Una frita es una composición cerámica que ha sido fundida, templada y granulada. Las fritas forman una parte importante de los lotes utilizados en la composición de esmaltes y vidriados cerámicos ; el propósito de esta prefusión es hacer que cualquier componente soluble y/o tóxico sea insoluble al hacer que se combine con sílice y otros óxidos añadidos. [1] Sin embargo, no todo el vidrio que se funde y se enfría en agua es frita, ya que este método de enfriamiento de vidrio muy caliente también se usa ampliamente en la fabricación de vidrio.
Según el OED , el origen de la palabra "frita" se remonta a 1662 y es "una mezcla calcinada de arena y fundentes lista para fundirse en un crisol para fabricar vidrio". Hoy en día, las materias primas no calentadas de la fabricación del vidrio se denominan más comúnmente "mezcla de vidrio".
En la antigüedad, la frita se podía triturar para fabricar pigmentos o moldear para crear objetos. También puede haber servido como material intermedio en la fabricación de vidrio en bruto . La definición de frita tiende a ser variable y ha resultado ser un tema espinoso para los académicos. En los últimos siglos, las fritas han asumido una serie de funciones, como biomateriales y aditivos para cerámicas dieléctricas de microondas . La frita en forma de aluminosilicato se puede utilizar en refractarios de colada continua sin esmalte.
Los arqueólogos han encontrado evidencia de frita en Egipto , Mesopotamia , Europa y el Mediterráneo . [2] La definición de frita como un material sinterizado , policristalino y no esmaltado se puede aplicar a estos contextos arqueológicos. [3] [4] [5] Por lo general, es de color azul o verde.
La frita azul, también conocida como azul egipcio , se fabricaba a partir de cuarzo , cal , un compuesto de cobre y un fundente alcalino , todo calentado a una temperatura entre 850 y 1000 °C. [6] Es posible que se haya utilizado arena de cuarzo para aportar sílice a la frita. [7] El contenido de cobre debe ser mayor que el de cal para crear una frita azul . [8] En última instancia, la frita consta de cristales de cuprorivaíta (CaCuSi 4 O 10 ) y "partículas de cuarzo parcialmente reaccionadas unidas entre sí" por vidrio intersticial. [9] A pesar de un argumento en contrario, los científicos han descubierto que, independientemente del contenido de álcali, los cristales de cuprorivaíta se desarrollan por "nucleación o crecimiento dentro de una fase líquida o vítrea". [10] Sin embargo, el contenido de álcali (y la tosquedad de los cristales de cuprorivaíta) contribuyen al tono de azul de la frita. [11] Un alto contenido de álcali producirá "una gran proporción de vidrio". De esta manera se diluyen los cristales de cuprorivaíta y se producen tonos más claros de azul. [11] La molienda y la sinterización de la frita crearán cristales de cuprorivaíta más finos, que también producirán tonos más claros. [11]
La primera aparición de frita azul es como pigmento en una pintura de una tumba en Saqqara que data del 2900 a. C., aunque su uso se hizo más popular en Egipto alrededor del 2600 a. C. [9] También se ha descubierto frita azul en las tumbas reales de Ur del período Dinástico Temprano III . [12] Su uso en el Mediterráneo data de los frescos de Thera de la Edad del Bronce Medio Tardío . [13]
Si bien la fase vítrea está presente en las fritas azules de Egipto, los científicos no la han detectado en las fritas azules del Cercano Oriente , Europa y el Egeo . [14] La erosión natural , que también es responsable de la corrosión de los vidrios y esmaltes de estas tres regiones, es la razón probable de esta ausencia. [14] [15]
En Amarna , los arqueólogos han encontrado frita azul en forma de tortas circulares, residuos de polvo y fragmentos de vasijas. [16] El análisis de las microestructuras y tamaños de los cristales de estas fritas ha permitido a Hatton, Shortland y Tite deducir la conexión entre los tres materiales. Las tortas se producían calentando las materias primas para la frita, luego se molían para hacer polvos y, finalmente, los polvos se moldeaban y se volvían a cocer para crear vasijas. [17]
En su obra De Architectura , Vitruvio, escritor del siglo I a. C. , informa sobre la producción de «caeruleum» (un pigmento azul) en Pozzuoli , elaborado mediante un método utilizado en Alejandría , Egipto. [18] Vitruvio enumera las materias primas para el caeruleum como arena, limaduras de cobre y «nitrum» (sosa). [11] De hecho, el análisis de algunas fritas que datan de la época de Tutmosis III y posteriores muestran el uso de limaduras de bronce en lugar de mineral de cobre . [11]
Stocks sugiere que los polvos de desecho de la perforación de piedra caliza , combinados con una concentración menor de álcali, pueden haber sido utilizados para producir fritas azules. [19] Los polvos deben su contenido de cobre a la erosión de las brocas tubulares de cobre utilizadas en el proceso de perforación. [20] Sin embargo, el registro arqueológico aún no ha confirmado tal relación entre estas dos tecnologías.
La evidencia del uso de frita verde hasta ahora se limita a Egipto. [16] Junto con la malaquita , la frita verde se empleaba habitualmente como pigmento verde. [21] Su aparición más temprana se encuentra en pinturas funerarias de la XVIII dinastía , pero su uso se extiende al menos hasta el período romano . [22] La fabricación de frita verde y azul se basa en las mismas materias primas, pero en diferentes proporciones. [9] Para producir frita verde , la concentración de cal debe ser mayor que la concentración de cobre. [23] La temperatura de cocción requerida para la frita verde puede ser ligeramente superior a la de la frita azul, en el rango de 950 a 1100 °C. [9] El producto final está compuesto de cristales de cobre- wollastonita ([Ca,Cu] 3 Si 3 O 9 ) y una "fase vítrea rica en cloruros de cobre, sodio y potasio". [24] En determinadas circunstancias (el uso de un proceso de calentamiento de dos pasos, la presencia de hematita ), los científicos pudieron fabricar una frita azul a base de cuprorivaíta que luego se convirtió en una frita verde a base de cobre y wollastonita a una temperatura de 1050 °C. [25] En algunas pinturas murales del antiguo Egipto, los pigmentos que originalmente eran azules ahora son verdes: la frita azul puede "desvitrificarse" de modo que "la wollastonita de cobre predomina sobre el componente menor de cuprorivaíta". [13] Al igual que con la frita azul, Hatton, Shortland y Tite analizaron evidencia de frita verde en Amarna en forma de tortas, polvos y un fragmento de vasija e infirieron la producción secuencial de los tres tipos de artefactos. [17]
Un texto acadio de la biblioteca de Asurbanipal en Nínive sugiere que una sustancia parecida a la frita era un material intermedio en la producción de vidrio crudo. [26] Este paso intermedio habría seguido a la molienda y mezcla de las materias primas utilizadas para hacer vidrio. [27] Un extracto de la traducción de Oppenheim de la Tablilla A, Sección 1 del texto de Nínive dice:
Se mantiene encendido un fuego bueno y sin humo hasta que el «metal» [vidrio fundido] se frita. Se saca y se deja enfriar. [28]
Los pasos que siguen implican recalentar, volver a moler y finalmente juntar el polvo en una cacerola. [28] Siguiendo la receta de Nínive, Brill pudo producir un vidrio de "alta calidad". [29] Dedujo que el intermedio de frita es necesario para que se desprendan gases durante esta etapa y el producto final esté prácticamente libre de burbujas . [30] Además, moler la frita en realidad acelera la "segunda parte del proceso, que es ... reducir el sistema a un vidrio". [31]
Moorey ha definido este paso intermedio como "fritado", "un proceso en el que las sales solubles se vuelven insolubles al descomponer los carbonatos , etc. y formar una masa compleja de silicatos sinterizados". [32] Una frita conservada en un "fragmento de sartén para fritar" guardado en el Museo Petrie "muestra numerosas motas blancas de sílice sin reaccionar y una gran cantidad de vesículas donde se habían formado gases". [33] El proceso era conocido por los escritores antiguos Plinio y Teófilo . [33]
Pero sigue siendo cuestionable si este "fritado" se hacía en la antigüedad como un paso deliberado en la fabricación de vidrio en bruto. Las composiciones de fritas y vidrios recuperados de Amarna no coinciden de una manera que implicaría que las fritas fueron los precursores inmediatos de los vidrios: las fritas tienen concentraciones más bajas de sosa y cal y concentraciones más altas de cobalto y alúmina que los vidrios. [34]
Los académicos han sugerido varias conexiones potenciales entre frita y loza . Kühne propone que la frita puede haber actuado como el "agente aglutinante para la loza" y sugiere que este aglutinante estaba compuesto predominantemente de sílice, álcali y cobre con concentraciones menores de tierras alcalinas y estaño . [35] Pero el análisis de una amplia gama de fritas egipcias contradice la composición del aglutinante que ofrece Kühne. [36] Vandiver y Kingery argumentan que un método para producir un esmalte de loza era "fritar o fundir los componentes del esmalte para formar un vidrio", luego moler el vidrio y formar una suspensión en agua, y finalmente aplicar el esmalte "sumergiéndolo o pintándolo". [37] Sin embargo, su uso de "frita" como prácticamente sinónimo de "fundir" representa otra visión única de lo que constituiría una "frita". Finalmente, Tite et al. Un informe de la Universidad de Amarna informa de que las fritas, inusualmente coloreadas de azul por el cobalto, que se encuentran en las "bandejas para fritar" tienen composiciones y microestructuras similares a las de la loza vítrea, una forma de loza egipcia de mayor temperatura que incorporaba cobalto en su cuerpo. [38] En su reconstrucción de la fabricación de loza vítrea, Tite et al. proponen que la cocción inicial de las materias primas a 1100–1200 °C produce una frita de color azul cobalto, que luego se muele, se moldea y se esmalta. [34]
En general, las fritas, los vidrios y la loza son materiales similares: todos están basados en sílice pero tienen diferentes concentraciones de álcali, cobre y cal. [39] Sin embargo, como afirma Nicholson, son materiales distintos porque "no sería posible convertir la loza en frita o la frita en vidrio simplemente calentando aún más o a una temperatura más alta". [40]
El uso de frita como pigmentos y como objetos enteros da credibilidad a la idea de que la fabricación de frita era, hasta cierto punto, una industria "especializada". [41] De hecho, los científicos han determinado que los objetos de frita, como amuletos , cuentas y vasijas, tienen composiciones químicas similares a las de las fritas en polvo diseñadas para su uso como pigmentos. [42] Sin embargo, determinar las relaciones técnicas exactas entre las industrias de frita, vidrio y loza es un área de interés académico actual y, probablemente, futuro. Las excavaciones en Amarna ofrecen una confirmación espacial de estas posibles relaciones, ya que las industrias de frita, vidrio y loza estaban ubicadas allí "muy cerca" una de otra. [43]
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El término frita se refiere a un tipo de cerámica que se desarrolló por primera vez en Oriente Próximo, donde su producción se remonta a finales del primer milenio d. C. y hasta el segundo milenio d. C. La frita era un ingrediente importante. Una receta de "frita" que data de alrededor del año 1300 d. C. escrita por Abu'l Qasim informa que la proporción de cuarzo, "vidrio frita" y arcilla blanca es de 10:1:1. [44] Este tipo de cerámica también se ha denominado "pasta de piedra" y "fayenza", entre otros nombres. [45] Un corpus del siglo IX de "protopasta de piedra" de Bagdad tiene "fragmentos de vidrio relictos" en su estructura. [46] El vidrio es de álcali-cal-plomo-sílice y, cuando la pasta se cocía o enfriaba, se formaban cristales de wollastonita y diópsido dentro de los fragmentos de vidrio. [47] La falta de "inclusiones de cerámica triturada " sugiere que estos fragmentos no procedían de un vidriado. [48] La razón para su adición habría sido liberar álcali en la matriz durante la cocción, lo que "aceleraría la vitrificación a una temperatura de cocción relativamente baja y, por lo tanto, aumentaría la dureza y la densidad del cuerpo [cerámico]". [48] Queda por ver si estos "fragmentos de vidrio relictos" son en realidad "frita" en el sentido más antiguo.
La cerámica de Iznik se produjo en la Turquía otomana ya en el siglo XV d. C. [49] Consiste en un cuerpo, engobe y esmalte, donde el cuerpo y el esmalte son "frita de cuarzo". [50] Las "fritas" en ambos casos "son inusuales porque contienen óxido de plomo además de sosa "; el óxido de plomo ayudaría a reducir el coeficiente de expansión térmica de la cerámica. [51] El análisis microscópico revela que el material que se ha etiquetado como "frita" es "vidrio intersticial" que sirve para conectar las partículas de cuarzo. [52] Tite sostiene que este vidrio se agregó como frita y que el vidrio intersticial se formó al cocerlo. [53]
La frita también fue un componente importante en algunas de las primeras porcelanas europeas. Entre los fabricantes famosos del siglo XVIII se encuentran Sèvres en Francia y Chelsea, Derby, Bow, Worcester y Longton Hall en Inglaterra. [1] [54] La porcelana frita se produce en Belleek , en el condado de Fermanagh , Irlanda del Norte . Esta fábrica, fundada en 1857, produce piezas que se caracterizan por su delgadez, su superficie ligeramente iridiscente y por el hecho de que el cuerpo está formulado con una proporción significativa de frita. [1]
Existe un pequeño conglomerado manufacturero de frita en los alrededores de Jaipur , Rajastán , en la India, donde se la conoce como «cerámica azul» debido a su esmalte más popular. Es posible que la técnica haya llegado a la India con los mogoles, [55] y la producción en Jaipur se remonta al menos al siglo XVII. [56] [57]
Las fritas son componentes indispensables de la mayoría de los esmaltes cerámicos industriales que maduran a temperaturas inferiores a 1150 °C. [58] Las fritas suelen ser intermediarios en la producción de vidrio en bruto, a diferencia de los pigmentos y los objetos moldeados, [59] pero se pueden utilizar como equipo de laboratorio en varios contextos de alta tecnología.
Las fritas hechas predominantemente de sílice, trióxido de diboro (B 2 O 3 ) y sosa se utilizan como esmaltes en tuberías de acero . [60] Otro tipo de frita se puede utilizar como biomaterial , que es un material hecho para convertirse en parte de, o entrar en contacto íntimo con, uno o más organismos vivos. El vidrio de sílice-soda-cal fundido se puede "verter en agua para obtener una frita", que luego se muele hasta convertirla en polvo. [61] Estos polvos se pueden utilizar como "andamios para sustituciones óseas ". [61] Además, ciertas fritas se pueden agregar a la cerámica de alta tecnología: dichas fritas se fabrican moliendo óxido de zinc (ZnO) y ácido bórico (H 3 BO 3 ) con perlas de circonio (Zr), luego calentando esta mezcla a 1100 °C, enfriándola y moliéndola. [62] Esta frita se añade luego a un polvo cerámico de titanato de litio (Li 2 TiO 3 ), lo que permite que la cerámica se sinterice a una temperatura más baja manteniendo al mismo tiempo sus "propiedades dieléctricas de microondas". [62]
En equipos de procesos químicos industriales y de laboratorio, el término frita denota un filtro hecho mediante la sinterización de partículas de vidrio para producir una pieza de porosidad conocida denominada vidrio fritado .
Los parabrisas de los automóviles incorporan una banda oscura de puntos cerámicos alrededor de los bordes llamada frita . [63]
En 2008, la industria española de fritas, esmaltes y colores cerámicos contaba con 27 empresas que empleaban a casi 4.000 personas y tenían una facturación anual combinada de aproximadamente 1.000 millones de euros. [64] En 2022, se estima que el mercado mundial de fritas cerámicas alcanzaría un valor total de 1.670 millones de dólares estadounidenses. [65]
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