El Vidrio: Composición, Tipos, Propiedades y Proceso de Fabricación
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El Vidrio: Definición y Características Fundamentales
Definición
Sustancia inorgánica en estado continuo, similar al estado líquido, que, como consecuencia de haber sido enfriada desde un estado fundido, ha alcanzado un estado de viscosidad tan alto que puede considerarse, a todos los efectos, como un sólido.
Hablamos de estado vítreo cuando el material se encuentra en un estado intermedio entre sólido y líquido. A temperatura ambiente, los vidrios tienen apariencia de sólido, pero sin estructura cristalina, por lo que se asemejan a los líquidos en su desorden estructural.
Composición del Vidrio
La composición del vidrio es clave para sus propiedades finales. Generalmente, se compone de los siguientes elementos:
Elementos Vitrificantes
El más importante es el óxido de sílice, presente en una proporción del 70-73%. Se obtiene principalmente de arenas de sílice, tierras de infusión y cuarzo.
Elementos Fundentes
Sirven para rebajar el punto de fusión y disminuir la viscosidad del vidrio. Es crucial controlar su porcentaje, ya que limitan la estabilidad del material. Entre los fundentes más destacados se encuentran los óxidos alcalinos (óxido de potasio y sodio), procedentes de los carbonatos.
Óxidos Metálicos
Se utilizan para incorporar propiedades especiales al vidrio, como coloración o mayor resistencia.
Clases de Vidrio
Existen diversas clases de vidrio, cada una con características y aplicaciones específicas:
Vidrio de Sílice
Es el de mayor calidad y se obtiene del óxido de silicio. Tiene el inconveniente de que su fabricación requiere temperaturas superiores a 1700 °C, lo que lo hace un proceso muy costoso. Además, presenta un corto margen entre la temperatura de reblandecimiento y la de fusión, dificultando su manipulación.
Vidrio Soluble
Se agregan óxidos alcalinos al vidrio, reduciendo el punto de fusión aproximadamente a la mitad. Esto permite obtener un mayor intervalo entre la temperatura de reblandecimiento y fusión, facilitando su trabajo. Sin embargo, su gran inconveniente es que es soluble en agua. Se emplea comúnmente en pinturas.
Vidrio de Cal
Incorpora estabilizantes, normalmente cal. Ofrece las mismas ventajas que el vidrio soluble, pero además elimina la solubilidad, haciéndolo más duradero y versátil.
Vidrio de Borosilicato
En este tipo, los óxidos alcalinos se sustituyen por óxido de boro, lo que le confiere características especiales como una baja sensibilidad a los ataques químicos y una alta resistencia térmica.
Propiedades del Vidrio
El vidrio posee un conjunto de propiedades que lo hacen un material único y ampliamente utilizado:
Propiedades Físico-Mecánicas
- Densidad: Aproximadamente 2.5 kg/cm³.
- Dureza: 6.5 en la escala de Mohs.
- Resistencia a la flexión: Si se templa, sus características de resistencia aumentan de 3 a 5 veces.
Mecánicas: El vidrio siempre rompe por tensiones de tracción en su superficie.
Propiedades Químicas
Resiste prácticamente todas las reacciones químicas, excepto a silicatos alcalinos y fosfatos. A veces, para aumentar esa resistencia, se descalcifica la superficie, bien con un tratamiento químico o cubriéndola al fuego.
Proceso de Fabricación del Vidrio
La fabricación del vidrio sigue un proceso estandarizado que incluye varias etapas:
- Se preparan las materias primas en los porcentajes necesarios.
- Se funden para homogeneizarlas.
- Se moldean para darles la forma deseada.
- Por último, se mejora con un acabado para la estética y/o la técnica.
Tipos de Vidrio Según su Fabricación
La forma en que se fabrica el vidrio determina sus características finales y su uso:
Lunas
Las lunas son vidrios planos que pueden ser:
- Vidrios laminados
- Vidrios por flotado
- Vidrios estirados
Las lunas pueden tener diferentes acabados y funciones: pulidas, curvas, reflectantes, de color, translúcidas, de seguridad y de doble acristalamiento.
Vidrios Impresos
Estos vidrios presentan patrones o texturas en su superficie y pueden ser:
- Sin armar
- Armados (con una malla metálica interna para mayor seguridad)
Vidrios Moldeados
Se obtienen vertiendo el vidrio fundido en moldes y pueden ser:
- Sencillos
- Dobles
Vidrio Plano
Este tipo de vidrio, a menudo, distorsiona ligeramente la imagen.
Transparencia Perfecta
Se refiere a vidrios diseñados para ofrecer la máxima claridad visual sin distorsiones.
Vidrio Opaco
Vidrio que no permite el paso de la luz, utilizado para privacidad o decoración.