EL VIDRIO 

Definición de Vidrio

El vidrio es un material obtenido por la fusión de compuestos inorgánicos a altas temperaturas, y el enfriamiento de la masa resultante hasta un estado rígido, no cristalino. El principal componente del vidrio es la sílice (SiO2). La sílice, sola, sería un vidrio ideal para muchas aplicaciones, pero las altas temperaturas necesarias para su fusión y las dificultades para darle forma limitan su uso a algunas aplicaciones especiales. Para reducir la temperatura de fusión de la sílice, es necesario utilizar un fundente, y para ello sirve el óxido de sodio (Na2O).

Como el conjunto SiO2-Na2O es soluble en agua, se añade un tercer elemento, el óxido de calcio

(CaO), que le confiere al vidrio la estabilidad química necesaria.

El vidrio es un material que por sus características es fácilmente recuperable. Concretamente el vidrio es 100 % reciclable, es decir, que a partir de un envase utilizado, puede fabricarse uno nuevo o en su defecto productos que pueden tener las mismas características del primero. Esta facilidad de reutilización del vidrio abre un amplio abanico de posibilidades para que la sociedad y las administraciones afectadas puedan autogestionarse de una manera fácil para el beneficio de su medioambiente.

El vidrio como unos de los materiales que tienen muchas transformaciones, entre estas podemos encontrar:

Tipos de vidrio

Vidrio duro: Este vidrio es de elevado punto fusión, contiene carbonato potásico y sirve para fabricar tubos y utensilios de laboratorio que han de resistir altas temperaturas.

Fibra de vidrio: filamentos que son utilizados frecuentemente en láminas para la construcción de embarcaciones pequeñas.

Vidrio Flint: vidrio especial con un elevado índice de refracción. Es muy utilizado en óptica y también se emplea con fines decorativos.

Vidrio ligero: es utilizado generalmente en la fabricación de envases.

Vidrio Pyrex: nombre comercial del vidrio con pequeño coeficiente de dilatación térmica, por lo que es muy resistente a las altas temperaturas

Vidrio de Jena: de gran resistencia a los agentes químicos y de bajo coeficiente de dilatación, se utiliza en la fabricación de utensilios para laboratorio.

Vidrio de seguridad: el que, en caso de rotura, se reduce a fragmentos pequeños no cortantes, Para su obtención, en vez de sufrir el tratamiento de recocido, se enfría bruscamente desde temperaturas próximas al reblandamiento, con lo que las superficies exteriores adquieren un estado de tensión.

Vidrio Calizo: es el vidrio común. Está formado de manera dominante por sílice, así como por calcio y sodio. El vidrio calizo sirve para la fabricación de vasos, vajillas, mesas, ventanas y otros enseres. Actualmente su elaboración ha mejorado considerablemente, ya que si se le agrega una mayor cantidad de sílice, experimenta una resistencia al choque térmico superior. Como ejemplo podemos mencionar algunos productos de CRISA (tazas, vasos, etcétera), que resisten con facilidad líquidos calientes, fríos y soportan los impactos.

Vidrio de borosilicato: es un tipo de vidrio que posee un coeficiente de expansión muy bajo y por tal razón resiste el choque térmico provocado por los cambios de temperatura.

Actualmente, el vidrio de borosilicato se utiliza como material de laboratorio y en la fabricación de los utensilios de cocina llamados refractarios, los cuales son respaldados por las firmas Pirex, Visions y Corning.

Vidrio de Uso Farmacéutico: El vidrio, por ser un material inerte es muy higiénico y no causa ninguna reacción química con sus contenidos, protegiéndoles de alguna contaminación u alteración.

Procesos y tecnología para la fabricación de vidrio

Fabricación del Vidrio

El vidrio surge de la fusión a alta temperatura de una mezcla de arena sílica, carbonato de calcio y carbonato de sodio dentro de un horno. El punto en el que la mezcla vítrea pasa de estado sólido a líquido viscoso, varía entre los 1300 y 1500 grados centígrados. Después, vuelve a tomar la consistencia sólida de forma gradual mediante un proceso de lento enfriamiento hasta alcanzar su aspecto característico de material sólido transparente.

Fabricación del "Cristal" Cortado:

El "cristal" cortado (propiamente dicho el vidrio de plomo cortado) es una de las tantas técnicas que hay para decorar el vidrio. Esta técnica se lleva a cabo sobre la pieza terminada; es decir se trata de una técnica de trabajo en frío. Primero se dibuja la superficie del vidrio, luego se hacen los cortes con ruedas diamantadas y finalmente se pule.

Fabricación del Vidrio Soplado:

Para soplar el vidrio se necesitan básicamente una caña de hierro hueco y unas pinzas de vidriero.

Se comienza por introducir la caña en la masa de fundición de vidrio (con una consistencia similar a la miel). Al sacar la caña se gira sobre una piedra para darle la forma inicial, y después se sopla hasta crear la burbuja de la que partirá la pieza que se pretende elaborar. Después, con una pinza y algún puntil, se comienza a darle la forma deseada, soplando y apretando la pieza hasta alcanzar el resultado ideal. Por último se introduce en el horno de recocimiento.

Fabricación de Vitral Emplomado:

Se selecciona un dibujo o diseño previamente elaborado en papel y se sacan plantillas, las cuáles se usan para hacer recortes idénticos en las láminas de vidrio plano.

Después las piezas cortadas de vidrio se decoran con esmaltes si es necesario, y finalmente se unen con una tira de plomo llamada cañuela, quedando el dibujo entero reproducido en la forma de una ventana.

Fabricación del Vidrio a la Flama:

Es un vidrio que se trabaja mediante el empleo de un soplete con cuya flama se logra reblandecer el vidrio para estirarlo, fusionarlo, modelarlo y soplarlo.

Fabricación de Vidrio Azogado:

Es un vidrio tratado con nitrato de plata con la intención de darle la apariencia de un espejo.

Antiguamente esta técnica se utilizaba con la intención de semejar metales preciosos como la plata y el oro.

Fabricación de Vidrio Flotado:

Casi todo el vidrio plano que se fabrica actualmente es mediante el proceso flotado. Al vidrio flotado se le da forma moldeando una amplia lámina de vidrio líquido dentro de un horno que contiene un baño de estaño derretido. El proceso flotado produce grandes cantidades de vidrio con una calidad óptima y una superficie excepcionalmente buena.

El vidrio flotado se ha fabricado en los colores más conocidos; por ejemplo, transparente, verde, azul, gris, gris oscuro, y bronce.

Ventajas: El proceso flotado produce grandes cantidades de vidrio con una calidad óptima y una superficie excepcionalmente buena. Cuando se moldea el vidrio en una cámara de flotación, ambas caras del vidrio salen con un acabado brillante que no requiere de esmerilado ni pulimento.

Fabricación de Botellas en Serie11:

En un horno se funde el vidrio. Después, la cantidad exacta de masa vidrio caliente para elaborar una botella es liberada una tras otra, en una resbaladilla que la coloca en un primer molde donde se le da la preforma del modelo final. Luego esa pieza se pasa a otro molde donde la máquina sopla a presión dando la forma final. Después, pasa por un proceso de recocimiento con lo que se le da mayor resistencia al vidrio.

Diferencias entre Cristal y Vidrio12.

Aunque indistintamente llamamos cristal y vidrio a un mismo material existe una diferencia esencial entre ambos. El cristal se encuentra en la naturaleza en diferentes formas (cuarzo, cristal de roca).

Finalmente pasa por un proceso de control de calidad y después de decorado. El vidrio es el resultado de la fusión de ciertos ingredientes (sílice, soda y cal). Existen, sin embargo, vidrio creado por la naturaleza, como la obsidiana que se forma por el calor generado en el interior de los volcanes. Comúnmente Llamamos cristal, al vidrio de plomo o vidrio óptico pues su transparencia imita al cristal de roca natural. Esta imitación había sido siempre la meta principal de los vidrieros.

Proceso para el coloramiento del Vidrio:

El vidrio naturalmente es incoloro. Sin embargo, dado los altos contenidos de hierro que hay en los yacimientos de arena silica, el color que el vidrio normalmente adquiere es verdoso. Para darle diferentes colores al vidrio, se agregan durante el proceso de fabricación diferentes óxidos metálicos. Por ejemplo el vidrio azul surge del óxido de cobalto, y el café, del óxido de níquel. Para algunas tonalidades del vidrio amarillo se emplea el óxido de hierro.

Resistencia del vidrio al Frio y al Calor:

Debido a variaciones en la fórmula y a la diferencia en el coeficiente de expansión (el coeficiente de expansión : medida que define el grado de expansión o contracción que un material sufre al exponerse al frío o al calor). A menor coeficiente de expansión mayor es la resistencia a un cambio brusco de temperatura.

El vidrio templado es un vidrio calizo que tiene una resistencia cinco veces mayor de lo normal, puesto que su proceso de enfriamiento es más largo y controlado, lo que hace que al romperse no se fracture en pedazos cortantes, sino en cientos de pequeños trozos inofensivos.

El vidrio de seguridad, que puede o no ser templado, se fabrica principalmente para uso automotriz.

Para esto es necesario colocar entre dos vidrios una hoja de polyvinyl butiral (PVB) o de resina plástica, que sirve para evitar en caso de un golpe, que los pedazos pequeños de vidrio se dispersen y por lo contrario se mantengan adheridos a la pantalla de plástico. Por último se introduce en el horno de precocimiento. Casi todo el vidrio plano que se fabrica actualmente es mediante el proceso de flotado. Al vidrio flotado se le da forma moldeando una amplia lámina de vidrio líquido dentro de un horno que contiene un baño de estaño derretido.

Bibliografía: http://www.javeriana.edu.co/biblos/tesis/ingenieria/Tesis243.pdf