Fórmula unitaria o de Seger

El profesor alemán Hermann Seger (1839-1893) sistematizó la forma de escribir fórmulas de vidriados cerámicos para facilitar su comprensión y prever las características fundamentales del vidriado. 

Esta forma de análisis de una mezcla cerámica se conoce como fórmula Seger o fórmula unitaria y consiste en analizar las cantidades molares de los óxidos que forman la mezcla, después de pasar por el proceso térmico.

La fórmula unitaria o fórmula Seger es una formulación utilizada sólo entre ceramistas y ni los químicos ni los físicos o los geólogos han oído hablar de ella. En la fórmula Seger aparece la cantidad molar de cada uno de los óxidos que forman parte del vidriado, y dichos óxidos se colocan en tres columnas distintas. 

• En la columna de la izquierda se escriben los óxidos que actúan como fundentes y tienen fórmulas de los tipos RO y R2O. En muchos documentos se dice que ésta es la columna de los óxidos básicos, pero esto no es exacto ya que algunos de estos óxidos (como ZnO y PbO) son anfóteros.
• En la columna del centro se escriben los óxidos que actúan como intermediarios, con fórmula del tipo R2O3. Es la columna de la alúmina que tiene carácter anfótero.
• En la columna de la derecha se escriben los óxidos formadores de red, es decir, es la columna de la sílice, que es un óxido ácido.

La regla fundamental que debe cumplir una fórmula Seger es que las cantidades molares de los óxidos de la columna izquierda sume 1mol. Por este motivo, esta formulación también se denomina “fórmula unitaria”.

0,07 Na2O	0,40 Al2O3	3,92 SiO2
0,16 K2O
0,77 CaO

La traducción en términos cerámicos de esta formulación es que en la columna de la izquierda tenemos los fundentes que suman 1 mol en total (MgO, CaO, SrO, BaO, PbO, ZnO, Li2O, Na2O, K2O), en la columna central está la alúmina Al2O3, y en la columna de la derecha el formador de red SiO2. De esta forma sabemos de inmediato cuanta sílice está presente por cada mol de fundentes (obteniendo así una idea aproximada de la temperatura de fusión), la cantidad de alúmina (para saber si el vidriado va a escurrir o no), el ratio entre sílice y alúmina (para saber si el vidriado será brillante o mate), y cual o cuales son los fundentes predominantes (para conocer otras propiedades del vidriado).

En la fórmula Seger no aparecen colorantes ni opacificantes y dichos componentes se anotan por separado, no formando parte de la fórmula unitaria. En otras palabras, la fórmula unitaria original describe vidriados base. 

En la actualidad, podemos encontrar algunas variaciones en la fórmula unitaria de Seger debido al uso de nuevos óxidos en las mezclas cerámicas (como el boro) y la inclusión en ciertos casos de óxidos colorantes y óxidos opacificantes en la fórmula.

En la época en que se desarrolló la fórmula Seger no se utilizaba boro en los vidriados, por lo que no está definido dónde debe colocarse este óxido. Hay autores que sitúan al B2O3 en la columna central porque su fórmula es del tipo R2O3 (pero no es un óxido intermediario y tampoco es anfótero), y otros autores lo sitúan en la columna de la derecha por tratarse de un formador de vidrio y ser un óxido ácido al igual que SiO2. Ningún autor sitúa al B2O3 en la columna de la izquierda a pesar de ser un potente fundente. Colocar el B2O3 en la columna central o en la columna de la derecha, da igual desde el punto de vista de la utilidad de la fórmula unitaria.

Aunque los óxidos colorantes no suelen formar parte de la fórmula Seger, en algunos vidriados especiales la presencia en gran cantidad de estos óxidos aconseja incluirlos también. En estos casos, como los óxidos colorantes tienen múltiples formas, es necesario saber cual es el óxido que permanece tras la cocción. Por ejemplo en los vidriados cristalinos de manganeso se suele añadir como materia prima MnO2, pero dicho óxido se transforma durante la cocción en MnO, por lo debe ser situado en la columna de la izquierda junto al resto de óxidos con fórmulas XO y X2O siendo un fundente muy potente. 

También puede llegar a aparecer el Fe2O3 en la columna central, o bien aparecer el FeO en la columna de la izquierda dependiendo de la temperatura de cocción y de la atmósfera de la cocción, ya que estas dos variables determinarán si tras la cocción prevalecerá el FeO (muy fundente) o el Fe2O3 (muy refractario).

Los opacificantes de fórmula RO2 (TiO2, ZrO2, SnO2) se incluyen a veces en la fórmula, y se colocan en la columna de la derecha por tener una fórmula del mismo tipo que SiO2. Sin embargo no se trata de óxidos ácidos ya que SnO2, ZrO2 y TiO2 son óxidos anfóteros ….. También se sitúan en esta columna derecha los óxidos con fórmulas tipo X2O5 , incluyendo a P2O5 (que sí es un óxido ácido y un formador de red al igual que SiO2), V2O5.

Li2O Na2O K2O MgO CaO SrO BaO PbO ZnO . Solo si tienen alta presencia también se añaden aquí: FeO MnO NiO CuO CoO

Al2O3 B2O3 . . . . . . . . Solo en ciertos documentos: . Fe2O3 Cr2O3 Sb2O3 . .

SiO2 B2O3 P2O5 . . . . . . . Raramente también se incluyen aquí: TiO2 ZrO2 SnO2 . .