arabera Lidia de Benito Gomez 7 years ago
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Honelako gehiago
Dentro de los sólidos, el vidrio es un sólido amorfo. Esto significa que sus partículas carecen de estructura ordenada. Estos sólidos carecen de caras y bordes bien definidos.Al quebrarse, esto produce en él caras y bordes irregulares, así, algunos son denominados vidrios o líquidos sobreenfriados.
La técnica de fabricación del vidrio se descubrió en Oriente Medio hacia el año 3000 a. C. Probablemente al encender una fogata en las orillas arenosas de un lago seco, en el que se había depositado carbonato sódico. Este y la sílice de la arena se combinaron con la acción del calor formando gotitas de vidrio.
Su fabricación a gran escala comenzó después de 1500 a.C. con vasijas y adornos. Los artesanos egipcios fueron quienes aprendieron a colorear el vidrio.
La fabricación de vidrio plano por este procedimiento esta actualmente en desuso, solo tiene un valor histórico. El procedimiento mas primitivo, el de soplado en discos o en coronas,no alcanzó su apogeo hasta la Edad Media. En algunos países como en Gran Bretaña, siguió utilizándose hasta finales de siglo pasado.
El otro procedimiento de soplado de vidrio plano, mas difundido que el anterior, aun continúa empleándose en nuestros días. En este procedimiento se sopla el vidrio en cilindros o manchones. Mediante este procedimiento se pueden obtener hojas de vidrio de 2x0,75m, lo que supone el soplado y el manejo de manchones de un peso superior a 40 Kg .
El vidrio fundido contenido en una balsa pasa a una zona de acondicionamiento térmico, llamada antecuerpo, sale al exterior rebosando por encima del labio de colada. El vidrio es moldeado por dos rodillos, uno por encima y otro por debajo, formando la lámina de vidrio que pasa a la zona de enfriado.
El soplado manual fue reemplazado a principios de este siglo por el un procedimiento de fabricación mecánico semicontinuo.
Consiste en un sistema mixto de soplado y estirado. Los grandes crisoles llenos de vidrio fundido se situaban debajo de la máquina de estirado constituida por una elevada torreta, a lo largo de la cual se deslizaba un tubo telescópico, en cuya parte inferior se hayaba situada una caña con su boca ensanchada en forma de copa invertida. Se sumergía el borde de la caña en el crisol y ,a continuación, se extraía el vidrio lentamente, a la vez que se inyectaba por la caña aire a presión. Cuando el cilindro alcanzaba la longitud deseada se cortaba por su parte inferior y se separaban de la caña. Los cilindros obtenidos se cortaban a lo largo de una generatriz, se extendían formando una lamina y se recocían.
Este procedimiento se emplea para envases de boca ancha con paredes delgadas. Se diferencia de otros procedimientos en que la primera fase de conformación de la pieza en el molde se realiza por prensado. El pareson así formado recibe después su forma definitiva por soplado en un molde de acabado.
Existen dos métodos para efectuar la segunda etapa, el de Arbogast, en el que el pareson es trasladado al segundo molde para ser soplado, y el de Windmill, en el que el pareson permanece fijo y es el molde de acabado el que se translada hacia él.
Para la fabricación de piezas de vidrio hueco con paredes delgadas, destaca la máquina desarrollada por Corning para la fabricación de bombillas. La máquina recibe un chorro continuo de vidrio de 25 mm de diámetro. Este chorro incide entre dos pequeños rodillos laminadores que le transforman en una lamina continua de vidrio. El rodillo derecho tiene unas depresiones en su superficie que forman sobre la banda unas protuberancias. Esta banda cae sobre una cadena sin fin horizontal de 10 m de longitud, constituida por una serie de placas que llevan en su centro un orificio de 25 mm de diámetro. Por encima de esta cadena discurre paralelamente otra cinta sin fin con las cabezas sopladoras, y por debajo se desliza paralelamente otra cinta sobre la que van colocados los correspondientes moldes.
Cuando la balda premoldeada de vidrio es recogida por la cadena de placas perforadas, queda colocada de tal manera que sus abultamientos coincidan con tales perforaciones y queden dispuestos para ser soplados. Los paresones, formados tras un ligero soplado previo, son recibidos inmediatamente después por los moldes abiertos de la banda inferior, y dentro de ellos toman su forma definitiva. Los moldes vuelven a abrirse y la piezas formadas ya rígidas, continúan su avance. Al final del recorrido las piezas son arrancadas y llevadas a la cadena de recogido.
Este es el proceso más común de trabajo con vidrio caliente en masa. Se da forma al vidrio mientras conserva aun su estado fluido.Desde la invención de esta técnica, hace 20 siglos, no se ha variado.
La herramienta mas importante es la caña, un tubo hueco a través del que se sopla para hacer bolas de vidrio.
-Pasos principales:
Las herramientas que se vayan a usar,deberán estar calientes al rojo.Se introduce en la boca del horno una caña caliente. Al girarla, el vidrio se pegará a ella de la misma forma que la miel se pega a una cuchara. Al sacar la pasta, hay que tener cuidado de no rozar con los laterales del horno. Se translada la caña horizontalmente a la zona de trabajo. Para evitar que el vidrio caiga, es necesario girar continuamente la caña. Apoyando la caña en un soporte y sin dejar de girar se soplar para hacer una pequeña bola.
En el soplado a pulmón se expulsa fuertemente el aire a través de la caña. En el soplado a pistón se tapa con un dedo la boquilla.Al elevar el vidrio hacia arriba,el aire comprimido crea una burbuja en el vidrio.
Cuando el vidrio se endurece, la burbuja se vuelve a bañar en vidrio caliente, se da la forma deseada y por ultimo, se hace una incisión en el cuello de la bola para separar la bola de la caña.
Actualmente la industria del vidrio esta ganando importancia porque es capaz de satisfacer una amplia gama de necesidades. El vidrio provee a la industria, la construcción, los automóviles, envases...
El vidrio se puede adaptar a las necesidades del consumo. Gracias a él tenemos conocimiento de la microbiología, que es uno de los soportes de la medicina. Con el vidrio, los telescopios nos han permitido conocer el universo.
No hay muchas investigaciones sobre su importancia en los mercados internacionales. Además, el vidrio tiene que competir con otros materiales actualmente en auge y muy utilizados como el aluminio o el plástico entre otros.
Tras el importante crecimiento económico, China, una de las grandes potencias mundiales, ocupa el primer puesto en la producción de vidrio, superando ampliamente al hasta ahora principal productor de vidrio EEUU. A medida que la industria del vidrio de China se ha expandido, los críticos han asegurado que el sector es financiado por el Estado.
Los principales consumidores de vidrio en el mundo son:
-China con un 45%
-Europa con un 19%
-Norteamérica con un 10%
-Sudeste de Asia 8%
-Ex Unión Soviética con un 5%
-Sudamérica con un 4%
-Japón con un 2%
-Otros con un 7%
La industria del envase de vidrio española y sus proveedores, contribuyen con 860 millones de euros al PIB (producto interior bruto).
Durante los últimos diez años, las inversiones de las empresas de este mercado, han alcanzado los 300 millones de euros, con una inversión de 30 millones anuales aproximadamente. Este dinero se ha centrado principalmente en mejoras de instalaciones, con especial hincapié en la mejora de la eficiente energética y la reducción de los niveles de polución.
En España la industria del vidrio da empleo a 10.900 trabajadores.
En España se consumieron durante el año 2012 , más de 1.400.000 toneladas de vidrio. Entre 1990 y 2012 el consumo de productos envasados en vidrio aumento un 39% en Europa, y su reciclaje se incrementó en un 131% .
Desde 1990 se ha reducido el uso de materias primas vírgenes, la emisiones de CO2 y el consumo de energía gracias al reciclaje de vidrio, lo que se traduce en 189 millones de toneladas de materia prima ahorrada y 138 millones de toneladas de residuos que no han ido a los vertederos.
Una de las grandes ventajas del consumo de vidrio, es que puede ser totalmente reciclado.
Para la fabricación de espejos, se lava el vidrio, se le da un baño de sensibilizador , posteriormente un baño de nitrato de plata, se seca y se pinta para que no se oxide la superficie.
La fibra de vidrio esta compuesta de numerosos filamento extremadamente finos de vidrio. Se emplea como aislante térmico debido a su alto indice de área superficial en relación al peso. los bloques de fibra de vidrio atrapan aire entre ellos haciendo que esta sea un buen aislante térmico, con conductividad térmica del orden de 0'05 W. También sirve de aislamiento acústico y aislamiento eléctrico en recubrimientos, como refuerzo a diversos materiales, palos de tiendas de campaña, telas de alta resistencia, pértigas para salto, tablas de surf, palos de hockey, arcos, ballestas, férulas...
Los móviles están equipados con una pantalla fabricada con cristal liquido, su funcionamiento se basa en las propiedades de modulación de la luz que estos cristales líquidos tienen por el hecho de ser cristales.
Pantallas LED. En este caso la imagen se forma por la luz emitida por cada pixel que es un diminuto diodo semiconductor. Los LED están cada vez mas presentes en nuestra vida cotidiana y no solo en móviles o en pantallas de televisión, sino también en paneles publicitarios o incluso en las lámparas de nuestras casas.
Además, es un componente fundamental de las pantallas de cine, cámaras de fotos y láser.
En España existe una investigación pionera, los emprendedores han diseñado y fabricado un sistema para generar energía eléctrica a partir de la luz solar, que promete mejorar la eficiencia energética de los clásicos paneles fotovoltaicos en un 70%. La particularidad de su invento radica en que se basa en esferas de cristal, de diferentes tamaños, que gracias al fenómeno conocido como efecto lupa, potencian los rayos del sol permitiendo un mayor rendimiento a la hora de obtener energía.
También se utiliza el vidrio a la hora de fabricar paneles solares, de los cuales obtenemos energia
Los vidrios son usados en implantes, revestimientos de prótesis, rellenos óseos o injertos. En el pasado han sido ensayadas docenas de composiciones pero un número relativamente pequeño ha alcanzado el éxito clínico. La industria médica ha estado usando este material para la fabricación de anteojos, instrumentos de diagnóstico, recipientes químicos, termómetros y fibras ópticas para endoscopia.
Los vidrios porosos e insolubles han sido usados como portadores de enzimas, antibióticos y antígenos, ofreciendo ventajas de alta resistencia al ataque microbiano, los cambios de PH, las condiciones del solvente ...
como ventajas cabe destacar que los vidrios son inertes o bioactivos en el cuerpo, sin embargo se trata de un material frágil.
El vidrio fue el primero en utilizarse hasta la aparición de los materiales plásticos. Se emplea principalmente en zonas de clima extremadamente frío o en cultivos especializados que requieren una temperatura estable y elevada. El cristal que se utiliza como cubierta de invernadero es simplemente el vidrio impreso, pulido por una parte y rugoso por otra. La parte pulida quedara hacia el exterior y así las radiaciones luminosas pasaran a través de ella difundiéndose en todas las direcciones al salir por la cara rugosa.
El principal problema del vidrio en esta aplicación es su vulnerabilidad a los impactos y se desaconseja su uso en zonas propensas a los granizos.
Los vidrios en los vehículos han evolucionado con el tiempo, buscando mejorar una serie de aspectos que le permitan cumplir funciones de seguridad, protección contra impacto, visibilidad y comodidad. El vidrio laminado esta compuesto por una o mas capas de vidrio intercaladas entre si por una lamina de plástico y unidas por un proceso de presión y calor. Al impactar un objeto contra este ,no explota, sino que se rompe quedando adherido a la lámina de plástico. La luna delantera de los vehículos esta fabricada con este tipo de vidrio.
El vidrio templado se emplea en la luneta trasera y en las ventanillas de las puertas; este vidrio se rompe en pequeños fragmentos y no en peligroso pedazos tal y como sucede con el vidrio común.
El vidrio se ha convertido en un elemento vital en la arquitectura de nuestros días, esto ha derivado en una ampliación exponencial de la oferta de productos transparentes, y en una sofisticación cada vez mayor de sus tecnologías de producción para dar respuesta a las heterogéneas demandas de diseño y confort. Para ello la decisión del vidrio a utilizar, espesor tamaño,color... debe ser estudiada para cada caso en particular, teniendo en cuenta los parámetros de seguridad, resistencia estructura, aislamiento térmico y acústico requeridos para su diseño.
Por tanto, el vidrio es una solución a problemas de:
- aislamiento térmico y acústico
- ahorro energético
- resistencia estructural
- seguridad física
- protección de personas y bienes ( vidrios anti-robo, anti-intrusión y antibalas. )
- decoración ( vidrio curvo, serigrafiado,satinado, arenado...)
Numerosas son las joyas que se fabrican con este material. Para obtenerlas, se superponen capas de vidrio para formar un rollo que finalmente se estirará y se cortará para obtener abalorios de distintos tamaños; esta técnica se utiliza específicamente para obtener cuentas de bisutería. Algunos de los materiales con los que se fabrican las diferentes joyas han alcanzado un gran interés para los consumidores y su coste es muy elevado. Un ejemplo muy conocido de este caso son los cristales de Swarovski.
Meabilidad
Los vidrios presentan meabilidad cuando están en su etapa de fundición, pues pueden ser maleados. La etapa de meabilidad del vidrio es aquella en la que se le dan las formas deseadas por moldes o cualquier otro método como el colado, el soplado...
Textura
La superficie de los vidrios puede variar en cuestiones de brillo, esto depende del proceso de fundido en el que se haya quedado. Un vidrio completamente fundido presenta un brillo porque este se nivela y aplana cuando se funde . Cuando un vidrio no se funde completamente su viscosidad es todavía alta y presenta una superficie rugosa y con tendencia al mate.
Color
En cuestiones de color ,en los vidrios, el color es originado por los elementos que se agregan en el proceso de fusión, llamados colorantes. Por ejemplo:
- elemento : óxido de uranio
- color : verde amarillento fosforescente
Viscosidad
La viscosidad es la característica propia de los líquidos poco propensos a fluir debido al rozamiento entre sus moléculas.
La viscosidad en materia de vidrios es muy importante porque esta determinará la velocidad de fusión.
Densidad
Debido a los distintos tipos de vidrio que se fabrican, las densidades varían de acuerdo a las sustancias con las que son complementados. Normalmente un vidrio puede tener densidades relativas.
Resistencia a la corrosión
El vidrio tiene como característica importante la resistencia a la corrosión, en el medio ambiente son muy resistentes y no desisten ante el desgaste por lo que los vidrios son utilizados para experimentos químicos.
Aunque su resistencia a la corrosión es muy buena no es indestructible ante ella, existen cuatro sustancias que logran esta excepción por ejemplo el H
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PO
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de alta concentración.
Los tipos de enlaces químicos que presenta este material son covalente e iónico.
-->Enlace covalente : los enlaces covalentes se caracterizan por: se forman al unirse átomos de no metales, estos átomos compartirán tantos electrones como sean necesarios hasta conseguir que cada átomo tenga 8 electrones en su capa de valencia.
Las características de los cristales covalentes son:
-Sólidos con puntos de fusión muy elevados ( punto de fusión del vidrio 1500 ºC )
-Insolubles en todo tipo de disolventes
-No son conductores de la electricidad, excepto el grafito.
-->Enlace iónico : se forma entre un metal y un no metal,el metal cede los electrones de su capa de valencia convirtiéndose en un ion positivo.El no metal gana los electrones cedidos por el metal convirtiéndose en un ion negativo. Entre los iones formados se establecen fuerzas de atracción eléctrica que les mantienen unidos. Se forman redes cristalinas iónicas ya que el número de iones positivos y negativos, que se atraen y se colocan de forma ordenada, es muy elevado.
El vidrio se obtiene principalmente a partir de:
- arena de sílice SiO
2
- carbonato de sodio Na2CO
3
- caliza CaCO3
El vidrio es una sustancia amorfa como observamos en la siguiente imagen.
