Usó curvas de viscosidad de vidrios modernos y medievales, construidas con fórmulas que la industria del vidrio emplea desde los años setenta para predecir cómo se comporta un vidrio según su composición química, y las extrapoló hasta temperatura ambiente.

Como respaldo experimental indirecto, señaló algo simple: hay vasijas de vidrio de miles de años en museos de todo el mundo que no muestran ninguna deformación por su propio peso.^[2] Si el vidrio fluyera a un ritmo medible en siglos, esas piezas —mucho más delgadas y menos sostenidas que un panel de vitriera apoyado en un marco— ya se habrían aplastado.

Lo que sí explica el grosor desparejo

Entonces, ¿por qué las vitrieras medievales son más gruesas abajo? La respuesta está en cómo se fabricaba el vidrio antes de que existiera el vidrio flotado (inventado recién en los años cincuenta del siglo XX). Los vidrieros soplaban una gran burbuja alargada, la cortaban en un extremo y la abrían para formar un cilindro; ese cilindro se cortaba a lo largo, se recalentaba y se aplanaba a mano sobre una superficie plana.^[1] El resultado nunca era una lámina de grosor uniforme: quedaba más gruesa de un lado que del otro.

Al montar cada pieza en el plomo de la vitriera, era más estable y más fácil de trabajar poner el lado más pesado hacia abajo. Con el tiempo, esa costumbre de instalación —no ningún proceso físico posterior— dejó la mayoría de los paneles antiguos más gruesos en la base. Es, además, un sesgo de qué ejemplos sobrevivieron: los vidrios más parejos o mal instalados con el lado grueso arriba tienen más probabilidades de haberse roto o reemplazado con los siglos.

La leyenda tiene una vida larga porque mezcla dos cosas reales —el vidrio es amorfo, como un líquido “congelado” en su estructura, y las vitrieras viejas sí son desparejas— con una conclusión que no se sigue de ninguna de las dos. Ser amorfo no es lo mismo que fluir a temperatura ambiente: un sólido amorfo puede ser tan rígido como uno cristalino, solo que con los átomos acomodados sin el orden repetitivo de una red cristalina.