VIDRIOEl vidrio es una disolución sólida de varios silicatos de sodio, calcio, plomo, etc., obtenidos por fusión a elevada temperatura y una vez enfriada la masa adquiere el estado amorfo, es dura, transparente, frágil y resistente mecánica y químicamente.
El vidrio no posee un punto de fusión fijo sino temperatura de reblandecimiento, siendo a gran temperatura muy fluido y al descender pasa por lo estados de fluido espeso y viscoso pudiendo de esta manera ser trabajado.
La fabricación del vidrio comprende los siguientes pasos:
Preparación de las mezclas, fisión, decoloración y recocido La materia prima para elaboración del vidrio es el cuarzo, las cuarcitas y arenas que no contengan hierro y que sean de lo más finas (casi polvo). La cal y el plomo, a estas mezclas se le añaden trozos de cerámica o vidrios rotos para iniciar la fusión en las proporciones precisas para la clase de vidrio que se va a obtener. La fusión de estas materias se las realiza en hornos de crisoles o de cubeta, luego que el vidrio se encuentra fundido se eleva la temperatura unos 100º más para que se desprendan las burbujas gaseosas que contiene, además que deben enfriarse lentamente para evitar las tensiones internas y así evitar la formación de cristales.
 1.- VIDRIO CALCICO – SODICO.- Llamado comúnmente Vidrio de Ventanas es transparente aún en placas gruesas
2.- VIDRIO CALCICO - POTASICO.- Es denominado en la forma comercial como Medio Cristal o de Bohemia, es menos duro que el anterior.
3.- VIDRIO PLUMBICO – POTASICO.- Llamado Cristal de Plomo es muy brillante, poco duro y gran índice de refracción.
4.- VIDRIO ALUMINOSO – CALCICO – ALCALINO.- Llamado comúnmente vidrio de botellas, es duro y de colores verde oscuro o pardo rojizo.
PROPIEDADES DEL VIDRIO
Como propiedades del vidrio tenemos transparencia, brillo, dureza, sonoridad y resistencia químicas.
LA DUREZA.-Aumenta con el contenido de Ácido Silícico y la disminuye el plomo, el diamante y el acero muy duro lo rayan y lo cortan.
LA TRANSPARENCIA.- El vidrio deja pasar del 80 al 90% de la luz visible. RESISTENCIA QUIMICA.- El vidrio es muy resistente a los productos químicos siendo…………………………….. el que lo disuelve.
El vidrio es uno de los materiales que ha acompañado al hombre desde el principio de su historia, formando parte de sus manifestaciones artísticas, conocimientos, científicos y tecnológicos. Siendo el material más antiguo junto a la cerámica para la conservación y almacenamiento de alimentos.
Cuando pensamos en el vidrio nos imaginamos un sólido con una rigidez y elasticidad comparables a las del acero, pero con ciertas propiedades mecánicas que limitan sus aplicaciones; como por ejemplo que no tiene ductibilidad, ya que no se deforma a temperatura ambiente, y que si tratamos de cambiar su forma aplicando una fuerza, lo único que logramos es que se rompa. En realidad es un material duro pero frágil al mismo tiempo, y algo que refuerza esa debilidad es la presencia de imperfecciones superficiales, como astilladuras o ranuras.
PROPIEDADES DEL VIDRIO
Es elástico, rígido, opaco, transparente, resistente al calor, aislante, resistente a ácidos, sin poros, incombustibles; se puede cortar, taladrar, grabar, fundir, esmaltar, prensar, curvar, laminar, pintar, moldear.
DENSIDAD
2500 Kg/m3, es la densidad del vidrio, lo cual le otorga al vidrio plano un peso de 2,5 Kg/m2 por cada milímetro de espesor.
PUNTO DE ABLANDAMIENTO
730º C, aproximadamente.
CONDUCTIVIDAD TERMICA
1.05 W/mK
W = Vatio
m = metro
K = º Kelvin
DUREZA
6 a 7 en la escala de Mohs .El vidrio templado tiene la misma dureza superficial que el vidrio recocido o crudo.
MODULO DE YOUNG
* 720.000 Kg/cm2
COEFICIENTE DE POISSON
· Varía entre 0.22 y 0.23
RESISTENCIA A LA INTEMPERIE
No presenta cambios.
RESISTENCIA QUIMICA
El vidrio resiste el ataque de la mayoría de los agentes químicos, excepto el ácido hidrofluorídrico y, a alta temperatura, el fosfórico. Los álcalis atacan la superficie del vidrio. Cuando se emplean marcos de concreto, los álcalis liberados del cemento, durante una lluvia, pueden opacar la superficie del vidrio.
La presencia de humedad entre dos hojas de vidrio estibadas durante un tiempo puede producir el "impresionado" (manchas blanquecinas) de sus superficies que, son muy difíciles de remover.
RESISTENCIA MECANICA
El vidrio siempre rompe por tensiones de tracción en su superficie.
RESISTENCIA A LA TRACCION
Varía según la duración de la carga y oscila entre 300 y 700 K/cm2 Para cargas permanentes, la resistencia a la tracción del vidrio disminuye en un 40%.A mayor temperatura menor resistencia a la tracción. Depende del estado de los bordes del vidrio. El borde pulido brillante es el más resistente, le sigue el borde arenado y por último el borde con un corte neto realizado con una rueda de carburo de tungsteno
RESISTENCIA A LA COMPRENSION
* 10.000 Kg/cm2 aproximadamente es el peso necesario para romper un cubo de vidrio de 1 cm de lado.
Módulo de rotura para:
* Vidrios recocidos 350 a 550 Kg/cm2
* Vidrios recocidos 350 a 550 Kg/cm2
Módulo de trabajo para:
* Vidrio recocido, carga momentánea 170 Kg/cm2
* Vidrio recocido, carga permanente 60 Kg/cm2
* Vidrio templado 500 Kg/cm2
Varios: Un vidrio con su superficie esmerilada o arenada tiene un 30% menos de resistencia a la tracción. El vidrio laminado simétrico, en condiciones normales de uso en aberturas presenta una resistencia, por lo menos, un 10% menor que un Float monolítico de igual espesor total.
Fractura por tensión térmica
Este fenómeno se produce particularmente en los vidrios absorbentes de calor, coloreados en su masa y en los vidrios reflectivos producidos sobre vidrios de color. Cuando estos vidrios son expuestos a la radiación solar, el área expuesta absorbe calor, mientras que el área protegida por el contravidrio permanece fría. Esto produce una tensión diferencial de tracción que, cuando supera la resistencia del borde del vidrio, puede producir su fractura por tensión térmica. Este factor siempre debe ser tenido en cuenta durante las etapas de diseño y especificación del vidrio. Los factores que más inciden en la generación de fracturas por tensión térmica son:
• El estado de los bordes del vidrio, el borde pulido es el más resistente.
• El tamaño y espesor del vidrio, cuantos mayores son aumentan las posibilidades de fractura
Sombras interiores, producidas por cortinados oscuros y pesados, cortinas venecianas muy próximas al vidrio, los antepechos de vidrio, etc.
Los difusores de calor o frío orientados hacia el vidrio
Aplicación de pinturas y autoadhesivos, etc...
Sombras parciales de poca extensión y larga duración.
El vidrio armado con alambre tiene bordes con una resistencia menor, por lo que se recomienda pulirlos.
DIAGRAMA PARA LA FABRICACION DEL VIDRIO  ELABORACIÓN DE VIDRIOS COMUNES: Los vidrios comunes, incoloros y transparentes. Están compuestos por dos silicatos metálicos.
Silicato de Sodio
Silicato de Calcio
Las materias primas necesarias serán:
Arenas que aportan dióxido de silicio
Soda SOLVAY: carbonato de sodio decahidratado.
Piedra caliza: que suministra el carbonato de calcio.
Las arenas deben ser blancas, de gran dureza, exentas en lo posible de óxido de hierro. Las arenas amarillentas, con alto porcentaje de óxido de hierro, producen coloraciones verdosas, como la de las botellas. Para abaratar la fabricación se recupera el vidrio de las botellas, envases y otros desechos, seleccionando desperdicios domiciliarios. Clasificados por color y calidad se incorporan a las materias primas con el nombre de cascote de vidrio. Se opera con hornos de cubeta de grandes dimensiones con capacidad para varios miles de toneladas. La llama de un combustible barre la superficie de los sólidos y eleva la temperatura. A unos 1000 o 2000º C se verifican las reacciones antedichas y se obtiene vidrio en estado líquido. Los hornos de cubeta funcionan ininterrumpidamente. Del sector mas frío y de menos profundidad, separado del resto por un tabique, se extrae el vidrio elaborado mientras en el extremo opuesto se recargan materias primas.
DIFERENTES VARIEDADES DE VIDRIOS. Los vidrios de color se obtienen con sustancias agregadas a las materias primas ordinarias. Vidrios finos. Semicristales o vidrios potasio-cálcicos: son brillantes y más transparentes, resisten bien la acción del agua. Su composición es el silicato de potasio. Por ejemplo: vidrios planos para exteriores, espejos y mueblería.
Cristales: son vidrios compuestos por silicato de potasio y de plomo. Las materias primas son arenas seleccionadas, carbonato de potasio y óxido de plomo. Su manufactura, es controlada preparando partidas de menos de 20 toneladas. Las mencionadas materias primas se colocan dentro de crisoles de material refractario, abiertos o cerrados, los que, a su vez, se ubican dentro del horno. Vidrios borosilicatados, tipo pirex (Pyrex): sus materias primas son:
Arena. Borax (tetraborato de sodio), que cuando descompone en caliente da trióxido de boro, un óxido que se comporta como el dióxido de silicio. Aluminio (óxido de aluminio), que actúa como óxido básico. Se los comercializa como “vidrio pirex”, porque pirex fue al primera marca registrada en este rubro. Son indispensables en los laboratorios y en vajilla por su elevada temperatura de ablandamiento: aproximadamente 800º C, su insuperable resistencia les permite soportar enfriamientos bruscos sin ruptura.  Diferentes tipos de Vidrio.
Por su parte, el vidrio es clasificado con base en los componentes químicos que se le agregan. De acuerdo con ello, se tipifican como: vidrio calizo, vidrio de borosilicato, vidrio óptico - cristal de plomo y vidrio templado.
EL VIDRIO CALIZO.
Además de ser el más común, este vidrio es el que se funde con mayor facilidad debido sobre todo a su composición. Está formado de manera dominante por sílice,
El vidrio calizo es utilizado para la fabricación de vasos, vajillas, mesas, ventanas y otros enseres. Ostenta un coeficiente de expansión o dilatación térmica de 87 (87 x 10.7 pulgadas/°F). 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.
EL VIDRIO DE BOROSILICATO
Este tipo de vidrio nace en 1912, a consecuencia de un lamentable accidente ocurrido once años atrás. En una lluviosa noche de invierno de 1901, un guardavía salió del interior de la estación para advertir al conductor de un ferrocarril que un tren de carga venía por el mismo juego de rieles. Para ello, comenzó a girar su lámpara de petróleo con señalamientos sobre el peligro; pero el golpe de la lluvia fría sobre el vidrio de la linterna que estaba caliente, hizo que se estrellara y se extinguiera la luz. A raíz del imprevisto, nadie pudo ver las señales y ocurrió el fatal accidente.
Para prevenir nuevos desastres de ese tipo, se volvió prioritaria la búsqueda de un vidrio que resistiera el choque térmico provocado por los cambios de temperatura, comenzando de inmediato los experimentos con diferentes materiales para satisfacer ese requisito.
En realidad, la solución había comenzado a gestarse desde 1846, cuando el alemán Carl Zeiss, mecánico de precisión, estableció un pequeño taller en Jena, Alemania, donde producía el equipo para laboratorio que le demandaba la universidad de esa ciudad. Años más tarde, ingresó a la empresa el físico Ernst Abbe como ayudante de Zeiss, quien con la elaboración del modelo matemático de la teoría de la óptica para microscopios, revolucionó la manufactura de estos aparatos. Posteriormente se sumó al grupo de investigadores el doctor Otto Schott, un talentoso químico del vidrio, y entre los tres fundaron en 1884 la fábrica Jenaer Glaswerke.Transformada la compañía en la Glastechnische Laboratorium Schott & Genossen, durante 1887 se pudo anunciar el descubrimiento de la primera fórmula de borosilicato. Basándose en diferentes experimentos, los investigadores de esos laboratorios pudieron ver que si se le agregaba óxido de boro a los materiales crudos, el vidrio podía resistir los cambios de temperatura, resultaba más difícil de fundir, trabajar y era prácticamente inerte. El descubrimiento hecho por la empresa Schott & Genossen de Jena, Alemania, pasó más tarde a los Estados Unidos, en donde el investigador Corning trató de perfeccionarlo hasta que el estallido de la Primera Guerra Mundial lo obligó a posponer sus trabajos. Empero, para 1915 Corning ya había comenzado a comercializar el vidrio Pyrex para hornear. Gracias a la teoría de este joven investigador, quedó demostrado que el vidrio sí era bueno para cocinar, ya que absorbía el calor, mientras que muchos de los metales lo reflejaban. Corning adquirió en la mayoría de los países las patentes para la fabricación de Pyrex, y la producción masiva en Francia e Inglaterra comenzó en 1922. Ante las protestas de la empresa alemana que había descubierto originalmente el vidrio de borosilicato, en 1926 se llegó a un acuerdo de partición del mercado, mediante el cual se estipuló que Alemania, Austria y los países escandinavos del Este, serían reservados como mercado para el vidrio producido en Jena por la empresa Schott & Genossen.
En la actualidad, 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 Pyrex, Visions y Corning. Este tipo de vidrio es el que menos se dilata con los cambios bruscos de temperatura, ya que tiene un coeficiente de expansión muy bajo, de 30 a 42, dependiendo del tipo de producto que se elabore con él.
EL VIDRIO OPTICO- CRISTAL DE PLOMO.
Este vidrio se obtiene mediante la sustitución del óxido de calcio por el óxido de plomo, y como logra fundirse a temperaturas más bajas, permite un considerable ahorro de energéticos. Su descubridor fue el inglés George Ravenscroft, quien en el siglo XVII se percató de que agregando óxido de plomo a la fórmula tradicional del vidrio, obtenía un material incoloro y transparente.
Es el vidrio al que llamamos cristal de plomo por su transparencia y sonoridad; cualidades a las que se suma su apariencia muy similar a la del cristal de roca. Cuenta con un coeficiente de expansión térmica de 103, el cual lo vuelve idóneo para ser trabajado artesanalmente, sobre todo al permitir que sobre su superficie se hagan cortes de gran dificultad y belleza para crear las piezas que hoy se designan de cristal cortado. Debido a su pureza y transparencia, tiene un mayor poder de refracción y dispersión, por lo que también es utilizado como vidrio óptico en anteojos, telescopios, microscopios, cámaras fotográficas y otros instrumentos. Su utilización en el campo de la fotografía, obedece a la capacidad que tiene para dispersar la luz en toda la gama de colores, la cual pasa de manera uniforme a través del lente para plasmarse sin alteraciones en la película.
VIDRIO TEMPLADO O DE SEGURIDAD.
El vidrio de seguridad, conocido como vidrio templado, se fabrica principalmente para uso automotriz. Ello obedece a que su proceso de elaboración es muy costoso y a que tiene que ser confeccionado exactamente a la medida, ya que no admite modificaciones posteriores. Este vidrio tiene una resistencia cinco veces mayor a la del vidrio normal, además de que al romperse no se fractura en mil pedazos cortantes, sino en pequeños trozos inofensivos.
La fabricación del vidrio de seguridad no obliga a modificar la fórmula del vidrio óptico, lo que lo vuelve diferente es el proceso de elaboración. Para hacerlo es necesario colocar entre dos vidrios una hoja de polyvinyl butiral (PVB). Posteriormente, los dos vidrios con la película plástica al centro se meten al horno para presionarlos y calentarlos gradualmente a una temperatura de 620º C, a fin de enfriarlos súbitamente con aire. De esta manera se consigue que el vidrio quede en la superficie a compresión y en el centro a tensión. "En el interior del vidrio, donde las fuerzas de tensión se incrementan por el templado, la fuerza del material es casi ilimitada, porque está prácticamente libre de imperfecciones".
RECICLADO DEL VIDRIO
El vidrio es un material fácilmente recuperable. A partir de un envase de vidrio se puede fabricar otro nuevo con las mismas características del primero, sin pérdida de los materiales que lo integran. El vidrio es por tanto 100% reciclable.
El reciclado del vidrio implica una eficaz recogida selectiva y selección en origen del envase. Como media cada ciudadano deposita en estos unos 6.5 kilos al año VENTAJAS DEL RECICLADO
· La fusión de los materiales se consigue a temperatura más bajas, lo que supone un ahorro de energía en 130kg de fuel Tn de vidrio reciclado.
· Ahorro de 1200kg de materias primas por cada Tn de vidrio usado.
· Ahorro de energía al no tener que extraer materias primas.
· Disminuye el número de residuos urbanos que van a vertedero y por lo tanto de tratamiento.
· Reducción de la erosión producida al extraer las materias primas necesarias para su fabricación.
VENTAJAS E INCONVENIENTES DEL VIDRIO
VENTAJAS
· Causa poco impacto ambiental
· Conserva bien los alimentos
· Químicamente inerte
· Incombustible
· Se puede moldear, grabar
· Es transparente, se puede ver su contenido
· Es reutilizable y reciclable
INCONVENIENTES
· Es pesado
· Tarda 4000 años en descomponerse
· Puede causar un incendio al actuar como lupa frente el sol
· Lleva aditivos en su composición para hacerlo mas resistente
¿SABIAS QUE...?
· El vidrio se obtiene mezclando sus materias primas: arena de cuarzo, carbonato sódico (sosa) y piedra calcaréa, fundiendo todo a elevadas temperaturas.
· El vidrio supone el 7% de nuestra bolsa de basura.
· El vidrio no es biodegradable y por lo tanto permanece un periodo de tiempo indefinido en la naturaleza.
· El vidrio por sus características es idóneo para reutilizarlo varias veces. De esta forma se ahorra más energía aún con el reciclado.
· El vidrio puede ser refundido y remodelado (reciclado) cuantas veces se quiera sin perder por ello calidad.
· Con el reciclaje de una tonelada de calcín (residuos de vidrio) se ahorra la energía equivalente a 135 litros de petróleo y 1.2 toneladas de materias primas.
· Cada tonelada de vidrio reciclado ahorra 1.2 toneladas de materias primas cristal equivale a 2000 botellas.
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