Vidriados

Los vidriados son suspensiones de distintas materias primas en agua, diseñados para llegar hasta la fusión durante la cocción, de forma que se transforman en una capa vítrea soportada sobre la superficie de la pasta cerámica.

El aspecto y las cualidades del vidriado obtenido dependen de: 

• su receta (materias primas, granulometría) y los óxidos resultantes (fórmula Seger)
• la suspensión que se prepara, que puede ser gruesa (mayor densidad relativa) o fina, y también grasa (mayor presencia de arcillas plásticas) o magra (con poca arcilla).
• su aplicación (capa fina, gruesa, homogeneidad de la capa, aplicación por sedimentación)
• el tipo de pasta (acidez de la pasta, coeficiente de expansión térmica) sobre la que se aplica el vidriado y su estado de cocción (sobre pasta cruda o bizcochada, o sobre otro vidriado)
• la curva de cocción (oxidación-reducción, rampa de subida, temperatura de maduración, meseta y curva de enfriamiento)

Las combinaciones, casi infinitas, de estas variables son las que generan todos los tipos de vidriados cerámicos. Muchos de ellos serán útiles para determinados fines, pero no serán adecuados para otros. 

Los componentes de la mezcla de los vidriados son materias primas fundamentales plásticas, endurecedoras y fundentes, junto a materias primas secundarias (colorantes y opacificantes). En muchos casos también llevan en su fórmula materias primas auxiliares para mejorar su adherencia, su proceso de secado, o para cambiar las propiedades reológicas de la suspensión.

Las materias primas fundamentales plásticas, es decir, las arcillas, se utilizan en los vidriados como fuente principal de alúmina en su composición y como suspensivos. Las arcillas empleadas en esmaltes son habitualmente caolines, y en ocasiones se añade algo de arcilla de bola o bentonita. En determinados vidriados se utiliza como alternativa a la arcilla el feldespato, ya que esta materia prima también aporta alúmina. 

La materia prima fundamental endurecedora más empleada en los vidriados es el cuarzo, que se añade de forma que mantenga la relación sílice/alúmina necesaria. 

Las materias primas fundamentales fundentes en los vidriados son muy diversas y diferentes de los fundentes utilizados en las pastas. Los óxidos fundentes de las distintas materias primas son principalmente los siguientes:

1. Álcalis: materias primas que contienen litio, sodio y/o potasio, incluyendo el vidrio molido, feldespatos, fritas, etc..
2. Alcalinotérreos: materias primas que contienen calcio, magnesio, bario, estroncio
3. Metales de transición: zinc y fritas de plomo
4. Compuestos de boro: fritas o boratos naturales

Para introducir estos óxidos se utilizan minerales, carbonatos u otras sustancias más o menos complejas como cenizas, fritas, rocas pulverizadas, etc..

Siguiendo con la composición de los vidriados, nos encontramos con las materias primas secundarias. Son los óxidos metálicos colorantes (principalmente titanio, vanadio, cromo, manganeso, hierro, cobalto, níquel, cobre), los pigmentos. y los opacificantes (principalmente estaño, zirconio, titanio y zinc).

Para terminar con la composición de vidriados, hay que hablar de las materias primas auxiliares. En su gran mayoría facilitan la aplicación de una suspensión y su secado, desapareciendo durante la cocción. Son los llamados acondicionadores de suspensiones (floculantes, defloculantes, suspensivos, aglutinantes). 

Las distintas mezclas de materias primas de los esmaltes deben llegar a su temperatura de maduración en el horno.

Cada vidriado tiene un intervalo de temperaturas de fusión que queda determinado principalmente por la composición química del vidriado, el tamaño de grano y la naturaleza  de sus materias primas, la velocidad de calentamiento, la temperatura que se alcanza en la cocción y el tiempo que se mantiene dicha temperatura, y la atmósfera del horno.

Si las materias primas del vidriado se han molido finamente, habrá más superficie que al calentarse entrará en contacto con otras partículas facilitando los procesos de sinterización, vitrificación y fusión. Cuanto más finos son los granos, se necesitará una temperatura más baja para llegar a la fusión. 

Cuando se alcanzan los 500 o 600ºC comienza el intervalo de transformación vítrea ya que comienza el reblandecimiento y la aparición de fase líquida en el vidriado. A partir de estas temperaturas y hasta alcanzar la temperatura final conviene que haya una velocidad lenta en el aumento de temperatura que permita la salida de gases en forma de burbujas.

La temperatura de cocción final del vidriado queda definida por el tipo de vidriado que queremos conseguir. Es decir, la temperatura final, dentro del intervalo de fusión será aquella en la que nuestro vidriado tenga la viscosidad, tensión superficial, capacidad de disolución, etc… que queremos que tenga.

Siempre conviene mantener la temperatura final de la cocción durante un tiempo (meseta) para que el equilibrio térmico dentro del horno se alcance y toda la masa del vidriado fundido alcance el mismo nivel de fusión.

En un vidriado es muy complicado predecir su temperatura de fusión, porque los distintos óxidos forman eutécticos entre ellos, de forma que todo es relativo. Por tanto, podemos establecer posibles composiciones de forma teórica, pero tan solo experimentalmente podremos comprobar la temperatura de fusión de un vidriado.

Uno de los aspectos que más se descuidan cuando se realizan vidriados es su compatibilidad con la pasta que recubren. En baja temperatura, la influencia de la pasta no es tan importante, excepto para el cuarteado (coeficiente de expansión térmica CET), en cambio, en alta temperatura el vidriado puede variar radicalmente según la pasta sobre la que se aplique. 

Algunas pastas contienen materias primas añadidas como papel, moloquita, etc., que pueden afectar al resultado final del vidriado, y otros componentes como la chamota que no alteran el vidriado pero obligan a aplicarlo en capa más gruesa. El contenido en hierro de la pasta tiende a amarillear los esmaltes. Las pastas blancas (por ejemplo la loza) no contienen óxidos pero llevan siempre Carbonato Cálcico (fundente) que puede precipitar en forma de sales. El contenido de cuarzo libre de la pasta influye sobre la unión de soporte y vidriado y puede ofrecer resultados variables en cuanto al craquelado y desconchamiento de la cubierta vítrea. Si el vidriado se aplica sobre pasta cruda, además de todo lo comentado, deberá tener alto contenido de arcilla o de caolín.

El vidriado obtenido tras la cocción siempre tiene una estructura heterogénea ya que la composición es distinta en la parte más profunda que está en contacto con la pasta (la interfase), en el cuerpo del vidriado y en la superficie. Tras la fusión, el vidriado tiene una estructura vítrea con una red formada por Si-Al-B con cationes de óxidos fundentes disueltos en ella. Solo en teoría podemos considerar que esa estructura vítrea carece de estructuras cristalinas, o de burbujas atrapadas. Solo en teoría su superficie es lisa y brillante, sin grietas ni craquelados ni otros defectos. 

Los vidriados transparentes y los transparentes coloreados son los que más se acercan a un vidriado teórico puro, pero el resto de vidriados logran sus características incluyendo en la red vítrea pequeños cristales (opacos brillantes, mates, semi-mates, cristalinos y coloreados), o bien provocando de forma deliberada «defectos» (escurridos, cráteres, piel de naranja, craquelados, recogidos, piel de serpiente, etc,…).