2 Explicación: Autor actualizó artículo ~ mabelwaisman  10 Oct. '17, 13:05hs

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EL VIDRIO – DEFINICION

Producto inorgánico obtenido por fusión, que ha sido enfriado hasta adquirir un estado rígido sin ninguna cristalización en su interior.

DIFERENTES VERSIONES SOBRE SUS ORIGENES

Muchos autores de la antigüedad escribieron acerca del vi- drio. Plinio el Viejo (23-79 d.C.), por ejemplo, narró en su Historia Natural que el descubrimiento de ese material tuvo lugar en Siria, cuando unos mercaderes, probablemente en ruta hacia Egipto, preparaban su comida al lado del río Belus, en Fenicia.

Al no encontrar piedras para colocar sus ollas, pusieron trozos de natrón1 que llevaban como carga, y a la mañana siguiente vieron cómo las piedras se habían fundido y su reacción con la arena había producido un material brillante, vítreo, similar a una piedra artificial. Tal fue, en síntesis, una versión del origen del vidrio.

Estrabón (58 a.C.-25 d.C.), por su parte, en su Geografía describe con admiración un sarcófago de vidrio, y asegura que en un punto localizado entre Tolemaida y Tiro se extraía la arena apropiada para el vidrio. El griego Herodoto (484-410 a.C.), considerado como el “Padre de la Historia”, relata la manera en que los etíopes embalsamaban a sus muertos para colocarlos en sarcófagos de vidrio.

Eliano, escritor griego del siglo III, narra las condiciones en que Jerges, el hijo de Darío, descubrió el cuerpo de un jefe asirio en un ataúd de vidrio.

Salomón, en sus Proverbios, condenó al que miraba el vino a través de un vaso de vidrio, y también en el Antiguo Testamento se lo menciona en la Historia de Job: “No se compara el cristal al oro,

1 Ver glosario

ni se lo cambia por vasija de oro fino”. Estas alusiones fueron muy posteriores a la época en que comenzó a fabricarse el vidrio, y en su mayoría fueron transmitidas oralmente de generación en gene- ración antes de perpetuarse por escrito.

No olvidemos también que dichos testimonios constituyen la versión de los vencedores, lo cual les otorga un cierto grado de duda en cuanto a su veracidad. Igualmente cuestionables son las investigaciones históricas del siglo XIX sobre el mundo antiguo, ya que en ellas prevalece una visión romántica y poco científica acer- ca de los orígenes de la cultura occidental.

Inevitablemente entonces, las investigaciones relacionadas con la antigüedad conllevan el problema de la calidad de la informa- ción aportada por las fuentes. Entre los textos arriba mencionados, resalta por su importancia la Historia Natural de Plinio el Viejo, escrita en el Siglo I de la era Cristiana, donde se ofrecen claras evidencias acerca de la región geográfica en la que pudo haber sido descu- bierto el vidrio y sobre la manera accidental en que esto sucedió.

Si bien los aspectos físicos pueden suscitar dudas, en lo que respecta a la información sobre los fenicios existen verdades indiscutibles. Por un lado, ellos fueron los comerciantes por excelencia de la época, ya que  al carecer de recursos naturales en sus tierras, buscaron en el comercio otra forma de supervivencia. Inclusive pedían permiso a los egipcios para comprar y vender libremente en sus costas, llevando después los produc- tos de ese imperio a los puertos de todo el Mediterráneo.

Los fenicios no sólo intercambiaban objetos en sus viajes, sino que también propagaban la ciencia, los conocimientos y costum- bres de todo el mundo entonces conocido. Muchos eran los produc- tos que comercializaban, entre ellos el natrón.

Este material era sumamente apreciado porque se empleaba tanto para el aseo de los dientes como para el baño. Además, al ser disuelto en agua funcionaba como desengrasante, por lo que se utilizaba para limpiar la loza. Los egipcios, por su parte, lo utilizaban habitualmente en el proceso de momificación. Los artesanos feni- cios eran famosos en todo el Mediterráneo por imitar casi a la per- fección con dichos materiales, las piedras preciosas y semipreciosas.

ORIGEN & EVOLUCION DE LA MATERIA PRIMA

Para el estudio de los orígenes del vidrio, tenemos que remontarnos hasta el cuarto o quinto milenio anteriores a Cristo, y al área geográfica que va desde Egipto hasta la cuenca mesopotámica, donde aparecieron por primera vez las sociedades sedentarias. Allí, a raíz del descubrimiento de las técnicas de utiliza- ción de los metales, se imitaron rápidamente en cerámica objetos similares a los elaborados en metal. Este hecho derivó en el descu- brimiento de barnices alcalinos, que junto con la frita2 de plomo fueron las sustancias más empleadas para impermeabilizar los reci- pientes de arcilla. La producción más antigua de este tipo de vasos o recipientes, tuvo lugar en Egipto. De allí se deriva la decoración de los ladrillos y la confección de artesanías de composición vítrea (conocida como faiensa3 egipcia).

2 ver glosario

3 ver glosario

El vidrio surgió posteriormente como resultado de las experien- cias adquiridas con el procesamiento de los metales, ya que para esos menesteres se requería la construcción de hornos capaces de alcanzar altas temperaturas y la experimentación con fórmulas mi- nerales. Las capas de vidrio que cubrían las joyas, amuletos de com- posición vítrea, vasos de cerámica y ladrillos, son las manifestaciones más antiguas que existen sobre el aprovechamiento del vidrio.

COMPOSICION QUIMICA

Las tres materias primas principales para la composición del vidrio son:

1.        Arena                                 dióxido de silicio  (entre 69% y 78%)

2.        Carbonato de sodio      óxido de sodio      (entre 11% y 20%)

3.        Piedra caliza                    óxido de calcio      (entre 6% y 17%)

1.          Arena: es el componente principal del vidrio y la materia vitrificante por excelencia. Aumenta las resistencias elástica y eléc- trica y también su dureza. Debe ser “arena cuarzosa”, de grano fino y pobre en hierro.

2.      Carbonato de sodio: es el principal fundente de la mezcla.

1          No se volatiliza

2          No produce gases

3          Aumenta la fusibilidad

4          Inicia la combinación de los vitrificantes con las bases

5          Aumenta el rango de trabajo del vidrio

3.      Piedra Caliza: se utiliza para proveer la cal que es imprescindible para endurecer el vidrio, aumenta sus resistencias mecánicas y elásticas. En exceso aumenta la tendencia a la desvitrificación.

OTROS AGREGADOS

Ácido Bórico: disminuye el COE4 –coeficiente de expansión- au- mentando así la resistencia térmica. Hace al vidrio más brillante y actúa en sentido opuesto a la desvitrificación. Se lo usa para fabri- car vidrios Pirex.

Alúmina: otorga dureza. Disminuye la tendencia a la cristalización y aumenta la resistencia química.

Óxido de plomo: Se utiliza para cristales, vidrios ópticos y vidrios especiales. Los óxidos de plomo aumentan la refracción dando brillo y sonoridad.

Pigmentos minerales: Para colorear los vidrios se utilizan pigmentos minerales porque los pigmentos orgánicos se descompondrían a causa del calentamiento al que se verían sometidos.

1          Verde          Oxido de níquel

Oxido de cromo

2          Azul               Oxido de cobre Oxido de cobalto

4 ver glosario

3          Negro         Dióxido de manganeso

4          Amarillo      Sulfuro de cadmio

5          Violeta        Dióxido de manganeso

6          Ámbar          Sulfuro ferroso

7          Opalina      Espato-flúor + feldespato

Fosfato cálcico

Descartes de vidrio: se agregan a la fabricación para recuperar vidrios rotos o imperfectos en un 10% y un 70% en peso. Es un reciclaje.

Decolorantes: para eliminar el color verdoso por el contenido de óxido de hierro se agregan decolorantes, como dióxido de manganeso.

PROPIEDADES PRINCIPALES

1          no posee punto de fusión definido

2          es transparente

3          es mal conductor de la electricidad en frío

4          tiene baja conductividad térmica

5          es resistente a los agentes atmosféricos

6          bastante inerte a reactivos químicos (sólo lo ataca el ácido fluorhídrico)

7          tiene una dureza variable entre 4 y 8 de la Escala MOHS (Esca- la de dureza): 1) talco, 2) yeso, 3) calcita, 4) fluorita, 5) apatito,

6) ortosa, 7) cuarzo, 8) topacio, 9) corindón, y 10) diamante.

Por ej: El vidrio puede ser marcado a partir del cuarzo, el topa- cio, el corindón y el diamante porque todos ellos tienen mayor dureza que aquél.

DIFERENTES TIPOS

El vidrio es clasificado en base a los componentes químicos que se le agregan, estableciéndose entonces tres tipos:

1          vidrio sódico-cálcico

2          vidrio de boro-silicato

3          vidrio óptico/cristal de plomo.

1. Vidrio sódico-cálcico:

Está formado por sílice, sodio y calcio principalmente. La sílice es parte de la materia prima básica, el sodio baja el punto de fusión y el calcio le provee la estabilidad química. Sin el calcio el vidrio sería soluble hasta en agua y prácticamente no serviría para nada.

Este tipo de vidrio es el que se funde con mayor facilidad y el más económico. Por esto, la mayor parte del vidrio incoloro y trans- parente tiene esta composición. Es muy utilizado para la fabrica- ción de ventanas, tanto las más grandes como las más pequeñas, variando solamente el espesor de las mismas.

La resistencia química del vidrio sódico-cálcico se ha mejora- do en los últimos años al aumentar la proporción de sílice, porque ésta es poco reactiva, por lo que al aplicar un choque térmico, se aumenta su dureza. Se llama choque térmico al enfrentamiento de dos temperaturas diferentes.

Cuando el material se enfría y retorna rápidamente al tamaño inicial corre peligro de quebrarse, por lo que debemos hacerlo regresar lentamente y a temperatura ambiente.

2.    Vidrio de boro-silicato:

Descubierto en 1912, es un tipo de vidrio que posee un COE muy bajo, por lo cual tiene alta resistencia al choque térmico pro- vocado por los cambios bruscos de temperatura, pero no tan alta como la del vidrio de sílice puro.

Después de la sílice, su principal componente es el óxido de boro. Es prácticamente inerte, más difícil de fundir y de trabajar.

El valor de su coeficiente es de 0,000.005 centímetros por grado centígrado. Esto quiere decir que por cada grado centígrado que aumenta la temperatura, el vidrio se agranda 0,000.005 centímetros.

Actualmente, el vidrio de boro-silicato se utiliza como material de laboratorio y en la fabricación de los utensilios de cocina llama- dos refractarios, los cuales son fabricados por las firmas Pirex y Corning. Estos objetos no se hacen de vidrio de sílice puro ya que deberían alcanzarse temperaturas de 1650ºC para hacerlo, lo cual complica su manufactura.

3.    Vidrio óptico:

En el mismo se sustituye el óxido de calcio por óxido de plomo. Es igual de transparente que el vidrio sódico-cálcico, pero mucho más denso, con lo cual tiene mayor poder de refracción y de dispersión. Se puede trabajar mejor que aquél porque funde a temperaturas más bajas.

Su COE es muy elevado, lo cual quiere decir que se expande mucho cuando se aumenta la temperatura y por lo tanto no tiene gran resistencia al choque térmico. Posee excelentes propiedades aislantes, que se aprovechan cuando se emplea por ejemplo en la construcción de radares.

Absorbe considerablemente los rayos ultravioletas y los rayos X, y por eso se utiliza en forma de láminas para ventanas o escudos protectores

Los vidrios ópticos dispersan la luz de todos los colores. En su elaboración se utiliza el vidrio de plomo.

Son excelentes lentes para cámaras fotográficas porque con una corrección mínima dispersan la luz y la enfocan de manera uniforme en el plano de la película. Si no fuera así, unos colores serían más intensos que otros en una fotografía, y no se lograrían imágenes tan reales.

El vidrio de plomo también tiene una proporción de potasio. El potasio hace que el material sea más quebradizo, pero el plomo resuelve el problema. Este tipo de vidrio, con estas propiedades tan peculiares, fue descubierto cuando se trataba de resolver el pro- blema de la fragilidad del vidrio con potasio.

PROCESO DE FABRICACION

Se lo obtiene por la fusión de carbonato de sodio, piedra cali- za y arena, mezclados mecánicamente y según el vidrio que se desee obtener, agregándole otros componentes. Este proceso se realiza en hornos de fusión e involucra al vidrio en sus tres estados:

1          líquido (masa fundida)

2          viscoso (para el moldeo)

3          rígido o quebradizo (después del enfriamiento)

Para su fabricación pueden utilizarse dos tipos diferentes de hornos, de cubeta (un solo tipo de vidrio en grandes cantidades) o de crisol (varias clases de vidrios simultáneamente en pequeñas cantidades)

DIFERENTES CLASES

Vidrio plano artesanal (rodillo)

Es denominado también vidrio artístico. Se elabora laminando la masa de vidrio fundido entre dos cilindros de cromo-níquel de diferente diámetro y enfriados interiormente, obteniéndose vidrio plano (ya sea liso o grabado).

Es trabajado en diferentes crisoles para obtener variedad de colores. Se vuelcan las diferentes calidades de vidrios en el rodillo  y, posteriormente al proceso de enfriado, pasa por una prueba de compatibilidad para garantizar la misma (sólo para el caso de los vidrios importados Bullseye, Uroboros). 

Vidrio plano flotado (float)

Es el vidrio comúnmente llamado vidrio de ventana.

Se obtiene por medio de una lámina contínua de vidrio de más de 3mts de ancho que emerge por rebalse de un tanque de fusión contínuo (1500ºC) y que flota a lo largo de una pileta que contiene estaño en estado de fusión.

Es durante este proceso en que la superficie del vidrio que entra en contacto con el estaño, sufre modificaciones físico-quími- cas permanentes y se contamina con una capa invisible del mismo (denominada: capa tin5).

Estas modificaciones a su vez afectan el COE, y la reacción de los fundentes y colorantes.

El vidrio permanece flotando sobre el líquido en un ambiente con atmósfera y temperatura controladas durante el tiempo sufi- ciente como para eliminar irregularidades y lograr superficies pla- nas y paralelas. Dado que la superficie del estaño es plana, la del vidrio también lo es.

5 ver glosario

Este el momento de darle espesor. En el mercado están a la venta en: 2mm, 3mm, 4mm, 5mm, 6mm, 10mm, 20mm.

Posteriormente, la placa de vidrio es gradualmente enfriada mien- tras sigue descansando sobre metal líquido hasta que su superficie esté lo suficientemente endurecida como para ingresar en la etapa de recocido, sin que los rodillos transportadores marquen la superfi- cie inferior del vidrio. El producto así obtenido tiene sus caras brillan- tes, pulidas a fuego y no requiere de procesos posteriores.

Cada operación de fabricación es conducida y controlada por computadoras a fin de lograr una mayor eficiencia en el proceso.

mabelwaisman  6 Oct. '17, 21:48hs
  Diferencias entre versiones
Vitrofusión - Introducción y Técnicas Avanzadas - Mabel Waisman - Capítulo I Falta terminar de editar. EL VIDRIO – DEFINICION Producto inorgánico obtenido por fusión, que ha sido enfriado hasta adquirir un estado rígido sin ninguna cristalización en su interior. DIFERENTES VERSIONES SOBRE SUS ORIGENES Muchos autores de la antigüedad escribieron acerca del vi- drio. Plinio el Viejo (23-79 d.C.), por ejemplo, narró en su Historia Natural que el descubrimiento de ese material tuvo lugar en Siria, cuando unos mercaderes, probablemente en ruta hacia Egipto, preparaban su comida al lado del río Belus, en Fenicia. Al no encontrar piedras para colocar sus ollas, pusieron trozos de natrón1 que llevaban como carga, y a la mañana siguiente vieron cómo las piedras se habían fundido y su reacción con la arena había producido un material brillante, vítreo, similar a una piedra artificial. Tal fue, en síntesis, una versión del origen del vidrio. Estrabón (58 a.C.-25 d.C.), por su parte, en su Geografía describe con admiración un sarcófago de vidrio, y asegura que en un punto localizado entre Tolemaida y Tiro se extraía la arena apropiada para el vidrio. El griego Herodoto (484-410 a.C.), considerado como el “Padre de la Historia”, relata la manera en que los etíopes embalsamaban a sus muertos para colocarlos en sarcófagos de vidrio. Eliano, escritor griego del siglo III, narra las condiciones en que Jerges, el hijo de Darío, descubrió el cuerpo de un jefe asirio en un ataúd de vidrio. Salomón, en sus Proverbios, condenó al que miraba el vino a través de un vaso de vidrio, y también en el Antiguo Testamento se lo menciona en la Historia de Job: “No se compara el cristal al oro, 1 Ver glosario ni se lo cambia por vasija de oro fino”. Estas alusiones fueron muy posteriores a la época en que comenzó a fabricarse el vidrio, y en su mayoría fueron transmitidas oralmente de generación en gene- ración antes de perpetuarse por escrito. No olvidemos también que dichos testimonios constituyen la versión de los vencedores, lo cual les otorga un cierto grado de duda en cuanto a su veracidad. Igualmente cuestionables son las investigaciones históricas del siglo XIX sobre el mundo antiguo, ya que en ellas prevalece una visión romántica y poco científica acer- ca de los orígenes de la cultura occidental. Inevitablemente entonces, las investigaciones relacionadas con la antigüedad conllevan el problema de la calidad de la informa- ción aportada por las fuentes. Entre los textos arriba mencionados, resalta por su importancia la Historia Natural de Plinio el Viejo, escrita en el Siglo I de la era Cristiana, donde se ofrecen claras evidencias acerca de la región geográfica en la que pudo haber sido descu- bierto el vidrio y sobre la manera accidental en que esto sucedió. Si bien los aspectos físicos pueden suscitar dudas, en lo que respecta a la información sobre los fenicios existen verdades indiscutibles. Por un lado, ellos fueron los comerciantes por excelencia de la época, ya que al carecer de recursos naturales en sus tierras, buscaron en el comercio otra forma de supervivencia. Inclusive pedían permiso a los egipcios para comprar y vender libremente en sus costas, llevando después los produc- tos de ese imperio a los puertos de todo el Mediterráneo. Los fenicios no sólo intercambiaban objetos en sus viajes, sino que también propagaban la ciencia, los conocimientos y costum- bres de todo el mundo entonces conocido. Muchos eran los produc- tos que comercializaban, entre ellos el natrón. Este material era sumamente apreciado porque se empleaba tanto para el aseo de los dientes como para el baño. Además, al ser disuelto en agua funcionaba como desengrasante, por lo que se utilizaba para limpiar la loza. Los egipcios, por su parte, lo utilizaban habitualmente en el proceso de momificación. Los artesanos feni- cios eran famosos en todo el Mediterráneo por imitar casi a la per- fección con dichos materiales, las piedras preciosas y semipreciosas. ORIGEN & EVOLUCION DE LA MATERIA PRIMA Para el estudio de los orígenes del vidrio, tenemos que remontarnos hasta el cuarto o quinto milenio anteriores a Cristo, y al área geográfica que va desde Egipto hasta la cuenca mesopotámica, donde aparecieron por primera vez las sociedades sedentarias. Allí, a raíz del descubrimiento de las técnicas de utiliza- ción de los metales, se imitaron rápidamente en cerámica objetos similares a los elaborados en metal. Este hecho derivó en el descu- brimiento de barnices alcalinos, que junto con la frita2 de plomo fueron las sustancias más empleadas para impermeabilizar los reci- pientes de arcilla. La producción más antigua de este tipo de vasos o recipientes, tuvo lugar en Egipto. De allí se deriva la decoración de los ladrillos y la confección de artesanías de composición vítrea (conocida como faiensa3 egipcia). 2 ver glosario 3 ver glosario El vidrio surgió posteriormente como resultado de las experien- cias adquiridas con el procesamiento de los metales, ya que para esos menesteres se requería la construcción de hornos capaces de alcanzar altas temperaturas y la experimentación con fórmulas mi- nerales. Las capas de vidrio que cubrían las joyas, amuletos de com- posición vítrea, vasos de cerámica y ladrillos, son las manifestaciones más antiguas que existen sobre el aprovechamiento del vidrio. COMPOSICION QUIMICA Las tres materias primas principales para la composición del vidrio son: 1. Arena dióxido de silicio (entre 69% y 78%) 2. Carbonato de sodio óxido de sodio (entre 11% y 20%) 3. Piedra caliza óxido de calcio (entre 6% y 17%) 1. Arena: es el componente principal del vidrio y la materia vitrificante por excelencia. Aumenta las resistencias elástica y eléc- trica y también su dureza. Debe ser “arena cuarzosa”, de grano fino y pobre en hierro. 2. Carbonato de sodio: es el principal fundente de la mezcla. 1 No se volatiliza 2 No produce gases 3 Aumenta la fusibilidad 4 Inicia la combinación de los vitrificantes con las bases 5 Aumenta el rango de trabajo del vidrio 3. Piedra Caliza: se utiliza para proveer la cal que es imprescindible para endurecer el vidrio, aumenta sus resistencias mecánicas y elásticas. En exceso aumenta la tendencia a la desvitrificación. OTROS AGREGADOS Ácido Bórico: disminuye el COE4 –coeficiente de expansión- au- mentando así la resistencia térmica. Hace al vidrio más brillante y actúa en sentido opuesto a la desvitrificación. Se lo usa para fabri- car vidrios Pirex. Alúmina: otorga dureza. Disminuye la tendencia a la cristalización y aumenta la resistencia química. Óxido de plomo: Se utiliza para cristales, vidrios ópticos y vidrios especiales. Los óxidos de plomo aumentan la refracción dando brillo y sonoridad. Pigmentos minerales: Para colorear los vidrios se utilizan pigmentos minerales porque los pigmentos orgánicos se descompondrían a causa del calentamiento al que se verían sometidos. 1 Verde Oxido de níquel Oxido de cromo 2 Azul Oxido de cobre Oxido de cobalto 4 ver glosario 3 Negro Dióxido de manganeso 4 Amarillo Sulfuro de cadmio 5 Violeta Dióxido de manganeso 6 Ámbar Sulfuro ferroso 7 Opalina Espato-flúor + feldespato Fosfato cálcico Descartes de vidrio: se agregan a la fabricación para recuperar vidrios rotos o imperfectos en un 10% y un 70% en peso. Es un reciclaje. Decolorantes: para eliminar el color verdoso por el contenido de óxido de hierro se agregan decolorantes, como dióxido de manganeso. PROPIEDADES PRINCIPALES 1 no posee punto de fusión definido 2 es transparente 3 es mal conductor de la electricidad en frío 4 tiene baja conductividad térmica 5 es resistente a los agentes atmosféricos 6 bastante inerte a reactivos químicos (sólo lo ataca el ácido fluorhídrico) 7 tiene una dureza variable entre 4 y 8 de la Escala MOHS (Esca- la de dureza): 1) talco, 2) yeso, 3) calcita, 4) fluorita, 5) apatito, 6) ortosa, 7) cuarzo, 8) topacio, 9) corindón, y 10) diamante. Por ej: El vidrio puede ser marcado a partir del cuarzo, el topa- cio, el corindón y el diamante porque todos ellos tienen mayor dureza que aquél. DIFERENTES TIPOS El vidrio es clasificado en base a los componentes químicos que se le agregan, estableciéndose entonces tres tipos: 1 vidrio sódico-cálcico 2 vidrio de boro-silicato 3 vidrio óptico/cristal de plomo. 1. Vidrio sódico-cálcico: Está formado por sílice, sodio y calcio principalmente. La sílice es parte de la materia prima básica, el sodio baja el punto de fusión y el calcio le provee la estabilidad química. Sin el calcio el vidrio sería soluble hasta en agua y prácticamente no serviría para nada. Este tipo de vidrio es el que se funde con mayor facilidad y el más económico. Por esto, la mayor parte del vidrio incoloro y trans- parente tiene esta composición. Es muy utilizado para la fabrica- ción de ventanas, tanto las más grandes como las más pequeñas, variando solamente el espesor de las mismas. La resistencia química del vidrio sódico-cálcico se ha mejora- do en los últimos años al aumentar la proporción de sílice, porque ésta es poco reactiva, por lo que al aplicar un choque térmico, se aumenta su dureza. Se llama choque térmico al enfrentamiento de dos temperaturas diferentes. Cuando el material se enfría y retorna rápidamente al tamaño inicial corre peligro de quebrarse, por lo que debemos hacerlo regresar lentamente y a temperatura ambiente. 2. Vidrio de boro-silicato: Descubierto en 1912, es un tipo de vidrio que posee un COE muy bajo, por lo cual tiene alta resistencia al choque térmico pro- vocado por los cambios bruscos de temperatura, pero no tan alta como la del vidrio de sílice puro. Después de la sílice, su principal componente es el óxido de boro. Es prácticamente inerte, más difícil de fundir y de trabajar. El valor de su coeficiente es de 0,000.005 centímetros por grado centígrado. Esto quiere decir que por cada grado centígrado que aumenta la temperatura, el vidrio se agranda 0,000.005 centímetros. Actualmente, el vidrio de boro-silicato se utiliza como material de laboratorio y en la fabricación de los utensilios de cocina llama- dos refractarios, los cuales son fabricados por las firmas Pirex y Corning. Estos objetos no se hacen de vidrio de sílice puro ya que deberían alcanzarse temperaturas de 1650ºC para hacerlo, lo cual complica su manufactura. 3. Vidrio óptico: En el mismo se sustituye el óxido de calcio por óxido de plomo. Es igual de transparente que el vidrio sódico-cálcico, pero mucho más denso, con lo cual tiene mayor poder de refracción y de dispersión. Se puede trabajar mejor que aquél porque funde a temperaturas más bajas. Su COE es muy elevado, lo cual quiere decir que se expande mucho cuando se aumenta la temperatura y por lo tanto no tiene gran resistencia al choque térmico. Posee excelentes propiedades aislantes, que se aprovechan cuando se emplea por ejemplo en la construcción de radares. Absorbe considerablemente los rayos ultravioletas y los rayos X, y por eso se utiliza en forma de láminas para ventanas o escudos protectores Los vidrios ópticos dispersan la luz de todos los colores. En su elaboración se utiliza el vidrio de plomo. Son excelentes lentes para cámaras fotográficas porque con una corrección mínima dispersan la luz y la enfocan de manera uniforme en el plano de la película. Si no fuera así, unos colores serían más intensos que otros en una fotografía, y no se lograrían imágenes tan reales. El vidrio de plomo también tiene una proporción de potasio. El potasio hace que el material sea más quebradizo, pero el plomo resuelve el problema. Este tipo de vidrio, con estas propiedades tan peculiares, fue descubierto cuando se trataba de resolver el pro- blema de la fragilidad del vidrio con potasio. PROCESO DE FABRICACION Se lo obtiene por la fusión de carbonato de sodio, piedra cali- za y arena, mezclados mecánicamente y según el vidrio que se desee obtener, agregándole otros componentes. Este proceso se realiza en hornos de fusión e involucra al vidrio en sus tres estados: 1 líquido (masa fundida) 2 viscoso (para el moldeo) 3 rígido o quebradizo (después del enfriamiento) Para su fabricación pueden utilizarse dos tipos diferentes de hornos, de cubeta (un solo tipo de vidrio en grandes cantidades) o de crisol (varias clases de vidrios simultáneamente en pequeñas cantidades) DIFERENTES CLASES Vidrio plano artesanal (rodillo) Es denominado también vidrio artístico. Se elabora laminando la masa de vidrio fundido entre dos cilindros de cromo-níquel de diferente diámetro y enfriados interiormente, obteniéndose vidrio plano (ya sea liso o grabado). Es trabajado en diferentes crisoles para obtener variedad de colores. Se vuelcan las diferentes calidades de vidrios en el rodillo y, posteriormente al proceso de enfriado, pasa por una prueba de compatibilidad para garantizar la misma (sólo para el caso de los vidrios importados Bullseye, Uroboros). Vidrio plano flotado (float) Es el vidrio comúnmente llamado vidrio de ventana. Se obtiene por medio de una lámina contínua de vidrio de más de 3mts de ancho que emerge por rebalse de un tanque de fusión contínuo (1500ºC) y que flota a lo largo de una pileta que contiene estaño en estado de fusión. Es durante este proceso en que la superficie del vidrio que entra en contacto con el estaño, sufre modificaciones físico-quími- cas permanentes y se contamina con una capa invisible del mismo (denominada: capa tin5). Estas modificaciones a su vez afectan el COE, y la reacción de los fundentes y colorantes. El vidrio permanece flotando sobre el líquido en un ambiente con atmósfera y temperatura controladas durante el tiempo sufi- ciente como para eliminar irregularidades y lograr superficies pla- nas y paralelas. Dado que la superficie del estaño es plana, la del vidrio también lo es. 5 ver glosario Este el momento de darle espesor. En el mercado están a la venta en: 2mm, 3mm, 4mm, 5mm, 6mm, 10mm, 20mm. Posteriormente, la placa de vidrio es gradualmente enfriada mien- tras sigue descansando sobre metal líquido hasta que su superficie esté lo suficientemente endurecida como para ingresar en la etapa de recocido, sin que los rodillos transportadores marquen la superfi- cie inferior del vidrio. El producto así obtenido tiene sus caras brillan- tes, pulidas a fuego y no requiere de procesos posteriores. Cada operación de fabricación es conducida y controlada por computadoras a fin de lograr una mayor eficiencia en el proceso.
1 ORIGINAL ~ mabelwaisman  6 Oct. '17, 21:48hs

Falta terminar de editar.

 

EL VIDRIO – DEFINICION

Producto inorgánico obtenido por fusión, que ha sido enfriado hasta adquirir un estado rígido sin ninguna cristalización en su interior.

DIFERENTES VERSIONES SOBRE SUS ORIGENES

Muchos autores de la antigüedad escribieron acerca del vi- drio. Plinio el Viejo (23-79 d.C.), por ejemplo, narró en su Historia Natural que el descubrimiento de ese material tuvo lugar en Siria, cuando unos mercaderes, probablemente en ruta hacia Egipto, preparaban su comida al lado del río Belus, en Fenicia.

Al no encontrar piedras para colocar sus ollas, pusieron trozos de natrón1 que llevaban como carga, y a la mañana siguiente vieron cómo las piedras se habían fundido y su reacción con la arena había producido un material brillante, vítreo, similar a una piedra artificial. Tal fue, en síntesis, una versión del origen del vidrio.

Estrabón (58 a.C.-25 d.C.), por su parte, en su Geografía describe con admiración un sarcófago de vidrio, y asegura que en un punto localizado entre Tolemaida y Tiro se extraía la arena apropiada para el vidrio. El griego Herodoto (484-410 a.C.), considerado como el “Padre de la Historia”, relata la manera en que los etíopes embalsamaban a sus muertos para colocarlos en sarcófagos de vidrio.

Eliano, escritor griego del siglo III, narra las condiciones en que Jerges, el hijo de Darío, descubrió el cuerpo de un jefe asirio en un ataúd de vidrio.

Salomón, en sus Proverbios, condenó al que miraba el vino a través de un vaso de vidrio, y también en el Antiguo Testamento se lo menciona en la Historia de Job: “No se compara el cristal al oro,

1 Ver glosario

ni se lo cambia por vasija de oro fino”. Estas alusiones fueron muy posteriores a la época en que comenzó a fabricarse el vidrio, y en su mayoría fueron transmitidas oralmente de generación en gene- ración antes de perpetuarse por escrito.

No olvidemos también que dichos testimonios constituyen la versión de los vencedores, lo cual les otorga un cierto grado de duda en cuanto a su veracidad. Igualmente cuestionables son las investigaciones históricas del siglo XIX sobre el mundo antiguo, ya que en ellas prevalece una visión romántica y poco científica acer- ca de los orígenes de la cultura occidental.

Inevitablemente entonces, las investigaciones relacionadas con la antigüedad conllevan el problema de la calidad de la informa- ción aportada por las fuentes. Entre los textos arriba mencionados, resalta por su importancia la Historia Natural de Plinio el Viejo, escrita en el Siglo I de la era Cristiana, donde se ofrecen claras evidencias acerca de la región geográfica en la que pudo haber sido descu- bierto el vidrio y sobre la manera accidental en que esto sucedió.

Si bien los aspectos físicos pueden suscitar dudas, en lo que respecta a la información sobre los fenicios existen verdades indiscutibles. Por un lado, ellos fueron los comerciantes por excelencia de la época, ya que  al carecer de recursos naturales en sus tierras, buscaron en el comercio otra forma de supervivencia. Inclusive pedían permiso a los egipcios para comprar y vender libremente en sus costas, llevando después los produc- tos de ese imperio a los puertos de todo el Mediterráneo.

Los fenicios no sólo intercambiaban objetos en sus viajes, sino que también propagaban la ciencia, los conocimientos y costum- bres de todo el mundo entonces conocido. Muchos eran los produc- tos que comercializaban, entre ellos el natrón.

Este material era sumamente apreciado porque se empleaba tanto para el aseo de los dientes como para el baño. Además, al ser disuelto en agua funcionaba como desengrasante, por lo que se utilizaba para limpiar la loza. Los egipcios, por su parte, lo utilizaban habitualmente en el proceso de momificación. Los artesanos feni- cios eran famosos en todo el Mediterráneo por imitar casi a la per- fección con dichos materiales, las piedras preciosas y semipreciosas.

ORIGEN & EVOLUCION DE LA MATERIA PRIMA

Para el estudio de los orígenes del vidrio, tenemos que remontarnos hasta el cuarto o quinto milenio anteriores a Cristo, y al área geográfica que va desde Egipto hasta la cuenca mesopotámica, donde aparecieron por primera vez las sociedades sedentarias. Allí, a raíz del descubrimiento de las técnicas de utiliza- ción de los metales, se imitaron rápidamente en cerámica objetos similares a los elaborados en metal. Este hecho derivó en el descu- brimiento de barnices alcalinos, que junto con la frita2 de plomo fueron las sustancias más empleadas para impermeabilizar los reci- pientes de arcilla. La producción más antigua de este tipo de vasos o recipientes, tuvo lugar en Egipto. De allí se deriva la decoración de los ladrillos y la confección de artesanías de composición vítrea (conocida como faiensa3 egipcia).

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El vidrio surgió posteriormente como resultado de las experien- cias adquiridas con el procesamiento de los metales, ya que para esos menesteres se requería la construcción de hornos capaces de alcanzar altas temperaturas y la experimentación con fórmulas mi- nerales. Las capas de vidrio que cubrían las joyas, amuletos de com- posición vítrea, vasos de cerámica y ladrillos, son las manifestaciones más antiguas que existen sobre el aprovechamiento del vidrio.

COMPOSICION QUIMICA

Las tres materias primas principales para la composición del vidrio son:

1.        Arena                                 dióxido de silicio  (entre 69% y 78%)

2.        Carbonato de sodio      óxido de sodio      (entre 11% y 20%)

3.        Piedra caliza                    óxido de calcio      (entre 6% y 17%)

1.          Arena: es el componente principal del vidrio y la materia vitrificante por excelencia. Aumenta las resistencias elástica y eléc- trica y también su dureza. Debe ser “arena cuarzosa”, de grano fino y pobre en hierro.

2.      Carbonato de sodio: es el principal fundente de la mezcla.

1          No se volatiliza

2          No produce gases

3          Aumenta la fusibilidad

4          Inicia la combinación de los vitrificantes con las bases

5          Aumenta el rango de trabajo del vidrio

3.      Piedra Caliza: se utiliza para proveer la cal que es imprescindible para endurecer el vidrio, aumenta sus resistencias mecánicas y elásticas. En exceso aumenta la tendencia a la desvitrificación.

OTROS AGREGADOS

Ácido Bórico: disminuye el COE4 –coeficiente de expansión- au- mentando así la resistencia térmica. Hace al vidrio más brillante y actúa en sentido opuesto a la desvitrificación. Se lo usa para fabri- car vidrios Pirex.

Alúmina: otorga dureza. Disminuye la tendencia a la cristalización y aumenta la resistencia química.

Óxido de plomo: Se utiliza para cristales, vidrios ópticos y vidrios especiales. Los óxidos de plomo aumentan la refracción dando brillo y sonoridad.

Pigmentos minerales: Para colorear los vidrios se utilizan pigmentos minerales porque los pigmentos orgánicos se descompondrían a causa del calentamiento al que se verían sometidos.

1          Verde          Oxido de níquel

Oxido de cromo

2          Azul               Oxido de cobre Oxido de cobalto

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3          Negro         Dióxido de manganeso

4          Amarillo      Sulfuro de cadmio

5          Violeta        Dióxido de manganeso

6          Ámbar          Sulfuro ferroso

7          Opalina      Espato-flúor + feldespato

Fosfato cálcico

Descartes de vidrio: se agregan a la fabricación para recuperar vidrios rotos o imperfectos en un 10% y un 70% en peso. Es un reciclaje.

Decolorantes: para eliminar el color verdoso por el contenido de óxido de hierro se agregan decolorantes, como dióxido de manganeso.

PROPIEDADES PRINCIPALES

1          no posee punto de fusión definido

2          es transparente

3          es mal conductor de la electricidad en frío

4          tiene baja conductividad térmica

5          es resistente a los agentes atmosféricos

6          bastante inerte a reactivos químicos (sólo lo ataca el ácido fluorhídrico)

7          tiene una dureza variable entre 4 y 8 de la Escala MOHS (Esca- la de dureza): 1) talco, 2) yeso, 3) calcita, 4) fluorita, 5) apatito,

6) ortosa, 7) cuarzo, 8) topacio, 9) corindón, y 10) diamante.

Por ej: El vidrio puede ser marcado a partir del cuarzo, el topa- cio, el corindón y el diamante porque todos ellos tienen mayor dureza que aquél.

DIFERENTES TIPOS

El vidrio es clasificado en base a los componentes químicos que se le agregan, estableciéndose entonces tres tipos:

1          vidrio sódico-cálcico

2          vidrio de boro-silicato

3          vidrio óptico/cristal de plomo.

1. Vidrio sódico-cálcico:

Está formado por sílice, sodio y calcio principalmente. La sílice es parte de la materia prima básica, el sodio baja el punto de fusión y el calcio le provee la estabilidad química. Sin el calcio el vidrio sería soluble hasta en agua y prácticamente no serviría para nada.

Este tipo de vidrio es el que se funde con mayor facilidad y el más económico. Por esto, la mayor parte del vidrio incoloro y trans- parente tiene esta composición. Es muy utilizado para la fabrica- ción de ventanas, tanto las más grandes como las más pequeñas, variando solamente el espesor de las mismas.

La resistencia química del vidrio sódico-cálcico se ha mejora- do en los últimos años al aumentar la proporción de sílice, porque ésta es poco reactiva, por lo que al aplicar un choque térmico, se aumenta su dureza. Se llama choque térmico al enfrentamiento de dos temperaturas diferentes.

Cuando el material se enfría y retorna rápidamente al tamaño inicial corre peligro de quebrarse, por lo que debemos hacerlo regresar lentamente y a temperatura ambiente.

2.    Vidrio de boro-silicato:

Descubierto en 1912, es un tipo de vidrio que posee un COE muy bajo, por lo cual tiene alta resistencia al choque térmico pro- vocado por los cambios bruscos de temperatura, pero no tan alta como la del vidrio de sílice puro.

Después de la sílice, su principal componente es el óxido de boro. Es prácticamente inerte, más difícil de fundir y de trabajar.

El valor de su coeficiente es de 0,000.005 centímetros por grado centígrado. Esto quiere decir que por cada grado centígrado que aumenta la temperatura, el vidrio se agranda 0,000.005 centímetros.

Actualmente, el vidrio de boro-silicato se utiliza como material de laboratorio y en la fabricación de los utensilios de cocina llama- dos refractarios, los cuales son fabricados por las firmas Pirex y Corning. Estos objetos no se hacen de vidrio de sílice puro ya que deberían alcanzarse temperaturas de 1650ºC para hacerlo, lo cual complica su manufactura.

3.    Vidrio óptico:

En el mismo se sustituye el óxido de calcio por óxido de plomo. Es igual de transparente que el vidrio sódico-cálcico, pero mucho más denso, con lo cual tiene mayor poder de refracción y de dispersión. Se puede trabajar mejor que aquél porque funde a temperaturas más bajas.

Su COE es muy elevado, lo cual quiere decir que se expande mucho cuando se aumenta la temperatura y por lo tanto no tiene gran resistencia al choque térmico. Posee excelentes propiedades aislantes, que se aprovechan cuando se emplea por ejemplo en la construcción de radares.

Absorbe considerablemente los rayos ultravioletas y los rayos X, y por eso se utiliza en forma de láminas para ventanas o escudos protectores

Los vidrios ópticos dispersan la luz de todos los colores. En su elaboración se utiliza el vidrio de plomo.

Son excelentes lentes para cámaras fotográficas porque con una corrección mínima dispersan la luz y la enfocan de manera uniforme en el plano de la película. Si no fuera así, unos colores serían más intensos que otros en una fotografía, y no se lograrían imágenes tan reales.

El vidrio de plomo también tiene una proporción de potasio. El potasio hace que el material sea más quebradizo, pero el plomo resuelve el problema. Este tipo de vidrio, con estas propiedades tan peculiares, fue descubierto cuando se trataba de resolver el pro- blema de la fragilidad del vidrio con potasio.

PROCESO DE FABRICACION

Se lo obtiene por la fusión de carbonato de sodio, piedra cali- za y arena, mezclados mecánicamente y según el vidrio que se desee obtener, agregándole otros componentes. Este proceso se realiza en hornos de fusión e involucra al vidrio en sus tres estados:

1          líquido (masa fundida)

2          viscoso (para el moldeo)

3          rígido o quebradizo (después del enfriamiento)

Para su fabricación pueden utilizarse dos tipos diferentes de hornos, de cubeta (un solo tipo de vidrio en grandes cantidades) o de crisol (varias clases de vidrios simultáneamente en pequeñas cantidades)

DIFERENTES CLASES

Vidrio plano artesanal (rodillo)

Es denominado también vidrio artístico. Se elabora laminando la masa de vidrio fundido entre dos cilindros de cromo-níquel de diferente diámetro y enfriados interiormente, obteniéndose vidrio plano (ya sea liso o grabado).

Es trabajado en diferentes crisoles para obtener variedad de colores. Se vuelcan las diferentes calidades de vidrios en el rodillo  y, posteriormente al proceso de enfriado, pasa por una prueba de compatibilidad para garantizar la misma (sólo para el caso de los vidrios importados Bullseye, Uroboros). 

Vidrio plano flotado (float)

Es el vidrio comúnmente llamado vidrio de ventana.

Se obtiene por medio de una lámina contínua de vidrio de más de 3mts de ancho que emerge por rebalse de un tanque de fusión contínuo (1500ºC) y que flota a lo largo de una pileta que contiene estaño en estado de fusión.

Es durante este proceso en que la superficie del vidrio que entra en contacto con el estaño, sufre modificaciones físico-quími- cas permanentes y se contamina con una capa invisible del mismo (denominada: capa tin5).

Estas modificaciones a su vez afectan el COE, y la reacción de los fundentes y colorantes.

El vidrio permanece flotando sobre el líquido en un ambiente con atmósfera y temperatura controladas durante el tiempo sufi- ciente como para eliminar irregularidades y lograr superficies pla- nas y paralelas. Dado que la superficie del estaño es plana, la del vidrio también lo es.

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Este el momento de darle espesor. En el mercado están a la venta en: 2mm, 3mm, 4mm, 5mm, 6mm, 10mm, 20mm.

Posteriormente, la placa de vidrio es gradualmente enfriada mien- tras sigue descansando sobre metal líquido hasta que su superficie esté lo suficientemente endurecida como para ingresar en la etapa de recocido, sin que los rodillos transportadores marquen la superfi- cie inferior del vidrio. El producto así obtenido tiene sus caras brillan- tes, pulidas a fuego y no requiere de procesos posteriores.

Cada operación de fabricación es conducida y controlada por computadoras a fin de lograr una mayor eficiencia en el proceso.

mabelwaisman  6 Oct. '17, 21:48hs