Uma Breve História da Cerâmica e do Vidro

A cerâmica é uma das indústrias mais antigas que remontam a milhares de anos. Uma vez que os humanos descobriram que a argila podia ser encontrada em abundância e formada em objetos, primeiro misturando-se com água e depois atirando, nasceu uma indústria chave. O artefato cerâmico mais antigo conhecido é datado de 28.000 a.C. (BCE = Antes da Era Comum), durante o período Paleolítico tardio. É uma estatueta de uma mulher, chamada Vénus de Dolní Věstonice, de um pequeno assentamento pré-histórico perto de Brno, na República Checa. Neste local, centenas de figuras de barro representando animais da Idade do Gelo também foram descobertas perto dos restos de um forno em forma de ferradura.

Os primeiros exemplos de olaria apareceram na Ásia Oriental vários milhares de anos depois. Na caverna de Xianrendong na China, foram encontrados fragmentos de vasos datados de 18.000-17.000 a.C. Acredita-se que a partir da China o uso da cerâmica se estendeu sucessivamente ao Japão e à região russa do Extremo Oriente, onde arqueólogos encontraram fragmentos de artefactos cerâmicos datados de 14.000 a.C..

A utilização de cerâmica aumentou drasticamente durante o período Neolítico, com o estabelecimento de comunidades colonizadas dedicadas à agricultura e ao cultivo. A partir de aproximadamente 9.000 a.C., a cerâmica baseada em argila tornou-se popular como recipientes para água e alimentos, objetos de arte, telhas e tijolos, e o seu uso espalhou-se da Ásia para o Oriente Médio e Europa. Os primeiros produtos eram apenas secos ao sol ou queimados a baixa temperatura (abaixo de 1.000°C) em fornos rudimentares escavados no solo. A cerâmica era monocromática ou decorada pintando motivos simples lineares ou geométricos.

Sabe-se que, por volta de 7.000 a.C., as pessoas já utilizavam ferramentas afiadas feitas de vidro obsidiano, um vidro vulcânico natural. O historiador romano Plínio relatou que o primeiro vidro feito pelo homem foi acidentalmente produzido por mercadores fenícios em 5.000 a.C., quando, enquanto descansavam numa praia, colocaram panelas de cozinha em rochas ricas em sódio, perto de um incêndio. O calor do fogo derreteu as rochas e as misturou com a areia, formando vidro fundido.

Archeólogos não puderam confirmar a recontagem de Pliny. Em vez disso, simples itens de vidro, como contas, foram descobertos na Mesopotâmia e no Egito datando de 3.500 a.C. No início da Idade do Bronze, a cerâmica vidrada era produzida na Mesopotâmia. No entanto, só a 1.500 a.C. é que os egípcios começaram a construir fábricas para criar vidros para pomadas e óleos.

Um dos primeiros avanços na fabricação de cerâmica foi a invenção da roda, em 3.500 a.C. A introdução da roda permitiu a utilização da técnica de formação da roda para produzir artefactos cerâmicos com simetria radial.

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Entretanto, a cerâmica evoluiu na sua utilização de pinturas cada vez mais elaboradas, de modo que estes objectos acabaram por se tornar verdadeiras peças de arte. As decorações também envolveram o uso de oxidação e redução da atmosfera durante a queima para obter efeitos especiais. Os vasos gregos do sótão dos séculos VI e V a.C. são considerados o ápice desta evolução.

Até ao longo do século XVI a.C. (CE = Era Comum), a cerâmica continuou a ser a principal classe de produtos cerâmicos fabricados na Europa e no Médio Oriente. Os chineses foram os primeiros a introduzir fornos de alta temperatura capazes de atingir até 1350ºC e, cerca de 600 EC, desenvolveram a porcelana (um material com menos de 1% de porosidade) a partir da argila caulim. Durante a Idade Média, o comércio através da Rota da Seda permitiu a introdução e difusão da porcelana nos países islâmicos primeiro e mais tarde na Europa, devido em grande parte às viagens de Marco Polo.

Até o século XV foram desenvolvidos os primeiros altos fornos na Europa, capazes de atingir até 1.500°C. Foram utilizados para fundir ferro e foram inicialmente construídos a partir de materiais naturais. Quando materiais sintéticos com melhor resistência a altas temperaturas (chamados refractários) foram desenvolvidos no século XVI, nasceu a revolução industrial. Estes refratários criaram as condições necessárias para fundir metais e vidro em escala industrial, bem como para a fabricação de coque, cimento, produtos químicos e cerâmica.

Desde então, a indústria cerâmica passou por uma profunda transformação. Não só a cerâmica e o vidro tradicionais se tornaram omnipresentes, mas ao longo dos anos foram desenvolvidos novos produtos para aproveitar as propriedades únicas destes materiais, tais como a sua baixa condutividade térmica e eléctrica, alta resistência química e alto ponto de fusão. Por volta de 1850 foram introduzidos os primeiros isoladores elétricos de porcelana, iniciando a era da cerâmica técnica.

Após a Segunda Guerra Mundial, a cerâmica e o vidro contribuíram para o crescimento de muitas áreas tecnologicamente avançadas, incluindo eletrônica, optoeletrônica, médica, energia, automotiva, aeroespacial e exploração espacial. Além disso, inovações em técnicas de processamento e caracterização de cerâmica permitiram a criação de materiais com propriedades personalizadas que atendem às exigências de aplicações específicas e personalizadas. Nos últimos anos, o processamento cerâmico ganhou novo vigor com a nanotecnologia, que está permitindo aos fabricantes introduzir materiais e produtos com propriedades não convencionais, tais como cerâmicas transparentes, cerâmicas dúcteis, ossos hiperelásticos e condensadores microscópicos.

Espera-se que todos estes avanços levem a indústria mundial da cerâmica e do vidro a tornar-se um mercado de quase 1,1 triliões de dólares em 2023, contra uma estimativa de 800 mil milhões de dólares em 2018.

Um resumo dos marcos mais relevantes da história da cerâmica e do vidro é apresentado na tabela abaixo.

Ano(s)	Desenvolvimento
28.000 a.C.	Figuras cerâmicas são usadas para fins cerimoniais.
18.000 a.C.	Cerâmica chinesa aparece.
18.000 a.C. a 14.000 a.C.	Cerâmica propaga-se na Ásia Oriental.
9.000 a.C.	Produtos cerâmicos, tais como vasos, tijolos e azulejos, tornam-se populares no Médio Oriente e na Europa.
7.000 a.C.	Aparecem ferramentas cortantes feitas de vidro natural.
5.000 a.C.	Comerciantes fenícios possivelmente fazem o primeiro copo.
3.500 a.C.	Poisas de vidro simples são fabricadas na Mesopotâmia e no Egipto.
3.500 a.C.	A roda é inventada, que mais tarde será aplicada na formação de rodas de cerâmica.
3.000 a.C.	A cerâmica vidrada é produzida na Mesopotâmia.
1.500 a.C.	Egípcios começam a construir fábricas para a produção de artigos de vidro.
700 a.C.	Cerâmica torna-se uma obra de arte na Grécia Ática.
600 a.C.	600 CEChinese introduz a porcelana.
1400s	Fornos de alta temperatura são desenvolvidos na Europa para uso metalúrgico.
1500s	Materiais refractários de alta temperatura são introduzidos na construção de fornos para a produção de aço, vidro, cerâmica e cimentos, conduzindo à revolução industrial.
Mid 1800s	Porcelana são inventados isoladores eléctricos e lâmpadas incandescentes.
1920s	Porcelana de alta resistência enriquecida com quartzo para isoladores, velas de alumina, janelas de vidro para automóveis, e condensadores cerâmicos são introduzidos.
1940s	Pesquisa sobre materiais magnéticos de óxido (ferritas) e materiais ferroelétricos é iniciada.
1950s	Capacitores cerâmicos baseados em titanato de bário são desenvolvidos.
1960s	Isoladores de alumina para tensões superiores a 220 kV são introduzidos e são desenvolvidas aplicações para carbonetos e nitretos. É inventada a primeira cerâmica transparente à base de ítrio. Também é descoberta a bioglass.
1970s	Desenvolve-se a zircónia parcialmente estabilizada. São comercializados substratos de cerâmica celular de alto desempenho para catalisadores e filtros de partículas para motores diesel.
1980s	São desenvolvidos supercondutores cerâmicos de alta temperatura.
1990s	São comercializados circuitos de cerâmica de multicamadas (cerâmica de co-incineração de baixa temperatura). Cerâmicas de baixa fusão são introduzidas para próteses dentárias. Os primeiros compósitos de alumina reforçados com whisker são fabricados através de prensagem a quente. São desenvolvidas granadas de alumínio policristalino de neodímio-ítrio para lasers de estado sólido.
Final dos anos 90	Iniciativas de nanotecnologia começam a proliferar mundialmente.
Final dos anos 90	Desenvolve-se o processo de robocasting para impressão 3D de cerâmicas.
2000s	Ao criar compostos à base de ZrB2/HfB2 que resistem a temperaturas até 2.200°C, a NASA reaviva o interesse no desenvolvimento de cerâmicas de temperatura ultra-alta (UHTCs) para a fabricação de aviões hipersónicos e veículos espaciais reutilizáveis.
2010s	Vários processos estão sendo desenvolvidos para a impressão 3D de cerâmicas técnicas. Em 2017 o primeiro osso hiperelástico é criado pela impressão 3D.