The Last Codex
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Tema

Lingua

Vetro

Sabbia fusa e trasparente

Data
c. 2500 a.C.
Epoca
Antichità
Fase
III Mestieri e città
Difficoltà

Tavola

Legenda
  1. 1Camera del fuoco
  2. 2Crogiolo con vetro fuso
  3. 3Bocca di lavoro
  4. 4Camera di ricottura
  5. 5Canna con una levata di vetro
  6. 6Bronzino (marmo)

Anatomia

Il bolo, tagliato per mostrare la bollaCanna tagliata lungo il condotto; i punti sono il soffioIl vetraio preleva dal crogiolo un bolo di vetro con l'estremità della canna, la fa girare senza sosta, qui a 1 giro al secondo, e soffia dall'altra estremità. Canna e bolo sono tagliati lungo il condotto. Il soffio, nella figura una pressione costante di 50 mbar, un quarto della più alta registrata nei vetrai (200 mbar), scende nel condotto di 8 mm e apre una bolla allo sbocco. La velocità con cui la bolla cresce dipende dalla viscosità del vetro, presa da un vetro sodico-calcico misurato dall'istituto metrologico nazionale tedesco. Al punto di lavoro, verso 1020 °C, una piccola bolla raddoppia il raggio in 0,6 s, e bastano 1,6 s di soffio perché un bolo di 4 cm di raggio diventi un parison: una bolla di 3,6 cm di raggio dentro una parete di circa 1,2 cm. A 900 °C servono 18 s. Al punto di rammollimento, verso 720 °C, la bolla impiega 37 min a raddoppiare, e il soffio non la smuove più. La gravità, intanto, fa cedere il bolo: al punto di lavoro, tenuto fermo, si deforma verso il basso di circa il proprio raggio in 1,0 s. In via approssimata, la figura disegna il cedimento che avrebbe nel tempo di mezzo giro, qui 0,5 s, e che la rotazione poi riporta su; quando supera il raggio del bolo, il vetro cola in un filo. Il vetro si arroventa da circa 525 °C. La scala va da 600 a 1250 °C; questo vetro diventa fluido come in un forno fusorio solo verso i 1455 °C. Il modello usa una sola temperatura per tutto il bolo, trascura la tensione superficiale e non conta pressione tra un soffio e l'altro, mentre se il vetraio chiude la canna col pollice l'aria intrappolata continua a spingere. Un bolo vero ha anche una pelle più fredda, che lo frena. I vetri antichi, fatti con la soda o con la potassa delle ceneri vegetali, seguivano ciascuno una curva propria, con i punti di riferimento nello stesso ordine.

Il vetro è sabbia fusa con un fondente come la soda e un po' di calce, raffreddata prima che possa cristallizzare: diventa così un solido duro che, se puro, lascia passare la luce. Fatto dapprima in forma di perline in Mesopotamia, divenne un materiale d'uso comune quando i vetrai del Mediterraneo orientale impararono a soffiarlo con una canna nel I secolo a.C.

Che cos’è

Il vetro è un solido senza cristalli. Quando si fonde la sabbia con le giuste aggiunte e il liquido si raffredda abbastanza in fretta, gli atomi non hanno il tempo di ordinarsi in un reticolo regolare. Restano bloccati in una rete disordinata: per questo il vetro è duro e fragile, e per questo con il calore si ammorbidisce gradualmente invece di fondere a una temperatura precisa. Il vetro chiaro lascia passare la luce perché i suoi componenti assorbono poca luce visibile e una buona fusione non contiene bolle o cristalli che la disperdano.

Il vetro comune, antico o moderno, è vetro sodico-calcico. La sabbia silicea forma la rete. La soda, ricavata dal minerale natron o dalle ceneri di piante delle paludi salmastre, abbassa la temperatura di fusione fino a un livello che un fuoco di legna può raggiungere. La calce, spesso già presente nella sabbia come frammenti di conchiglie, rende stabile il vetro perché l’acqua non lo attacchi.

La tavola mostra un forno da vetro rotondo del tipo descritto da Georgius Agricola nel 1556, con la canna e il bronzino del soffiatore.

Come funziona

Il forno ha tre livelli. Nella camera inferiore brucia la legna. Le fiamme salgono da un foro rotondo nella camera centrale, dove crogioli d’argilla contengono il vetro fuso; Agricola descrive crogioli panciuti alti circa due piedi, introdotti attraverso aperture nella parete. Il calore passa poi da un’apertura più piccola nella camera superiore, meno calda, che serve per la ricottura.

Gli attrezzi del soffiatore di vetro: una lunga canna, una verga di ferro, pinze a molla, forbici, una paletta e un blocchetto di legno Gli attrezzi del soffiatore: canna, verga di ferro, borsella, forbici, paletta e blocchetto di legno.

Il soffiatore immerge l’estremità di una canna di ferro in un crogiolo e la fa ruotare per avvolgere una levata di vetro fuso, come miele su un cucchiaio. Facendola rotolare sul bronzino, una lastra liscia di pietra o di ferro, la centra e ne raffredda la pelle. Un soffio forma una bolla. Poi riscalda il pezzo alla bocca di lavoro, soffia e fa oscillare la canna per allungarlo, e lo modella con borselle, palette e blocchetti di legno. Per rifinire l’orlo, il vaso viene fissato per il fondo a una verga di ferro piena, il pontello, e staccato dalla canna.

Il vetro si ritira raffreddandosi, e la sua pelle indurisce prima dell’interno. Un pezzo raffreddato all’aria aperta conserva tensioni interne e può scoppiare ore dopo. La ricottura lo impedisce: i vasi finiti passano in una camera calda e si raffreddano lentamente per molte ore. Agricola notava che i vasi non raffreddati piano si sarebbero spaccati.

Il colore viene da impurità e aggiunte. Il ferro della sabbia tinge il vetro di verde o di bruno; il manganese, che i vetrai d’età romana aggiungevano come decolorante, lo compensa, e il cobalto dà un blu intenso.

Come costruirlo

Il vetro si leva da un forno a ben oltre 1000 °C e si modella finché è ancora incandescente. Imparate la soffiatura in un laboratorio di vetro a caldo o in un corso con un istruttore; acquisite le basi, molti laboratori affittano ore di forno.

Partire dal rottame. I principianti lavorano vetro già pronto, acquistato come rottame da rifusione e fuso nel forno del laboratorio. Fare il vetro da una miscela grezza di sabbia, soda e calce richiede temperature più alte e fusioni lunghe, e quelle polveri sono pericolose.

Levare e marmorizzare. Preriscaldate l’estremità della canna, immergetela nel crogiolo e giratela con regolarità per raccogliere una piccola levata. Fatela rotolare sul bronzino perché diventi tonda e uniforme.

Soffiare e modellare. Soffiate brevemente, chiudete il bocchino col pollice e lasciate che l’aria si scaldi e si espanda. Riscaldate spesso alla bocca di lavoro e continuate a girare la canna perché il vetro non si afflosci. Modellate con blocchetti di legno bagnati, palette e borselle, e con la borsella formate un collo stretto fra il pezzo e la canna.

Passare al pontello e rifinire. Un aiutante accosta al fondo un pontello con una goccia di vetro caldo; raffreddate quel collo con una goccia d’acqua portata dalla borsella e battete sulla canna perché il pezzo passi sul pontello. Riscaldate, aprite l’orlo con la borsella, poi, come indica l’istruttore, staccate il pezzo dal pontello su un supporto resistente al calore e posatelo con cura nel forno di ricottura.

Ricuocere. Il forno di ricottura mantiene il pezzo a una temperatura stabilita, poi lo raffredda lentamente secondo un programma adatto al vetro e al suo spessore; per pezzi piccoli il ciclo dura di solito una notte. Toccatelo solo a ciclo concluso, come stabilito dall’istruttore.

Sicurezza. Forni, bocche di lavoro e vetro caldo provocano ustioni gravi e incendi: indossate abiti di fibre naturali e scarpe chiuse, legate i capelli e considerate caldo ogni pezzo di vetro finché non siete certi che sia freddo. Usate occhiali fatti per la lavorazione del vetro, contro l’abbagliamento e gli infrarossi. La sabbia silicea e le polveri di miscela non vanno respirate: lasciate la produzione del vetro grezzo a laboratori attrezzati. Ricuocete ogni pezzo finito e non esponete mai il vetro caldo all’acqua o a una corrente d’aria fredda: può scoppiare. Fondete solo vetro approvato dal laboratorio e di composizione nota, in un forno ventilato: il vecchio cristallo al piombo e il vetro colorato ignoto possono sprigionare fumi nocivi.

Storia ed evoluzione

Una piccola fiaschetta di vetro blu scuro con due minuscole anse, decorata con fasce ondulate gialle e bianche Una fiaschetta modellata su nucleo: prima della soffiatura, i piccoli vasi si costruivano attorno a un nucleo che poi si toglieva.

Il vetro compare dapprima come piccole perline in Mesopotamia nella seconda metà del III millennio a.C., probabilmente come derivazione delle invetriature e della faïence. I primi vasi, della fine del XVI secolo a.C., furono fatti nella Mesopotamia settentrionale e presto in Egitto con la tecnica del nucleo: il vetro caldo veniva avvolto attorno a un nucleo d’argilla e sabbia fissato su una bacchetta di metallo, decorato con fili colorati, e il nucleo veniva raschiato via quando il vetro si era raffreddato.

In seguito la vetreria si divise in due mestieri. Grandi forni vicino alle coste del Levante e dell’Egitto trasformavano sabbia e natron in vetro grezzo, colato in blocchi che potevano pesare intorno alle 10 tonnellate; i blocchi venivano spezzati e i pezzi attraversavano il Mediterraneo fino alle botteghe che li rifondevano e li modellavano. Questa divisione del lavoro esisteva verso la metà del I millennio a.C. Nella seconda metà del I secolo a.C. artigiani di questa regione impararono a soffiare il vetro con una canna. La più antica testimonianza datata con precisione, tubetti di vetro soffiati a bulbo, viene da una bottega di Gerusalemme. La soffiatura rese il vetro economico, e nell’Impero romano divenne vasellame da tavola, bottiglie da dispensa e lastre per finestre.

Un grande disco piatto di vetro verdastro aperto in cima a una verga di ferro, con accanto piccoli vetri tagliati da un disco simile Il vetro a corona: una bolla aperta sul pontello e fatta girare fino a diventare un disco. Il centro spesso, dove stava la verga, è l’occhio di bue.

Nell’Europa settentrionale, dall’anno 1000 circa, i vetrai usarono la potassa delle ceneri di legna al posto della soda. Nel 1291 Venezia ordinò ai suoi vetrai di trasferire i forni sull’isola di Murano. A George Ravenscroft, che brevettò un nuovo vetro chiaro nel 1674, si attribuisce per tradizione il cristallo al piombo inglese. Per secoli i vetri da finestra furono tagliati da vetro a corona, una bolla aperta e fatta girare in un disco, o da cilindri soffiati, aperti e spianati, ed entrambi i metodi limitavano la grandezza delle lastre. Negli anni Cinquanta Alastair Pilkington e Kenneth Bickerstaff misero a punto a St Helens il processo float, in cui il vetro fuso si distende in un nastro piatto su un bagno di stagno fuso. Redditizio verso il 1960, oggi è il modo normale di produrre il vetro per finestre.

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