Cuando hablamos de la arquitectura contemporánea estamos conscientes que no surgió de un día para otro y su proceso evolutivo perdura constantemente. En ocasiones la arquitectura se transforma lo suficiente como para que hablemos de un estilo. ¿Cuál es la causa de estas transformaciones? La creatividad de las individualidades, el cambio de condiciones socioeconómicas, el desarrollo tecnológico o la introducción de nuevos materiales de construcción. Seguramente todos estos factores influyen, aunque de manera distinta y no en la misma proporción .

Durante el último siglo, debido al avance tecnológico de los métodos de fabricación del vidrio, ha venido dándose una baja significativa de los costos de producción y por lo tanto en los precios de comercialización. Su precio ha bajado en proporción inversa al crecimiento de la superficie promedio de las placas de vidrios utilizadas en la construcción. Más aun creció la proporción vano-macizo a favor de el primero, es decir, la superficie total de ventanas respecto a la superficie de muro.

Cada vez somos más conscientes de que la palabra vidrio, es un término genérico ya que en realidad existe un gran número de variedades y tipos, que obligan a tener conocimientos para su uso en tres aspectos fundamentales: selección del material, diseño y detalles constructivos. Los arquitectos utilizan al vidrio como material que proporciona muchas posibilidades de expresión plástica, y de soluciones funcionales ya sea respecto a la iluminación natural o aspectos de percepción y comunicación visual, sin embargo los inversionistas exigen su uso por otras razones; una es el estatus de construcción moderna, la otra se fundamenta en los beneficios económicos a partir del uso del material, es un material durable, universal, relativamente de bajo costo y de bajo mantenimiento. Fueron los empresarios quienes idearon los sistemas de división de grandes superficies con paneles de vidrio, se obtiene control visual de los empleados, se eleva la eficiencia. Se conservan los valores de espacios amplios corrigiendo los problemas acústicos. Se introduce a los interiores el paisaje exterior o al revés, como sucede en las tiendas, se sale hacia el exterior con los productos. Es por ello que podemos hablar de la influencia del vidrio en los fenómenos visuales de la arquitectura.

Influencia del vidrio en los fenómenos visuales de la arquitectura
El uso del vidrio plantea toda una serie de fenómenos visuales en la arquitectura, todos ellos relacionados con el vínculo que existe entre la luz y las características del material. El vidrio por lo general es invisible, vemos solo su contorno, la forma del vano, la luz pasa a través de él. En ocasiones realmente vemos el vidrio, eso sucede cuando no hay una transparencia total. Puede ser mínima la reducción de transparencia y sin embargo eso hace que percibamos el vidrio en sí, casi siempre veremos lo que se encuentra detrás del vidrio como una imagen más clara. La calidad de las placas de vidrio transparente y el pulido del mismo convierte en realidad la invisibilidad del material, sin embargo, sabemos que existe y lo podemos ubicar con precisión, surge así el fenómeno percepción de cerramiento del vano.

Al utilizar el vidrio en la arquitectura los diseñadores pueden en forma consciente aprovechar los principios de este fenómeno y de esta manera lograr una mejor solución de la composición arquitectónica ya sea en los exteriores o en los interiores.
En la oscuridad los cristales son invisibles desde la parte interior debido a la ausencia de reflejo. Sin embargo, debido a la sensación de cerramiento del vano se puede ubicar físicamente, pero en términos arquitectónicos requerimos de un elemento adicional hacia el interior; cortinas, persianas, etc., que permitan delimitar el espacio interior del espacio indefinido, oscuro. Inspira esto sensaciones de privacidad y seguridad.

También el fenómeno inverso a la sensación de cerramiento del vano puede ser aprovechado en los procesos de diseño. Se usa con frecuencia en las vitrinas exteriores de edificaciones comerciales donde el pulido, una ligera concavidad o inclinación hacia el interior impide el reflejo del exterior. Esto provocará la ilusión óptica de ausencia del vidrio, fenómeno que en algunas ocasiones es favorable y en otras motivo de accidentes, por lo tanto el diseño en este tipo de barreras jugará un papel importante.

Indudablemente la propiedad de reflejar la luz y la tonalidad verdosa son quizá las características visuales más importantes del vidrio común. Los reflejos producen visiones cambiantes a lo largo del día o en función de las condiciones particulares de luz en determinado momento, inclusive pueden resultar contraproducentes, perdiendo la anhelada transparencia , es decir, en el ir y venir entre los exteriores e interiores. Un efecto visual no deseado es la apariencia verdosa del vidrio que se hace más evidente con el incremento del espesor o al verlo de canto.

La posibilidad de utilizar placas pulidas, curvadas, reflectantes o de color enriquece notablemente la posibilidad de que surjan efectos visuales en los elementos arquitectónicos de vidrio, por eso la insistencia en que los diseñadores sean conscientes de ellos y prevean los mismos durante el proceso de diseño. Así el problema de un acristalamiento, de grandes dimensiones o de una simple ventana, debe contemplar el fenómeno de los efectos visuales, los elementos de composición serán el tipo y forma del vidrio, la ubicación de las fuentes de luz, natural y artificial, como también los elementos que lo acompañan; los perfiles, las cortinas, las persianas, los elementos fijos de control solar, etc. Todo ello en su conjunto influirá notablemente en la percepción visual de la obra.

Influencia del vidrio en las condiciones del confort en los interiores
El concepto de invernadero y las realizaciones del siglo XIX de Paxton y Turner, donde el control climático era algo fundamental para la conservación y crecimiento de las plantas, dio origen a la idea de que utilizando superficies acristaladas se pueden concebir espacios donde las condiciones de clima, iluminación y en general lo que concebimos como confort físico y psicológico son controlables. El material permitía pensar en la creación y aislamiento de ambientes naturales artificialmente construidos. Este pensamiento encuentra su expresión más desarrollada en el proyecto de Biosfera 2, donde una estructura de vidrio y metal cubre un área de 1.3 hectáreas.

Sin embargo, cuando hablamos de confort y del material debemos considerar aspectos como: orden, diversidad, amplitud, seguridad, temperatura, humedad, iluminación, higiene y condiciones acústicas.

El orden no se debe entender como sinónimo de monotonía, y la diversidad como su antónimo. La sensación de orden puede surgir a partir de la racionalidad funcional y a cada función le corresponde una característica del acristalamiento y del vidrio a utilizar. De esta manera se puede obtener diversidad sin afectar el orden.

La sensación de amplitud impacta notablemente el concepto de confort espacial. Algunos recursos para lograr la sensación de amplitud vinculados al uso del vidrio en la arquitectura son: la utilización de vidrio transparente en vanos, de espejos en interiores, de cancelería de vidrio en espacios de oficinas o que requieren subdivisiones, introducir el máximo de luminosidad en el espacio de referencia, el uso de ventanas o acristalamientos psicológicos en espacios que por su naturaleza no utilizan la iluminación natural.

Actualmente, la utilización del vidrio en sus diferentes modalidades ha crecido ampliamente y tiene una importante influencia en la arquitectura, su papel monopólico como superficie traslúcida, transparente y aislante ha sido total. Sin embargo, ya desde los inicios de la arquitectura moderna afloraron los problemas técnicos en el uso de las superficies vidriadas de grandes dimensiones. La radiación solar con el exceso de luz y las ganancias térmicas que la acompañan, así como la falta de aislamiento térmico son los principales inconvenientes de este material. El primero de los fenómenos mencionados se relaciona con el llamado efecto invernadero al atravesar los infrarrojos solares el vidrio, calentando los elementos o materiales sobre los que incide, que a su vez irradian infrarrojos de mayor longitud de onda para los cuales el vidrio se convierte en una barrera, quedando atrapados en el interior de la construcción. Este fenómeno es aprovechable como recurso energético cuando se requiere calentar, sin embargo, exceso resulta contraproducente cuando las condiciones de los interiores no lo demandan.
Las bajas temperaturas de los periodos invernales evidenciaron uno de los principales problemas técnicos del vidrio, que es la falta de aislamiento térmico. La sensación de pared fría, pérdidas de calor y la condensación en su superficie son consecuencia de esta característica. Estas pérdidas de calor se producen a través de tres procesos: convección, conducción y radiación. El llamado Muro Neutralizante propuesto por Le Corbusier (La Ciudad del Refugio, 1930) y que consistía en una doble capa de vidrio que contenía un espacio al que se le inyectaba aire caliente o frío según fuera el caso, con la intención de controlar las condiciones térmicas del interior, evidenció las limitaciones y los problemas a resolver.

La seguridad como concepto en el vidrio ha evolucionado a partir de la industria automotriz, donde surgen los vidrios laminados. El cristal laminado arquitectónico ofrece importantes posibilidades de uso en sistemas de envidriado inclinado, plafones, tragaluces o en aparadores de comercios que exhiban artículos valiosos. Los cristales laminados están hechos bajo un proceso de calor y atmósfera controlados en donde se unen dos vidrios con una capa de polivinyl butiral entre ellos.

El concepto de higiene está asociado a la luminosidad, la temperatura y las posibilidades de ventilación (recambio de aire) de los espacios. La arquitectura moderna, desde principios de siglo XX, anunciaba en sus postulados la importancia de construir espacios sanos o que estuvieran protegidos contra agentes nocivos o dañinos. Esto se vincula también con los nuevos materiales: acero, concreto y vidrio. La posibilidad de crecer las dimensiones de los vanos, el surgimiento de la ventana horizontal, o de fachadas completamente acristaladas permite mayor luminosidad, incidencia de los rayos solares y la posibilidad de tener sistemas de ventilación más eficientes a través del uso de ventanas y ventilas, por lo tanto se suponen espacios mas sanos.3

Si bien durante mucho tiempo el problema de aislamiento acústico de las edificaciones se limitaba a construcciones industriales o edificios con funciones muy específicas, hoy en día el incremento del ruido en el medio urbano afecta cada vez más a sus habitantes. Al igual que la contaminación del aire y del agua, la contaminación por ruido se incrementa con la densidad de población. En nuestras áreas urbanas, es un serio problema que afecta nuestra calidad de vida, nos quita el sueño e interfiere con la comunicación. Con el enorme aumento en el uso del transporte y vehículos automotores, el empleo de equipos y maquinarias, el ruido se ha convertido en un inevitable compañero de nuestra vida y una seria amenaza a nuestra salud.4

El vidrio a pesar de su densidad no es el mejor aislante para obtener niveles de confort acústico, además entra en conflicto con el aislamiento térmico cuando se usa doble capa con cámara de aire intermedia. La tendencia para resolver este problema es usar vidrios laminares de distintos espesores.

Como podemos ver existe una amplia gama de problemas a resolver en las características físicas del vidrio. Esto con el objeto de afrontar todas las necesidades funcionales mencionadas y probablemente también las no mencionadas. Es así que la tecnología en la producción de vidrio para la construcción ha diversificado su producto ofreciendo vidrios en una amplia gama de soluciones: variar la composición química del vidrio, colocar capas funcionales, realizar tratamientos superficiales, agregar elementos entre capas, incluir sistemas pasivos o activos de control solar y térmico o combinar varios de éstos. Todos ellos con usos y funciones muy específicas, entre las cuales están los vidrios: de comportamiento óptico modificado, de control solar, aislantes térmicos y acústicos, de baja emisividad, de borosilicato, curvados, de seguridad, decorativos, dicróicos, esmaltados, extraclaros, laminares, resistentes al fuego, tintados,etc.

La evolución de la tecnología para la producción del vidrio plano
En la historia de la fabricación del vidrio plano utilizado en la construcción, cuyos inicios se remontan a la ciudad de Pompeya durante la época romana,5 la preocupación fundamental se centraba en obtener un producto que permitiera no sólo el paso de la luz, sino que fuera lo más uniforme y transparente posible.

Las placas de vidrio encontradas en Pompeya probablemente están hechas por medio del vaciado de la masa, no completamente líquida, sobre una piedra plana y pulida, para posteriormente estirarla con pinzas.6 A pesar de este antecedente el procedimiento basado en técnicas de soplado y rotación fueron las más utilizadas durante siglos. Esta técnica es llamada corona de vidrio o corona normanda7 y consiste en hacer rotar una burbuja de vidrio soplado hasta lograr una placa delgada en forma de disco. Era un vidrio con poca calidad y con un espesor no uniforme, aparecían una serie de anillos concéntricos en forma de textura como resultado del movimiento de rotación. Las dimensiones de las placas obtenidas de esta manera eran reducidas y su comportamiento mecánico estaba en función del espesor.

Otra forma también basada en técnicas de soplado y rotación con la que se lograban vidrios de mayores dimensiones es el método del cilindro de vidrio soplado. Esta consistía en obtener una burbuja de vidrio soplado bastante grande que se volteaba para lograr una vasija alargada, a la cual eliminando los extremos se convertía en un cilindro. Posteriormente,éste se recalentaba y cortaba a lo largo, siguiendo una generatriz, para después extenderlo sobre una superficie plana. Los vidrios obtenidos de esta manera eran de mayor tamaño que el vidrio de corona, pero su superficie menos brillante y sus caras más irregulares. A principios del siglo XIX con este procedimiento se alcanzaban cilindros de 1.80 metros de largo por .50 metros de diámetro, de los cuales se obtenían piezas de una superficie máxima de 1.5 metros cuadrados.

En el siglo XVII se desarrolló un nuevo mtodo de producción de vidrio el cual consistía en fundir vidrio, verterlo sobre un molde y aplanarlo con un rodillo metálico, recuerda esto la antigua técnica romana. Posteriormente, era recalentado en un horno y se enfriaba lentamente. Por último se pulía utilizando como abrasivo arena de cuarzo. Este proceso está asociado con el perfeccionamiento de los hornos, los componentes de la masa, el vaciado y el pulido; surgen las primeras fábricas (fundidoras) especializadas. El tamaño de las piezas de vidrio plano se incrementa y el grosor es más controlable. En 1691, en la fundidora St. Gobain (Francia) ,se producen con este método placas de vidrio espejo con importantes dimensiones.8

Durante el siglo XIX se da el perfeccionamiento de los métodos de producción mencionados y su mecanización inicia los procesos de industrialización de la producción del vidrio plano para la construcción.

La mecanización del proceso abrió nuevas posibilidades tecnológicas, las limitaciones que representaban las placas moldeadas fueron resueltas con sistemas continuos de producción. Fourcault en 1904 y Colburn en 1905 registraron el proceso de fabricación del vidrio laminado9, que consiste en vincular tres etapas básicas: alimentación, laminado y pulido del vidrio. La primera está relacionada con la fusión de la masa, la segunda, con el laminado o estirado por rodillos (moldeo) generalmente metálicos y la tercera, con el acabado final del vidrio, un complejo sistema de pulido, que en una primera fase consiste en un pulido grueso o desbaste y en una segunda, el pulido fino o terminal. Surgen otros autores y nombres para procesos de producción de vidrio laminado, muy similares, tales como los métodos de: Pittsburgh, Libbey-Owens, Chance, Bicheroux. Sin embargo, en la literatura especializada el reconocimiento a Fourcault y Colburn es unánime.

El tamaño del vidrio dejó de ser una limitante, su longitud era continua y se alcanzaron anchos de más de dos metros. El tamaño de la placa comercial se rige por las condiciones de transporte, manipulación y montaje, asociadas a las propiedades físicas y mecánicas del material.
Será después de la primera guerra mundial que se introduce en forma industrial la tecnología del vidrio templado y cuya característica es que su resistencia es cinco veces mayor que el mismo vidrio sin templar. Esto se logra recalentando la placa o lámina a altas temperaturas (700 C) y después enfriándola bruscamente con aire fresco por las dos caras. Este proceso mejora considerablemente las resistencias al choque, consiguiéndose, en caso de rotura que los bordes no sean filosos. También es posible templar placas de vidrio a través de procesos químicos y que funcionan a base del intercambio de iones de la superficie del vidrio por otros de mayor tamaño que tensan la superficie.10

La nueva arquitectura de vidrio encontraba en la tecnología de producción un gran aliado. Sin duda los procesos del laminado por rodillos así como la técnica del templado hicieron posible su evolución y desarrollo.

El paisaje urbano acristalado, sobre todo de los centros urbanos, donde se concentran numerosos edificios de gran altura, generalmente propiedad de bancos, consorcios, empresas privadas y públicas, será característico de la segunda mitad del siglo XX. No se trata de un elementalismo sino de una adecuación de los instrumentos de proyección a una demanda a gran escala para realizar las obras y la estandarización tipológica necesaria para una edificación industrializada. Vidrios azulados, cobrizados, polarizados, vidrio espejo, etc. serán símbolo de la economía dominante; los arquitectos diseñan igual en París, Kuala Lumpur, Hong Kong, Pretoria que en México, convirtiéndose en la auténtica arquitectura de la burocracia.

El tintado de los vidrios, tan significativo en la arquitectura de los últimos 50 años, se realiza de forma muy sencilla, únicamente hay que adicionar óxidos metálicos a la composición de la masa. Los vidrios verdes se obtienen reponiendo los óxidos de hierro eliminados durante el proceso primario de obtención del vidrio. Los vidrios bronceados se logran añadiendo selenio. La gama de grises se logra variando las proporciones de óxidos de cobalto, níquel, selenio y añadiéndoles óxido de hierro.11
En México comercialmente se ofrecen cuatro colores básicos: gris, bronce, verde y azulado.12
El uso de vidrios de color disminuye la radiación solar ya que los óxidos metálicos dan al vidrio un coeficiente mayor de absorción. En este tipo de vidrios puede presentarse la rotura por choque térmico si el vidrio no está templado.

En 1959 la industria del vidrio experimentó nuevamente una importante innovación tecnológica, el proceso conocido como flotado.13 El principio básico consiste en hacer flotar la materia prima, previamente fundida, sobre un baño de estaño líquido. De esta manera, se forma una lámina transparente de caras perfectamente paralelas, las cuales se enfrían en un proceso horizontal continuo sin que elemento alguno modifique su planicidad. Finalmente , el listón continuo entra en una línea de corte automático, para producirlo en piezas de medidas manejables. La productividad con este sistema de fabricación es muy alta y además la calidad del vidrio es excelente. Esto provocó una relación de precios y costos más favorable. Sin embargo, esta tecnología tiene sus limitaciones, donde la más importante es la dificultad en modificar la composición de la masa fundida.

En los últimos años los problemas relacionados con el consumo energético y la sensación de confort en los interiores de las edificaciones han provocado diferentes respuestas técnicas en la industria de la construcción. Una de ellas es el tratamiento superficial del vidrio, que en función de la forma de su aplicación se distinguen dos procesos: los revestimientos duros y los revestimientos blandos.

Los primeros son aquellos que se aplican durante la fabricación del vidrio. El revestimiento específico se aplica sobre la lámina de vidrio cuando está a altas temperaturas, generando una capa delgada (pirólisis) que es resistente química y físicamente .
Los segundos son los que se aplican después del proceso de fabricación del vidrio. La aplicación se hace de diferentes formas, ya sea la inmersión en baños o la decantación química o física de un vapor permitiendo depositar capas orgánicas.

Al parecer la evolución tecnológica del vidrio estará en el ámbito de los revestimientos y de las capas para resolver las exigencias técnicas de transmisión de luz, aislamiento térmico, el aprovechamiento de energías naturales, o del aislamiento acústico y seguridad.14
El sistema de uso de capas funcionales hace posible la producción de una gran diversidad de vidrios especializados, lo que permite una mayor flexibilidad en la solución de los distintos problemas constructivos que se presentan hoy en día en las edificaciones. El uso de las capas funcionales ha permitido, a nivel experimental, avances como las capas termocrómicas, que controlan la transmisión de la luz a través de cambios físicos reversibles y que se activan por medio de cambios de temperatura. También capas electro-ópticas con materiales electrocrómicos o cristal líquido que se controla aplicando corrientes eléctricas en función de las condiciones lumínicas y climáticas15, acercándose al concepto de muro activo o dinámico, que como el camaleón, responde o reacciona a las condiciones del medio ambiente en segundos.

Los productores de vidrio japoneses han desarrollado estudios y producción experimental sobre rellenos para la cámara que se genera en el acristalamiento doble, utilizando sistemas de microprismas o cilindros, con la intención de controlar iluminación y asoleamientos. También se analizan sistemas con materiales que modifican en forma reversible sus características físicas de transmisión.16

Hoy en día las soluciones más frecuentes son la combinación de sistemas multicapa, laminares y vidrios dobles con cámara intermedia, donde el tratamiento de ésta resulta muy variado; desde sistemas mecánicos de control solar, hasta sistemas forzados de movimiento de aire. En realidad recuerda la preocupación de Le Corbusier en La Ciudad del Refugio (1930) con el Muro Neutralizante.

Son los edificios de doble piel que han demostrado una mayor eficiencia tanto en lo que se refiere a consumos energéticos como a la obtención de condiciones de confort en los interiores.

Por último debemos mencionar los vidrios moldeados, mejor conocidos en la construcción como bloques de vidrio. La técnica del moldeado es ampliamente conocida y los bloques de vidrio han sido utilizados a lo largo del siglo XX como relleno de losas estructurales, muros, bóvedas o cúpulas, sobre todo cuando se requería luz natural y no transparencia. Los bloques son piezas macizas sencillas, que se obtienen por prensado de la masa fundida de vidrio mediante unos moldes; las piezas dobles se hacen con dos elementos sencillos soldados entre sí, dando lugar a una sola pieza, con una cámara de aire en su interior, deshidratada a baja presión.17 Existe hoy en día un resurgimiento de su uso, y como novedad se ha introducido una gran variedad de colores, texturas y acabados, lo que permite regular el paso de la luz natural y la transparencia. Debido a la característica del proceso, existe una vasta oferta de tamaños y formas con piezas especiales para resolver aristas de noventa grados. Tradicionalmente, se colocan con juntas de cemento aunque pueden estar incorporados a paneles prefabricados o armados con sistemas de montaje modular en seco.
Se pueden instalar tanto para separaciones en interiores como para cerramientos exteriores o estructuras transitables horizontales, bóvedas y cúpulas, utilizando diferentes sistemas de montaje.

Este recorrido a lo largo de los procesos tecnológicos de fabricación del vidrio relacionado de alguna manera con su uso, nos muestra sus cualidades y defectos, sus posibilidades como material de construcción y como elemento de composición arquitectónica. Por lo tanto, los diseñadores debemos ser conscientes de la relación que existe entre necesidades, posibilidades y soluciones a la tan demandada arquitectura de vidrio, donde no deja de ser común las correcciones a posteriori por su uso inadecuado.

Manuel Rodríguez Viqueira
Departamento de Medio Ambiente
División de Ciencias y Artes para el Diseño
UAM - Azcapotzalco