2. Constituintes

- Sílica : fornece o óxido formador do vidro - 99,5% de SiO2 (dióxido de silício) .É encontrada na areia dos rios, praias, desertos e formações rochosas.
- Barrilha (Na2CO3 -carbonato de sódio ou soda) : fundente – abaixa o ponto de fusão da mistura (a areia funde a 1730ºC).
- Calcário (CaCO3 - carbonato de cálcio) : fornece o óxido de cálcio(CaO - cal), que influencia na estabilidade do vidro.
- Feldspato :fornece alumínio e álcalis, dando resistência mecânica e brilho.
- Aditivos :
1) Sulfato de sódio (Na2SO4) : refina o vidro, facilitando a remoção de bolhas provenientes dos carbonatos. No vidro âmbar, fornece o enxofre necessário à formação desta cor.
2) Hematita (Fe2O3) : é a base da formação da cor âmbar.
3) Cromita (Cr2O3 e Fe2O3) : usado como corante para a cor verde.
4) Selênio metálico(Se) : junto com o óxido de cobalto II, mascara a tonalidade verde do vidro incolor. Usado em quantidades apropriadas gera a tonalidade “salmão”.
5) Óxido de cobalto II (CoO) : junto com o selênio metálico, mascara a tonalidade verde do vidro incolor. Usado em quantidades apropriadas gera a tonalidade “azul”.
6) Alumina(Al2O3) : é acrescentada à formulação do vidro para melhorar a sua durabilidade química, inibir a cristalização durante o resfriamento e controlar a viscosidade do vidro, propriedade muito importante em todas as etapas de fusão, conformação e recozimento do material.
7) Dióxido de manganês (MnO2) : conhecido como sabão de vidraria, elimina impurezas que escurecem ou colorem o vidro, quando da adição dos carbonatos.
8) Dióxido de Urânio (UO2) : usado como corante para se obter o vidro amarelo.
9) Monóxido de manganês (MnO) : usado como corante para se obter o vidro violeta.
Observação : A sílica, sozinha, seria o vidro ideal para muitas aplicações, porém são necessárias altas temperaturas para sua fusão e as dificuldades encontradas em conformá-la limitam seu uso a aplicações especiais.

3. Tipos/Aplicações

- Soda-cal : embalagens e vidros planos.
- Vidros de chumbo (cristais) : o brilho e a sonoridade dos objetos de cristal devem-se à presença do óxido de chumbo II (24% de PbO) e a um tratamento térmico diferenciado.
- Borossilicatos : usados principalmente em utensílios de cozinha e de laboratório. O óxido de boro (B2O3) torna o vidro mais resistente às mudanças de temperatura.
- Vidro temperado : formado por uma peça única ,o tratamento após o forno muda as suas propriedades . Ele é esfriado rapidamente com jatos de ar, tornando-se mais resistente : não quebra com facilidade, mas dependendo do impacto, desprende-se das janelas ou das portas, embora não produza lascas cortantes, transformando-se em pequenos fragmentos, o que diminui o risco de cortes.
- Vidros blindados : conforme a finalidade do uso, esses vidros são fabricados usando-se duas ou mais folhas de vidro soldadas entre si por derivados da celulose ou resinas sintéticas.
- Vidro Óptico : usado na fabricação de lentes de óculos, microscópios, telescópios, câmeras e instrumentos ópticos, em geral. Difere dos outros vidros por sua forma de refratar a luz. A matéria-prima deve ter grande pureza e sua manipulação exige muita habilidade, pois qualquer bolha formada distorce a superfície da lente.
- Vidro fotossensível : usado em processos de impressão e reprodução, é semelhante a uma película fotográfica, em que os íons de ouro ou prata do material reagem sob a ação da luz. Um tratamento de calor após a exposição à luz ocasiona mudanças permanentes.
- Vidro fotocromático : usado na fabricação de óculos e em equipamentos eletrônicos. Fica escuro quando exposto à luz, mas recupera sua claridade original quando ela desaparece. Isso se deve à ação da luz sobre minúsculos cristais de cloreto ou brometo de prata, distribuídos pela sua superfície.
Vidro refletivo de alta performance: projetado para reduzir significativamente a passagem de calor proveniente da radiação solar para o interior da edificação. É produzido por processo de metalização a vácuo, que assegura elevada homogeneidade da camada refletida e coeficientes de sombreamento extremamente baixos, proporcionando maior conforto ambiental e reduzindo os gastos provenientes dos sistemas de refrigeração. As cores por reflexão são prata, cinza, bronze, azul e dourado.

Observação : Quase 90% de todo o vidro fabricado no mundo é do tipo soda- cal.

Tabela Composição química de alguns tipos de vidros (VAN VLACK, 1973)

Tipo
Componentes Majoritários (%)
Propriedades
SiO2 Al2O3 CaO Na2O B2O3 MgO
Sílica fundida 99 Dilatação térmica muito baixa, viscosidade muito alta
Borossilicato (pyrex) 81 2 4 12 Baixa expansão térmica, pequena troca de íons
Vasilhames 74 1 5 15 4 Fácil de trabalhar, grande durabilidade

4. Produção/Processos

Tudo começa quando as matérias-primas são recebidas e estocadas em grandes silos. As matérias- primas constituintes são pesadas e misturadas a seco(incluindo os cacos) e depois transferidas para um forno de fusão, revestido de refratários especiais, onde são fundidas em altas temperaturas- entre 1200°C e 1500° C.
A fusão ocorre através de reações químicas entre as matérias- primas, da formação de fases líquidas e homogêneas e da eliminação dos gases produzidos nas reações químicas, que resulta na formação de uma massa vítrea homogênea.
A mistura é enfornada na mesma velocidade em que o vidro está sendo moldado nas máquinas de fabricação, de modo que a quantidade de vidro no forno é sempre constante. As máquinas que produzem as embalagens de vidro são interligadas ao forno através de um canal, que reduz a temperatura da massa de vidro para, aproximadamente, 900ºC, que é a ideal para a formação da gota de vidro. Conforme o formato e o tamanho da embalagem, será necessário realizar variações de velocidade e no mecanismo de alimentação de gotas.
O material derretido é moldado por homens ou máquinas. Na confecção de vidros planos e espelhos, usam-se máquinas especiais que derramam o vidro derretido sobre mesas de bronze aquecido, para logo em seguida serem laminados por um rolo compressor de ferro.

PROCESSOS:

Soprado/Soprado (blow and blow): a formação da embalagem tanto no molde quanto na forma são feitas com ar comprimido, que resultam em maior peso. Normalmente utilizados para garrafas (boca estreita).
Prensado/Soprado(press and blow): a formação no molde é feita através da compressão de vidro com auxilio de um punção (equipamento) e não com ar comprimido. Normalmente utilizado para embalagens de boca larga como potes de alimentos.

5 . Alívio das Tensões

Depois de receber forma, o objeto de vidro passa por um recozimento, que eliminam as tensões que possam ter aparecido durante o resfriamento. Essas tensões internas são eliminadas reaquecendo o vidro a uma temperatura muito alta e resfriando-o depois muito lentamente para evitar novas tensões. As tensões também podem ser provocadas para conferir maior resistência ao objeto. Como o vidro se quebra pelas tensões longitudinais originadas por uma pequena arranhadura na superfície, existe a solução de comprimi-la, aumentando a quantidade de tensão longitudinal a que o vidro pode resistir sem se quebrar. O vidro é aquecido até um estado quase plástico e depois é resfriado, rapidamente, com um jato de ar ou mergulho num líquido. A superfície fica dura imediatamente; a contração subseqüente das partes internas, que se resfriam mais lentamente, exerce a compressão. Com esse método, podem ser obtidas compressões da superfície de peças muito grossas, até 2.460 kg por centímetro quadrado. Também têm sido desenvolvidos métodos químicos para aumentar a resistência; processos de trocas de íons alteram a composição ou estrutura da superfície do vidro. Pode-se obter uma resistência superior a 7.000 kg/cm mediante métodos químicos. Também se adicionam substâncias por questões estéticas. Por exemplo, o ácido oléico (extraído do gado bovino) reduz o efeito de risco no vidro causado pelo contato vidro-vidro ou vidro-metal.

6. Utilizações

Graças à sua versatilidade, o vidro está presente em nosso dia-a-dia sob a forma de vários objetos utilitários ou de decoração. São lâmpadas, vidraças, vidros de automóveis, óculos, microscópios, telas para televisores e computadores, tubos de laboratórios, utensílios domésticos, entre outros.
Uma das formas mais comuns de uso do vidro são as embalagens usadas para bebidas, medicamentos, alimentos, perfumes e outros produtos.
Uma característica importante do vidro é que as embalagens feitas desse material protegem as características originais dos produtos que armazena, conservando suas cores, sabores e aromas.

7. Biodegradação/Desintegração

O vidro não se biodegradará jamais. Sua resistência é tamanha que arqueólogos encontraram utensílios de vidro do ano 2000 a.C. Devido à sua constituição, os microorganismos não conseguem consumi-lo.
Um recipiente de vidro demoraria 4000 anos para se desintegrar pela erosão e ação de agentes químicos.

8. Reciclagem

No Brasil jogam-se fora cerca de quarenta bilhões de garrafas e objetos de vidro por ano, a maioria feita de vidro frágil demais para ser aproveitado. As garrafas feitas desse vidro frágil são chamadas de vasilhames descartáveis. Hoje em dia um número cada vez maior de pessoas leva essas garrafas e objetos de vidro para pontos de coleta colocados em locais estratégicos nas cidades, onde há recipientes especiais chamados “contêineres” de reciclagem. O vidro ali recolhido é reciclado para que se fabrique um novo.
Em muitas cidades são os sucateiros que recolhem esse material.
O vidro deixado nos contêineres, chamado refugo, é levado para as fábricas, onde é misturado com o vidro recém derretido no forno. O refugo derrete a uma temperatura mais baixa do que as matérias-primas usadas na fabricação de vidro novo.
O vidro é 100% reciclável. A reciclagem do vidro se dá sem perda do volume e das propriedades do material: um recipiente de vidro reciclado possui as mesmas qualidades de um fabricado com matérias-primas virgens, independentemente do número de vezes que o material é reutilizado. O que significa que o vidro é infinitamente reciclável.
A reciclagem do vidro reduz a extração da matéria-prima da natureza em 55%, diminui a emissão de poluentes em 6% e o consumo de energia em 32%.

9.Vidro no Brasil

A produção de vidro no Brasil iniciou-se em Olinda e Recife, com as invasões holandesas.
A primeira oficina de vidro foi montada por quatro artesões que acompanhavam o príncipe Maurício de Nassau : ela fabricava vidros para janelas, copos e frascos. Com a saída dos holandeses a oficina fechou.
Em 1878 foi fundada a Fábrica de Vidros e Cristais do Brasil, no Rio de Janeiro e, em 1895, foi fundada, em São Paulo, a Vidraria Santa Marina.
Até o século XX a produção do vidro era essencialmente artesanal ; a partir daí, a indústria do setor teve um grande desenvolvimento, com a introdução de fornos contínuos e máquinas automáticas.
Garrafas, potes e frascos superam a metade da produção de vidros no Brasil que equivale a 800 mil toneladas por ano.
No início da década de 90 , 27,6% das embalagens de vidro eram recicladas no Brasil.
Atualmente, reciclamos cerca de 40% do vidro colocado no mercado. Se levarmos em consideração que um terço das embalagens produzidas são reutilizáveis, como copos e potes de conserva, ou retornáveis, como garrafas de cerveja e refrigerante, esse índice saltaria para quase 60%.

Agora é com Você !

01) NÂO é característica do vidro ser uma matéria :

a) fisicamente homogênea d) amorfa
b) obtida por resfriamento de uma massa em fusão
c) que endurece pelo aumento contínuo de viscosidade e) orgânica

02) O principal componente dos vidros é :

a) dióxido de silício (SiO2) d) óxido de magnésio (MgO)
b) óxido de sódio (Na2O)
c) óxido de cálcio (CaO) e) óxido de potássio (K2O)

03) Na confecção do vidro as matérias-primas são misturadas a seco e depois transferidas para um forno de fusão , revestido de refratários especiais, onde são fundidos em temperaturas entre :

a) 200ºC e 400ºC d) 1000ºC e 1200ºC
b) 500ºC e 750ºC
c) 800ºC e 1000ºC e) 1200ºC e 1500ºC

04) Assinale a alternativa INCORRETA :

a) As impurezas na matéria-prima influenciam a coloração do vidro.
b) Depois de receber forma, o objeto de vidro passa por um recozimento, que elimina as tensões que possam ter aparecido durante o resfriamento.
c) As embalagens feitas de vidro alteram as cores, sabores e aromas dos produtos que armazenam.
d) O vidro óptico é diferente de outros vidros por sua maneira de refratar a luz.
e) O vidro fino, conhecido como cristal, é utilizado na fabricação de vasilhames sofisticados, sendo o resultado de fórmulas que combinam sílica e potássio com o óxido de chumbo.

05 . Sobre a produção do vidro, identifique a afirmativa INCORRETA :

a) A barrilha é adicionada para abaixar o ponto de fusão da mistura .
b) Para muitas aplicações o vidro ideal seria praticamente sílica, mas como ela funde em temperaturas muito elevadas , o processo torna-se inviável .
c) A maior parte do vidro fabricado no mundo é do tipo soda-cal.
d) Os diversos tipos de vidro são obtidos pela adição de substâncias químicas , de outros materiais e pelo
controle da forma de esfriamento.
e) Os vidros borossilicatos (pyrex) possuem alta expansão térmica .

06 .Sobre o desaparecimento do vidro na natureza, podemos afirmar :

a) A sua biodegradação é muito lenta.
b) Os microorganismos só conseguem degradar os vidros menos nobres.
c) O vidro só se desintegra pela ação da erosão e de agentes químicos.
d) Um recipiente de vidro demora cerca de 400 anos para se desintegrar.
e) Só é biodegradável, quando está ao ar livre.

07 . Sobre a reciclagem do vidro, é FALSO afirmar :