¿Por qué es importante el contenido de hierro en la producción de vidrio?

El contenido de hierro (Fe₂O₃) de la arena utilizada en la producción de vidrio es, en muchos casos, un criterio de calidad aún más determinante que la propia pureza de SiO₂. Esto se debe a que el hierro afecta directamente al color y a la transmisión de luz del vidrio. La transparencia de un vaso o de un panel de vidrio depende en gran medida de la cantidad de hierro presente en la materia prima. En este artículo explicamos cómo el hierro genera color en el vidrio, cuánto hierro admite cada tipo de vidrio y por qué el cuarzo con bajo contenido de hierro es crítico.

¿Cómo genera color el hierro en el vidrio?

El hierro está presente en el vidrio en dos formas distintas: férrico (Fe³⁺, como Fe₂O₃) y ferroso (Fe²⁺, como FeO). Estas dos formas aportan colores diferentes al vidrio:

• Hierro férrico (Fe³⁺): aporta un tono amarillento / amarillo verdoso y absorbe la luz ultravioleta (UV).
• Hierro ferroso (Fe²⁺): aporta un intenso color azul verdoso y absorbe la luz infrarroja (IR).

Cuando ambos coexisten, la combinación de amarillo y azul produce el típico tono verde del vidrio. Por eso el vidrio transparente estándar presenta un ligero matiz azul verdoso; este tono se hace más evidente al mirar el vidrio por sus bordes gruesos. El matiz del color depende de la proporción entre hierro ferroso y férrico (el estado redox).

¿Cuánto hierro, cuánto color?

La tolerancia al hierro varía según el tipo de vidrio que se produce:

• Vidrio transparente estándar: Contiene típicamente alrededor del 0,1 % de Fe₂O₃, lo que provoca un ligero tono azul verdoso.
• Vidrio extraclaro (low-iron / water white): El contenido de hierro se reduce hasta aproximadamente el 0,01 %, es decir, cerca de una décima parte del vidrio estándar. El resultado es un vidrio prácticamente incoloro y de alta transparencia.
• Vidrio de envase y vidrio coloreado: Como el color es deseado, se aceptan contenidos de hierro más altos.

La manera de alcanzar estos niveles tan bajos de hierro es utilizar sílice/cuarzo de alta pureza con bajo contenido de hierro de forma natural.

¿Por qué no se desea el hierro? Color y transmisión de luz

El hierro no solo aporta color: también reduce la transmisión de luz del vidrio. En particular, el hierro ferroso absorbe la luz visible y oscurece el vidrio. Esto es crítico en dos ámbitos:

• Vidrio para energía solar (fotovoltaica): El rendimiento del panel depende de cuánta luz solar deja pasar el vidrio. Por eso, en el vidrio solar el contenido de hierro se mantiene muy bajo (generalmente por debajo del 0,1 %, con frecuencia entre el 0,01–0,08 %).
• Vidrio arquitectónico y de escaparate: En escaparates, acuarios y fachadas, donde se exige claridad y una percepción fiel del color, se prefiere vidrio con bajo contenido de hierro.

Es decir, a mayor contenido de hierro, más se oscurece el color y más disminuye la transmisión de luz; un resultado indeseable para los tipos de vidrio que exigen alta pureza.

Pureza del cuarzo y calidad del vidrio

Por esta razón, al seleccionar la materia prima en el sector del vidrio no solo se evalúa el porcentaje de SiO₂, sino también el contenido de hierro. El cuarzo, gracias a su alta pureza de SiO₂ y su bajo contenido de hierro, es especialmente adecuado para vidrios claros y de alta transmisión. En aplicaciones como el vidrio de envase y el vidrio coloreado se admite más hierro, mientras que en el vidrio extraclaro y el vidrio solar el límite de hierro es muy estricto. Puede consultar el papel del cuarzo en el vidrio en nuestra página sobre la industria del vidrio. Además del hierro, el aluminio, el magnesio, el calcio y el potasio influyen en la fusión; el titanio y el cromo son otros elementos que afectan al color.

Conclusión

En resumen, el contenido de hierro es uno de los parámetros químicos más críticos en la producción de vidrio, ya que determina el color y la transmisión de luz. Para obtener vidrio claro, incoloro o de alta transmisión es imprescindible un cuarzo de alta pureza con bajo contenido de hierro. Para definir juntos los valores de hierro y pureza adecuados a su tipo de vidrio, puede ponerse en contacto con nosotros.