vidrios

Vista previa del material en texto

〤 INTRODUCCION
El vidrio es un material inorgánico duro, frágil, transparente y 
amorfo y es producido por el hombre. 
La obsidiana (vidrio volcánico), es una variedad de vidrio natural formado a 
partir de magmas, del cual el hombre prehistórico se ha servido para conformar 
ornamentos, herramientas y armas.
La industria del vidrio creada por el hombre, apareció en el Mediterráneo, casi 
al mismo momento que las industrias de la cerámica y la metalúrgica, ambas 
industrias fueron posibles gracias al dominio del fuego y las altas temperaturas. 
Fue en las costas fenicias donde se desarrolló un importante descubrimiento, el 
vidrio soplado durante en el siglo I a.C.
El tono verdoso de los primeros vidrios se debe a las impurezas de hierro en la arena.
En las mesclas de los vidrios modernos se incorporan otros ingredientes para mejorar el 
color y algunas de sus propiedades.
Al vidrio primitivo, traslúcido, semiopaco, se le conoce por el nombre de pasta 
vítrea. Con el fin de imitar a las piedras preciosas se fueron descubriendo 
óxidos metálicos que coloreaban la pasta vítrea.
El vidrio se obtiene llevando a unos 1.500°C los siguientes componentes: 
Carbonato sódico:
Oxido de silicio:
Piedra caliza:
El azufre y el cadmio le dan color 
amarillo topacio.
Tonos y colores
Los óxidos ferrosos dan un tono a 
la pasta que varía del verde al azul.
El níquel y el manganeso lo 
convierten en violeta
El estaño le proporciona un color 
blanco.
Tonos y colores
El cobre le confiere un color azul, 
verde o rojo
El cromo en verde brillante.
〤PRODUCTOS VÍTREOS
Objetos de vidrio
Objetos de vidrio
Objetos de vidrio
Objetos de vidrio
Objetos de vidrio
Objetos de vidrio
〤CLASIFICACIÓN
• Vidrios SILICATOS, este tipo de vidrio se utiliza para 
ventanas de edificios, botellas y tarros, etc.
• Vidrios BOROCILICATOS. En la industria hay vidrios neutros 
de gran resistencia al ataque del agua H2O y vidrios térmicos, de 
bajo coeficiente de dilatación, es un tipo particular de vidrio, más 
conocido con el nombre comercial de Pyrex.
• Vidrios ALUMINOSILICATOS, son base en los vidrios 
cerámicos.
1. Según su composición:
• Vidrios de PLOMO, es un tipo de vidrio que 
contiene óxido de plomo en vez de óxido de 
calcio en su composición. Esta clase de vidrio 
tiene propiedades ópticas.
Es la más utilizada en la industria, y se basa en la técnica de conformado 
del producto.
Estos son:
• Soplado – vidrio plano (proceso antiguo de conformación), vidrio 
hueco (envases, vajilla, etc.)
• Laminado – vidrio plano traslúcido y pulido.
• Colado – vidrio plano traslúcido.
• Flotado – vidrio plano flotado.
• Estirado – vidrio de ventanas, tubos, varillas y fibra de vidrio.
• Prensado – objetos huecos y macizos (adornos, vajilla, aisladores 
eléctricos, etc.).
2. Según la tecnología de fabricación:
Es la clasificación que trata los productos de vidrio, y no los vidrios en sí. 
Es de fundamental importancia en el comercio del vidrio.
a) Vidrio hueco: envases, bulbos para lámparas incandescentes, 
bulbos de TV, artículos de laboratorio, etc.
b) Vidrio plano: incluye el vidrio laminado, estirado, vidrios armados, 
etc.
c) Fibra de vidrio: textil, fibras para refuerzos de materiales plásticos, 
lana de vidrio, hilados, etc.
d) Vidrios especiales: son vidrios de alta tecnología; ópticos, 
cerámicos, semiconductores, fotocromáticos, etc.
3. Según su uso:
〤PROCESOS DE CONFORMADO
La aparición del soplado de vidrio se dio a finales del siglo I a.C. en 
Siria y rápidamente se extendió al mundo romano, desarrollando nuevos 
métodos de trabajo, diseños complejos y piezas de paredes más delgadas.
Los fenicios difundieron el vidrio por las costas del Atlántico y 
Mediterráneo, y en tiempos del imperio romano existían grandes centros de 
producción en Fenicia y Alejandría.
Con las técnicas del vidrio soplado era posible fabricar piezas de gran 
valor artístico. 
Antes del siglo X aparecieron los vitrales de color, y hacia el siglo XIV 
se fabricaban en Venecia cristalerías y lentes de aumento.
Al tomar la posta, ya sea en un crisol o del extremo de un horno de 
cuba, el vidrio debe estar debidamente acondicionado. 
A una temperatura óptima (por lo general a 1000°C para vidrios 
sódicos – cálcicos comunes).
1) Trabajo manual del vidrio:
La caña de soplar, es un tubo de acero de 1,20 a 1,50 metros de 
longitud, y con un diámetro (externo/interno) entre 8 a 4 y 24 a 16 milímetros.
1) Trabajo manual del vidrio:
1) Trabajo manual del vidrio:
1) Trabajo manual del vidrio:
Este proceso tuvo éxito una vez que se dejo en tratar de copiar 
mecánicamente el proceso manual de soplado de botellas.
Se encaro su conformado en una secuencia inversa, es decir, primero 
la boca y luego el cuerpo.
2) Fabricación automática de botellas y frascos:
2) Fabricación automática de botellas y frascos:
El alimentador a gotas suministra una serie continua de gotas de vidrio 
fundido, exactamente iguales en peso y forma. La gota debe ser compatible 
entre el peso y la viscosidad, para un vidrio sódico - cálcico la temperatura de la 
gota esta en el orden de los 980°C a 1230°C, según su tamaño.
2) Fabricación automática de botellas y frascos:
Según el tamaño del horno y las capacidades de las máquinas 
formadoras, puede haber varios antehogares de salida, cada uno con su 
respectivo alimentador, que desembocan en las maquinas formadoras.
2) Fabricación automática de botellas y frascos:
2) Fabricación automática de botellas y frascos:
2) Fabricación automática de botellas y frascos:
2) Fabricación automática de botellas y frascos:
2) Fabricación automática de botellas y frascos:
3) Fabricación de artículos prensados:
Este proceso consiste en comprimir una cantidad determinada de 
vidrio fundido entre dos piezas, macho y hembra, de un molde .
La pieza se retira del molde cuando el vidrio se encuentra en estado 
rígido.
Las maquinas automáticas en su mayoría son rotativas y funcionan 
con alimentadores a gotas.
3) Fabricación de artículos prensados:
3) Fabricación de artículos prensados:
MOLDES:
Los moldes utilizados para conformar artículos de vidrio hueco, 
alcanzan hoy en día un elevado grado de perfección, tanto en tolerancias 
dimensionales como en acabados superficiales.
Todos los moldes utilizados son metálicos, sobre la base de 
diferentes aleaciones.
a) Propiedades mecánicas: resistencia a los choques térmicos: a la 
descamación, bajo coeficiente de dilatación, etc.
b) Propiedades térmicas: elevada conductibilidad térmica, baja capacidad 
calorífica.
c) Estado de la superficie en contacto con el vidrio: perfectamente lisa y 
pulida, baja porosidad, etc.
d) Propiedades químicas: baja tendencia a la oxidación a las temperaturas 
de uso, facilidad de pulido, elevada duración, resistencia al ataque de gases 
calientes, etc.
La elección del material para el molde depende de:
MOLDES:
MOLDES:
MOLDES:
4) Fabricación de vidrio plano:
En un principio el vidrio plano se hacia por un proceso completamente 
manual de soplado y planchado. Se desarrollo en Venecia y permitió resolver el 
problema del cerramiento en ventanas, dejando pasar la luz.
Vidrio plano – Venecia 1450 Vidrio plano colado – 1690
La fabricación del vidrio plano tomo tres caminos diferentes:
4) Fabricación de vidrio plano:
a) Vidrio plano estirado:
El proceso se basa en el uso de una pieza especial de material 
refractario (distribuidor), el que se sumerge apenas en la superficie del vidrio 
fundido, dentro de la cuba.
El vidrio emerge por su ranura central y se pega a una barra metálica 
(anzuelo).
4) Fabricación de vidrio plano:
a) Vidrio plano estirado:
4) Fabricación de vidrio plano:
b) Vidrio plano laminado:
El proceso consiste en hacer pasar el vidrio fundido a través de rodillos, 
los cuales pueden ser lisos o grabados, obteniéndose con este superficies 
texturadas.Al incorporar una tela metálica entre los rodillos, se obtiene el vidrio 
armado.
4) Fabricación de vidrio plano:
b) Vidrio plano laminado:
4) Fabricación de vidrio plano:
b) Vidrio plano laminado armado:
4) Fabricación de vidrio plano:
c) Vidrio plano flotado:
Este proceso consiste en hacer pasar la lámina de vidrio fundido, 
alimentada por rebalse del horno de cuba, sobre un baño de estaño fundido.
Tiene superficies planas y paralelas pulidas a fuego.
4) Fabricación de vidrio plano:
c) Vidrio plano flotado:
5) Otros procesos de conformado:
A. COLADO:
Si bien es conocido desde la antigüedad, fue aplicado a gran escala en Francia a 
finales del siglo XVII. Se vierte el vidrio fundido sobre una plancha de metal previamente 
calentada y se empareja con un rodillo. 
Es un proceso discontinuo, actualmente se fabrican planchas de gran espesor, 
piezas ópticas, espejos para telescopios, etc.
5) Otros procesos de conformado:
B. Fabricación de tubos de vidrio:
Por medio del estirado del vidrio fundido y la inyección de aire comprimido se 
obtienen tubos de vidrio. El método de estirado puede ser en vertical (como en la 
fabricación del vidrio estirado) u horizontal (como se obtiene el vidrio laminado).
Regulando las dimensiones del orificio de salida del mandril, el flujo de aire 
comprimido, la velocidad de estirado y la temperatura; es la manera de obtener distintos 
diámetros y espesores.
5) Otros procesos de conformado:
C. Fabricación de fibras de vidrio:
La fabricación de las fibras se lleva a cabo por el método de trafilado (hilado). 
Este sistema de trabajo se conoce desde la antigüedad, donde se calentaba al vidrio a 
una temperatura un poco superior a su ablandamiento. 
〤PROPIEDADES
El vidrio es un material inorgánico duro, frágil, 
transparente y amorfo.
El término cristal es utilizado muy frecuentemente 
como sinónimo de vidrio, aunque es incorrecto en el ámbito 
científico debido a que el vidrio es un sólido amorfo y el 
cristal un sólido cristalino.
En la fabricación del vidrio se ponen en juego temperaturas muy 
elevadas. El conocimiento de las propiedades de estos materiales a 
altas temperaturas es de fundamental importancia.
VISCOSIDAD:
Es una propiedad importante en la fabricación del vidrio.
Los valores de la viscosidad a distintas temperaturas son 
determinantes en los distintos procesos:
• El flujo del vidrio en la cuba.
• La eliminación de burbujas.
• La velocidad de estirado del vidrio plano.
• La alimentación de las maquinas formadoras de envases.
• Para el prensado.
• Para el soplado.
• Etc.
Los valores de la viscosidad dependen
de la temperatura, la composición, y la historia
térmica del vidrio.
VISCOSIDAD:
Agua Leche
Miel Pintura
VIDRIO
CORROSIÓN:
El vidrio es resistente a la corrosión, por lo cual los vidrios son 
utilizados incluso para ensayos químicos. 
Aunque su resistencia a la corrosión es muy alta, no quiere decir que 
sea indestructible ante la corrosión, existen cuatro sustancias que logran esta 
excepción:
• Ácido fluorhídrico
• Ácido fosfórico de alta 
concentración
• Concentraciones alcalinas a altas 
temperaturas
• Agua “super calentada”
DENSIDAD:
Debido a los distintos tipos de vidrios que pueden ser 
fabricados, las densidades varían de acuerdo a su composición, lo cual 
significa que hay vidrios que pueden ser mas ligeros que el aluminio y 
vidrios que puedan ser mas pesados que el acero.
La densidad en un vidrio aumenta al incrementar la concentración de óxido de calcio y 
óxido de titanio. En cambio si se eleva la cantidad de alúmina (Al2O3) o de magnesia 
(MgO) la densidad disminuye.
Al medir la resistencia mecánica de un determinado 
objeto de vidrio frente a determinados esfuerzos en 
determinadas condiciones experimentales, se llevan 
adelante ensayos de diverso tipo.
• Compresión
• Tensión
• Flexión
• Tracción
• Impacto
• Dilatación
COMPRESIÓN:
El vidrio tiene una resistencia a la compresión muy alta, su resistencia 
promedio a la compresión es de 1000 MPa; por lo cual para romper un cubo 
de vidrio de 1cm³ es necesaria una carga de aproximadamente 10 toneladas
TENSIÓN (Teoría de la fractura frágil):
Durante el proceso de fabricación del vidrio, este va adquiriendo 
imperfecciones (grietas), no visibles.
Los vidrios generalmente presentan una resistencia a la tensión entre 
3000 y 5500 N/cm², aunque pueden llegar a sobrepasar los 70000 N/cm² si el 
vidrio ha sido especialmente tratado. 
FLEXIÓN:
La flexión de los vidrios es distinta para cada composición del vidrio. 
Un vidrio sometido a flexión presenta en una de sus caras esfuerzos 
de comprensión, y en la otra cara presenta esfuerzos de tensión. 
La resistencia a la ruptura de flexión es de aproximadamente:
• 40 Mpa (N/mm²) para un vidrio recocido
• 120 a 200 MPa (N/mm²) para un vidrio templado
El resultado de la fractura dependerá del carácter más o menos crítico de las 
microfisuras presentes en la zona de tracción.
DILATACIÓN:
Los vidrios, como todos los materiales, experimentan variaciones de 
volumen con los cambios de temperatura, se dilatan cuando se calientan y se 
contraen cuando se enfrían. 
〤RECOCIDO y TEMPLADO
En el proceso de fabricación de productos de vidrio, deben someterse 
luego de su conformado, a un recocido, para eliminar las tensiones internas 
que se producen al enfriarse.
Esta tensiones internas disminuyen la resistencia mecánica.
Durante el recocido las piezas se pasan por un ciclo térmico controlado 
que depende de:
• La composición del vidrio.
• La forma y dimensiones de la pieza.
• Del grado de eliminación de 
tensiones deseado.
El recocido elimina las tensiones internas que se producen al enfriarse.
El término templado incluye todo tratamiento, térmico o químico, por 
el cual se obtiene una mayor resistencia mecánica por creación de una capa en 
estado de compresión en su superficie.
Al estar la superficie en compresión, se dificulta la propagación de las 
microfisuras.
Este tratamiento consiste en enfriar rápidamente la pieza de vidrio, 
previamente calentada a una determinada temperatura.
Con el templado se obtiene una mayor resistencia mecánica en su superficie.