A lo largo de la historia, las monturas han pasado de materiales como la madera y los metales preciosos, a opciones modernas como plásticos avanzados y aleaciones metálicas. Después de la Revolución Industrial, la producción en masa impulsó la fabricación de marcos, con dos tipos principales de materiales, plásticos y metales.
Plásticos
La rápida expansión de la industria química a finales del siglo XIX y principios del XX hizo que existieran numerosos plásticos para la industria de fabricación de monturas. En general, los plásticos presentan buenas propiedades mecánicas para las monturas; son lo suficientemente resistentes para resistir el desgaste, se pueden teñir y, como corresponde a los materiales utilizados en la industria oftálmica, presentan una buena biocompatibilidad. A continuación, se describen los principales plásticos utilizados en la fabricación de monturas:
Nitrato de celulosa: “algodón pólvora” o celuloide es un material que apareció en el siglo XIX. Se fabricaba combinando ácidos nítrico y sulfúrico con fibras de algodón.
El material resultante, que era altamente inflamable e incluso explosivo, por lo que a pesar de sus buenas propiedades como material para monturas, como la firmeza y la capacidad de pulirse fácilmente, se dejó de usar.
Acetato de celulosa
En la primera mitad del siglo XX se desarrolló un sustituto del celuloide. Aunque el nombre del nuevo material era acetato de celulosa o xilonita, en la industria oftálmica se lo conoce universalmente como “acetato”. La base del acetato de celulosa es la mezcla de celulosa, generalmente extraída del algodón, con anhídrido acético. Comúnmente, se añade un compuesto de ftalato como plastificante. Al ser un material termoplástico, se puede moldear fácilmente, y esta propiedad también se puede aprovechar en el proceso de ajuste para dilatar una montura hecha con acetato mediante la aplicación de calor. Sin embargo, se debe tener cuidado porque demasiado calor puede dañar el material. Por esta razón, el acetato no es común para la fabricación de monturas de gafas que deben usarse en climas extremadamente cálidos como los tropicales o subtropicales.
Hay otras dos propiedades indeseables del acetato de celulosa. Es bastante higroscópico (capacidad de una sustancia para absorber y retener humedad del ambiente), por lo que la absorción de agua puede provocar deformaciones en la montura (lo que también hace poco práctico su uso en zonas tropicales). Además, el acetato de celulosa tiende a desgastarse con facilidad y también puede reaccionar con el sudor humano y con productos químicos como desodorantes, cosméticos, etc.
Propionato de celulosa
Es otra alternativa al nitrato de celulosa. Se obtiene a partir de la mezcla de escamas de celulosa y ácido propiónico. Generalmente se moldea por inyección, por lo que las escamas de propionato de celulosa primero se calientan y luego se inyectan en un molde. En comparación con el acetato, el propionato de celulosa es más estable en climas cálidos y es bastante inerte, por lo que no provoca irritación cutánea ni alergias. En el caso de las monturas fabricadas con este material, el lente se puede insertar en el aro mediante calentamiento, pero se debe tener cuidado porque si se aplica demasiado calor la montura puede deformarse. La limpieza de las monturas de este material debe realizarse con agua tibia y nunca con disolventes como alcohol o acetona.
Nailon (poliamida)
El nailon es el nombre comercial de una familia de plásticos fabricados a partir de poliamidas (macromolécula que presenta enlaces amida). Descubierto en 1935, el nailon fue una de las primeras fibras sintéticas en ser producidas.
El nailon también se puede fabricar en formato película y es posible producir piezas mecánicas mediante extrusión, fundición o incluso moldeo por inyección, porque el nailon es un material termoplástico. También es apto para su uso en impresión 3D, lo que resulta una característica interesante dada la gama de posibilidades que ofrece esta nueva técnica de fabricación. El nailon tiene buenas propiedades como material para gafas, ya que es hipoalergénico, ligero y resistente. El principal problema que presenta es que sólo admite colores opacos, por lo que la gama de colores disponible es algo reducida
Además del nailon clásico, algunos fabricantes han producido poliamidas con propiedades mejoradas, como la SPX de Silhouette.
Policarbonato
Su uso suele estar restringido a las gafas protectoras fabricadas mediante moldeo por inyección. Estas monturas son ligeras y presentan una alta resistencia al impacto. También son lo suficientemente flexibles para permitir la colocación del lente, aunque no se pueden calentar. Las monturas de policarbonato suelen ser transparentes y pueden incluir plaquetas nasales de goma o silicona para proteger al usuario. En cuanto al mantenimiento de dichas monturas, es importante tener en cuenta que el policarbonato puede disolverse con acetona, por lo que se debe evitar este producto en la limpieza de dichas.
Optyl
Optyl es un plástico termoendurecible perteneciente a la familia de las resinas epóxicas. La principal característica de las resinas epóxicas es la presencia de un grupo epóxido (dos átomos de carbono unidos por uno de oxígeno), que confiere al polímero final sus propiedades mecánicas, en particular su tenacidad, permitiendo, por ejemplo, su uso como adhesivos de alta resistencia. Las monturas de optyl se producen mediante colada y curado y se pueden calentar hasta 200◦ C sin perder su forma; por lo tanto, son adecuadas para la manipulación térmica en el proceso de esmaltado.
Las monturas fabricadas con optyl se pueden pulir en un baño de poliuretano y se pueden teñir por inmersión, de manera similar a los lentes CR-39.
Metales
Los metales son altamente valorados por su durabilidad y ajuste preciso. Entre los más comunes destacan:
Aleaciones de níquel: el níquel es un componente común de una amplia gama de aleaciones utilizadas en la fabricación de monturas oftálmicas. Mezclado con cobre y zinc, forma la denominada “alpaca” o “plata alemana”. La composición de la alpaca es de alrededor de un 20 % de níquel, un 60 % de cobre y un 20 % de zinc. Las monturas fabricadas con esta aleación se pueden manipular fácilmente para ajustarlas al usuario.
Otra aleación ampliamente utilizada que contiene níquel es el “monel”, que es una aleación de níquel cobre con una mayor proporción de níquel (alrededor del 67%) que la alpaca. El monel es muy resistente a la corrosión y admite muchas coloraciones, aunque su alto contenido de níquel lo hace más caro que la alpaca.
Acero inoxidable: es bien sabido desde la antigüedad que el hierro (y por lo tanto el acero) es bastante susceptible a la corrosión, lo que dificultaba su uso en monturas porque el contacto con los ácidos grasos de la piel acelera la corrosión. Aunque existían algunas técnicas metalúrgicas para evitar este problema (como las puntas cromadas de las armas del famoso
ejército de terracota en China), no fue hasta el descubrimiento del acero inoxidable en las últimas 446 décadas del siglo XIX que se produjo acero resistente a la corrosión. Además de los
componentes básicos del acero como el hierro y el carbono, el acero inoxidable tiene, además, una proporción de níquel y cromo. Las monturas de acero inoxidable son resistentes y ligeras y admiten muchas coloraciones mediante esmaltado.
Aluminio: las aleaciones de aluminio se emplean ampliamente en aplicaciones que necesitan un metal con gran resistencia y peso ligero, de ahí su uso en monturas de gafas. El aluminio es resistente a la corrosión y puede recubrirse mediante anodización, creando una capa de óxido de aluminio. La anodización hace que el metal sea más resistente a la oxidación y también permite una mejor aplicación de pinturas.
Metales preciosos y de alto valor: tradicionalmente, el oro se ha empleado como material para anteojos de lujo, y los detalles
del uso de este metal en las monturas de anteojos se pueden encontrar en los libros de Fannin y Wakefield. Es importante conocer las disposiciones legales que afectan a este tipo de monturas, en particular las relativas al marcado del oro.
Entre los metales de alto valor utilizados en la industria oftálmica, el titanio es sin duda el más popular dadas sus propiedades intrínsecas. Con una mayor resistencia que el acero, pero ligero, las monturas de titanio son a la vez ligeras y resistentes. Desafortunadamente, el titanio no solo es caro por sí mismo, sino que su proceso de fabricación es complicado por su alta temperatura de fusión, lo que hace que las monturas de anteojos hechas de titanio sean aún más caras. Otros metales de alto valor empleados en la industria oftálmica son el berilio y el cobalto. Fuente: Alonso J, Gómez-Pedrero JA, Quiroga JA. Modern Ophthalmic Optics. Cambridge: Cambridge University Press; 2019. p. 443-446.