Industria de vidro

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Processos de produção Química
Indústria de produção de vidro
Composição do vidro
A unidade estrutural básica da maioria das formas da sílica e dos silicatos é um arranjo tetraédrico:
 4 átomos de oxigênio;
 ao redor de um átomo de silício centralizado, silício tetraédrico, SiO4. 
Esse arranjo tetraédrico possibilita a formação de uma rede cristalina tridimensional infinita por meio do compartilhamento de todos os átomos de oxigênio de um tetraedro com os grupos vizinhos 
O que é Vidro?
É uma substância inorgânica, amorfa e física homogênea, com resfriamento da massa em fusão endurecendo com aumento contínuo a viscosidade até atingir a condição de rigidez, sem sofrer cristalização.
Ao seu estado de agregação, isto é, o vidro é sólido ou líquido?
Formada por:
 sílica ou dióxido de silício (SiO2 ) (oriundo, na maioria das vezes, do quartzo); 
barrilha ou soda (carbonato de sódio - Na2CO3);
 calcário (carbonato de cálcio – CaCO3).
Fluxograma da produção de vidro
Além disso, nas indústrias, cacos de vidro também são comumente adicionados como parte do processo de reciclagem desse material.
Processo de produção
 Silicatos de sódio e cálcio. Essa é, portanto, a composição química do vidro comum.
barrilha + calcário + areia → vidro comum + gás carbônico
Na2CO3 + CaCO3 + SiO2 → silicatos de sódio e cálcio + gás carbônico
x Na2CO3 + y CaCO3 + z SiO2 → (Na2O)x . (CaCO)y . (SiO2)z + (x + y) CO2
Modelagem do vidro
O CO2 é eliminado no forno de fusão para que não se formem bolhas no vidro. Depois da modelação do formato do objeto desejado, o vidro é resfriado.
Forma uma rede tridimensional estendida aleatória, com ausência de simetria e periodicidade.
Os processos de moldagem podem ser:
 o sopro;
o recozimento (que aborda diferentes métodos);
processos artesanais:
Moldagem do vidro
Sopro: consiste na injeção de ar dentro de uma “gota” de vidro fundido, forçando-o contra um molde. Pode ser feito em escala industrial (por meio de maquinário - exemplo: produção de garrafas) ou artesanal; 
Recozimento: pode dar origem à chapas planas que podem ser laminadas (receber outras camadas de vidro e polímeros) ou temperadas (recebem um tratamento térmico); 
Artesanais: consiste na moldagem do vidro de maneira manual, resultando em formas complexas e difíceis de serem produzidas por moldes;
O resfriamento é uma etapa determinante para as propriedades mecânicas do vidro, o tempo desse processo, bem como a temperatura do jato de ar empregado em cada passo. 
Vidro float
A mistura de areia com os demais componentes do vidro é dirigida até o forno de fusão através de correias transportadoras.
À mistura vitrificável é adicionado o vidro partido (caco) para diminuir a temperatura de fusão.
Em seguida é feita a afinação, durante a qual o vidro fundido é tornado homogêneo e liberto de bolhas gasosas
A massa é derramada em uma piscina de estanho líquido, fundido a cerca de 1000ºC, em um processo contínuo chamado “Float Bath” (Banho Float).
Vidro float
Devido à diferença de densidade entre os materiais, o vidro flutua sobre o estanho, ocorrendo um paralelismo entre as duas superfícies. 
Essa é a condição para que a qualidade óptica superior do vidro float seja atingida.
A partir desse ponto é determinada a espessura do vidro, através da velocidade da linha, quanto maior a velocidade, menor a espessura resultante. A
A temperatura do vidro é reduzida gradualmente até aproximadamente 120°C. O resfriamento lento passa a ser depois ao ar livre. 
Principais características 
As principais características são: 
Reciclabilidade;
Transparência;
Dureza;
Isolante dielétrico;
Baixa condutividade térmica;
Abundancia de recursos da natureza; 
Durabilidade. 
O vidro é o único material 100% reciclável 
Tipos de Vidros
Sílica vítrea
Aquecendo-se areia de sílica ou cristais de quartzo com temperatura de fusão da sílica 1.725°C.
Produzindo em altas temperaturas pela pirólise do tetracloreto de silício, com um grau de expansão térmico baixo
Ideal para janelas de veículos espaciais;
Espelhos astronômicos;
Com baixa expansão térmica, mas com resistência a choques térmicos ou estabilidade dimensional e também utilizada para produção de fibras óticas.
Tipos de Vidros
Silicatos alcalinos
Com a proposta de reduzir a viscosidade do vidro fundido de sílica, é necessário adicionar um fluxo ou modificador de rede, os óxidos alcalinos são excelentes fluxos, eles “amolecem” a estruturada do vidro pela geração de oxigênio. 
A adição desses alcalinos diminuem a resistência química do vidro;
Com altas concentrações de álcalis, o vidro será solúvel em água, formando a base da indústria de silicatos solúveis utilizados em adesivos, produtos de limpeza e películas protetoras. 
Tipos de Vidros
Vidros Sodo-Cálcicos
São obtidos a partir da adição de:
Sódio;
Cálcio a sílica.
Esses ingredientes proporcionam maior resistência ao produto final.
Hoje em dia é o vidro mais comum como garrafas, frascos, potes, janelas, bulbos e tubos de lâmpadas 
Tipos de Vidros
Vidros ao Chumbo ou Cristal 
Vidros alcalinos ao chumbo agem como um modificador de rede ou formador de rede, com uma linha de trabalho alta, altera a viscosidade com diminuição de temperatura, por isso usam a séculos produzindo de artigos finos como peças de arte. 
O chumbo dá ao vidro mais refração, incrementando seu brilho 
Também eram usados vidro ao chumbo na nobreza fazendo copos e taças finas conhecido como cristal.
Vidros especiais
Vidros especiais 
Vidro de controle solar: também conhecido como vidro refletivo, eles tem a função de reduzir e entrada de calor para o interior do ambiente, além de reduzir um controle na entrada da luz para o interior das edificações. 
Vidro auto-limpante: é produzido a partir de um vidro float, que recebe uma camada ainda no seu processo de fabricação, esta camada aproveita a força dos raios ultravioleta e da água da chuva para combater a sujeira e os resíduos que acumulam no exterior, onde mantém a superfície do vidro limpa. 
Vidro com baixa reflexão: é um vidro float extra, tem uma baixa concentração de ferro em sua composição e por isso são extremamente claros e não esverdeados, onde recebe uma camada capaz de reduzir a reflexão em 5 vezes, comparado ao vidro float incolor.
Vidro baixo-emissivo: é produzido por um processo onde não permite a troca de calor entre o ambiente interno e externo, possui aparência do vidro float incolor, reduzindo a entrada de calor ou frio, muito usado na construção civil em fachadas e coberturas. 
Vidro laminado
O vidro laminado é composto por duas ou mais placas de vidro, unidas por uma ou mais camadas intermediárias de PVB (polivinil butiral) e, por essa razão, é mais resistente a impactos.
Além de aumentar a resistência a impactos, a película plástica de PVB também tem a função de filtrar em 99,6% os raios ultravioleta, responsáveis por descolorir móveis, tecidos e objetos. 
Característica:
Reduzir ruídos, através do amortecimento das vibrações sonoras pela camada de PVB;
Alta resistência;
Filtra raios ultravioleta.
Vidro temperado
Cinco vezes mais resistente a choques térmicos do que um vidro comum com espessuras semelhantes, o vidro temperado é considerado um vidro de segurança. 
O tratamento térmico de têmpera consiste no aquecimento gradativo do vidro até atingir a temperatura de 700ºC (estado plástico) para ser resfriado bruscamente. 
Resistente à flexão e passa a suportar diferenças de temperaturas de até 200ºC.
reciclagem
O vidro é ideal para a reciclagem e pode, dependendo das circunstâncias, ser infinitamente reciclado, além de benefícios na redução do consumo de energia, reduz o volume de lixo enviado aos aterros sanitários.
Apesar de ser 100% reciclável, seu pleno aproveitamento passa por um gargalo e tropeça na chamada Logística Reversa, ou seja, na logística que traz de volta ao ciclo produtivo os resíduos recicláveis.
Reciclagem
Uma tonelada de alumínio custa em média R$ 2.500,00;Uma tonelada de PET R$1.000,00;
 Uma tonelada do vidro fica em R$ 70,00.
Valor do resíduo:
Fazendo com que este resíduo não seja tão atrativo para coleta e comercialização.
A logística reversa de longas distâncias torna-se inviável, ficando em muitos casos acima do valor de venda do próprio resíduo.
Reciclagem
1 kg de vidro (de embalagem pós-consumo) se faz com três garrafas padrão 1L;
1 kg de alumínio são necessárias em média 67 latas,
e para o PET 26 garrafas de 1L. 
O segredo da reciclagem do vidro é quantidade, qualidade (caco limpo), giro e custo logístico.
Devido ao tipo de maquinário comprado na concepção dos projetos não conseguem separar este resíduo.
Acabando por perder toneladas de material no processo, que transformado em pó de vidro e rejeito é descartado em aterro.
Não se sabe qual a sua permanência no meio ambiente sem se degradar. Estima-se mais de 4000 anos.