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 insoluble cualquier componente soluble y/o tóxico haciendo que se combinen con sílice y otros óxidos añadidos. [1] Sin embargo, no todo el vidrio que se funde y enfría en agua es frita, ya que este método de enfriar 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 para la fabricación de vidrio se denominan más comúnmente "lotes de vidrio".
En la antigüedad, la frita podía triturarse para producir pigmentos o moldearse para crear objetos. También pudo 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 estudiosos. En los últimos siglos, las fritas han asumido diversas 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 vidriado.
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 sin vidriar 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 elaboraba a partir de cuarzo , cal , un compuesto de cobre y un fundente alcalino , todo ello calentado a una temperatura de 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 contenido de cal para crear una frita azul . [8] En última instancia, la frita se compone de cristales de cuprorivaita (CaCuSi 4 O 10 ) y "partículas de cuarzo parcialmente reaccionadas unidas entre sí" mediante vidrio intersticial. [9] A pesar del argumento en contrario, los científicos han descubierto que, independientemente del contenido de álcali, los cristales de cuprorivaita se desarrollan por "nucleación o crecimiento dentro de una fase líquida o vítrea". [10] Sin embargo, el contenido de álcali y la aspereza de los cristales de cuprorivaita contribuyen al tono azul de la frita. [11] Un alto contenido de álcali producirá "una gran proporción de vidrio". diluyendo así los cristales de cuprorivaita y produciendo tonos más claros de azul. [11] Remoler y resinterizar la frita creará cristales de cuprorivaita más finos, produciendo también 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 se remonta a 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 vidriados 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 los 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 Sobre la arquitectura , 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 caeruleum como arena, limaduras de cobre y 'nitrum' (soda). [11] De hecho, 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 residuales de la perforación de piedra caliza , combinados con una pequeña concentración de álcali, pueden haberse utilizado 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.
Hasta ahora, las pruebas del uso de frita verde se limitan a Egipto. [16] Además de la malaquita , la frita verde se utilizaba habitualmente como pigmento verde. [21] Su aparición más temprana se encuentra en las pinturas de las tumbas de la dinastía XVIII , pero su uso se extiende al menos hasta el período romano . [22] La fabricación de fritas verdes y azules se basa en las mismas materias primas, pero en proporciones diferentes. [9] Para producir frita verde , la concentración de cal debe superar 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 en dos pasos, la presencia de hematita ), los científicos pudieron hacer una frita azul a base de cuprorivaita 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 predomine sobre el componente menor de la cuprorivaita". [13] Al igual que con la frita azul, Hatton, Shortland y Tite han analizado evidencia de frita verde en Amarna en forma de tortas, polvos y un fragmento de vasija e infieren la producción secuencial de los tres tipos de artefactos. [17]
Un texto acadio de la biblioteca de Assurbanipal en Nínive sugiere que una sustancia parecida a una frita era un material intermedio en la producción de vidrio en bruto. [26] Este paso intermedio habría seguido a la molienda y mezcla de las materias primas utilizadas para fabricar vidrio. [27] Un extracto de la traducción de Oppenheim de la Tabla 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. Lo sacas y lo dejas enfriar. [28]
Los pasos que siguen implican recalentar, moler y finalmente recoger el polvo en una sartén. [28] Siguiendo la receta de Nínive, Brill pudo producir un vaso de "alta calidad". [29] Dedujo que la frita intermedia es necesaria para que los gases se desprendan durante esta etapa y el producto final quede prácticamente libre de burbujas . [30] Además, moler la frita en realidad acelera la "segunda parte del proceso, que consiste en... 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 descomponiendo los carbonatos , etc. y formando una masa compleja de silicatos sinterizados". [32] Una frita conservada en un "fragmento de sartén" conservado en el Museo Petrie "muestra numerosas motas blancas de sílice sin reaccionar y un gran número 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 concuerdan de una manera que implicaría que las fritas fueron las precursoras inmediatas de los vidrios: las fritas tienen concentraciones más bajas de soda y cal y concentraciones más altas de cobalto y alúmina que los vidrios. [34]
Los estudiosos han sugerido varias conexiones potenciales entre frita y loza . Kühne propone que la frita pudo haber actuado como "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 sostienen que un método para producir un vidriado de loza era "fritar o derretir los componentes del vidriado para formar un vidrio", luego moler el vidrio y formar una suspensión en agua, y finalmente aplicar el vidriado "por inmersión o cuadro." [37] Sin embargo, su uso de "frita" como prácticamente sinónimo de "derretir" representa otra visión única de lo que constituiría una "frita". Finalmente, Tite et al. informan que las fritas, inusualmente coloreadas de azul por el cobalto, encontradas en "sartenes" en Amarna 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 materias primas a 1100-1200 °C produce una frita 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 tienen una base de sílice pero tienen diferentes concentraciones de álcali, cobre y cal. [39] Sin embargo, como afirma Nicholson, son materiales distintos porque "no sería posible convertir loza en frita o frita en vidrio simplemente calentando más o a mayor temperatura". [40]
El uso de fritas como pigmentos y como objetos completos da credibilidad a la idea de que la fabricación de fritas era, hasta cierto punto, una industria "especializada". [41] De hecho, los científicos han determinado que los objetos de fritas, como amuletos , cuentas y vasijas, tienen composiciones químicas similares a las de las fritas en polvo diseñadas para usarse 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 relaciones potenciales, ya que las industrias de frita, vidrio y loza estaban ubicadas "muy cerca" una de otra. [43]
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La frita se refiere a un tipo de cerámica que se desarrolló por primera vez en el Cercano Oriente, donde la producción se remonta a finales del primer milenio d.C. hasta el segundo milenio d.C. Frit fue un ingrediente importante. Una receta de "fritware" que data de c. 1300 d.C., escrito por Abu'l Qasim informa que la proporción de cuarzo, "vidrio frito" y arcilla blanca es de 10:1:1. [44] Este tipo de cerámica también se ha denominado "pasta de piedra" y "loza", entre otros nombres. [45] Un corpus del siglo IX de "proto-pasta de piedra" de Bagdad tiene "fragmentos de vidrio relictos" en su tejido. [46] El vidrio es álcali-cal-plomo-sílice y, cuando la pasta se coció o enfrió, se formaron cristales de wollastonita y diópsido dentro de los fragmentos de vidrio. [47] La falta de "inclusiones de cerámica triturada " sugiere que estos fragmentos no provienen 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 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] Consta de cuerpo, barbotina y vidriado, donde el cuerpo y el vidriado son "cuarzo-frita". [50] Las "fritas" en ambos casos "son inusuales porque contienen óxido de plomo además de soda "; el óxido de plomo ayudaría a reducir el coeficiente de expansión térmica de la cerámica. [51] El análisis microscópico revela que el material que ha sido etiquetado como "frita" es "vidrio intersticial" que sirve para conectar las partículas de cuarzo. [52] Tite sostiene que este vidrio se añadió 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. Los fabricantes famosos del siglo XVIII incluyeron Sèvres en Francia, y Chelsea, Derby, Bow, Worcester y Longton Hall en Inglaterra. [1] [54] La porcelana frita se produce en Belleek , condado de Fermanagh , Irlanda del Norte . Esta fábrica, fundada en 1857, produce piezas que se caracterizan por su delgadez, su superficie ligeramente iridiscente y que el cuerpo está formulado con una importante proporción de frita. [1]
Existe un pequeño grupo de fabricación de frita alrededor de Jaipur , Rajasthan en 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 son típicamente intermediarios en la producción de vidrio en bruto, a diferencia de los pigmentos y los objetos moldeados, [59] pero pueden usarse como equipos de laboratorio en varios contextos de alta tecnología.
Como esmaltes para tubos de acero se utilizan fritas compuestas principalmente de sílice, trióxido de diboro (B 2 O 3 ) y sosa . [60] Otro tipo de frita se puede utilizar como biomaterial , que es un material elaborado para formar parte de uno o más organismos vivos o para entrar en contacto íntimo con ellos. El vidrio fundido de sílice, cal y soda se puede "verter en agua para obtener una frita", que luego se muele hasta convertirlo en polvo. [61] Estos polvos se pueden utilizar como "andamios para sustituciones óseas ". [61] Además, se pueden añadir ciertas fritas a las cerámicas de alta tecnología: dichas fritas se obtienen moliendo óxido de zinc (ZnO) y ácido bórico (H 3 BO 3 ) con perlas de circonio (Zr), y luego calentando esta mezcla a 1100 °. C, apagándolo y moliéndolo. [ 62] Esta frita luego se agrega 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 sus "propiedades dieléctricas de microondas".
En equipos de procesos químicos industriales y de laboratorio, el término frita denota un filtro fabricado mediante la sinterización de partículas de vidrio para producir una pieza de porosidad conocida denominada vidrio poroso .
Los parabrisas de 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 incluía 27 empresas que empleaban a casi 4.000 personas y con una facturación anual combinada de aproximadamente 1.000 millones de euros. [64] En 2022, se estimó que el mercado mundial de fritas cerámicas tendría un valor total de 1.670 millones de dólares estadounidenses. [sesenta y cinco]
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