Composición y propiedades del vidrio
Desde el punto de vista físico, el vidrio es una sustancia líquida sobrefundida y solidificada. De manera persistente, el hombre se utilizó este material para tratar de imitar las diversas vitrificaciones que presenta la naturaleza, tales como el cuarzo, la cornalina, el ágata, el jaspe, la obsidiana y el cristal de roca, que es una variedad de cuarzo cristalino, incoloro, de gran pureza y totalmente transparente. El vidrio es una sustancia dura, no cristalina, frágil, de aspecto translúcido y en la mayoría de los casos transparente. Surge de la fusión a alta temperatura de una mezcla de sílice o arena sílica con un álcali terroso o carbonato de calcio y con un carbonato de sodio, sosa o potasa, dentro de un reactor de fusión. Se deben de reunir 2.5 partes de sílice por una de fundente. Un exceso de bases haría que el vidrio fuese demasiado fluido y por tanto impropio para el trabajo, al tiempo en que un exceso de sílice conduciría a la desvitrificación. Como resultado de la presencia de uno de los dos carbonatos, el vidrio varía en su aspecto, según la época y la zona geográfica en que fue elaborado. El punto en que la mezcla vítrea pasa de estado sólido al líquido viscoso, varía entre los 1’300 y los 1’500 grados centígrados. Una vez realizada la mezcla, alcanza de forma gradual la consistencia sólida, mediante un proceso de lento enfriamiento hasta adoptar su aspecto característico de material sólido transparente. El vidrio se modela en caliente, en el poco tiempo en que se conserva entre el rojo amarillo y el rojo naranja. El proceso de recocido debe ser extremadamente lento, para impedir con ello la cristalización de los silicatos presentes en la mezcla. De no ser así, se puede originar una disminución sensible en la transparencia del vidrio, volviéndolo opaco y expuesto a romperse por impacto térmico. La curva de enfriamiento depende del espesor y del tamaño de la pieza.
Innovación en el proceso de obtención del vidrio
La fabricación del vidrio siempre ha consumido mucha energía, pero los costos de producción son un incentivo para cambiar. La subida del precio de la energía y las restricciones en su uso, es un tema preocupante, para estirar nuestros escasos recursos, necesitamos reinventar por completo muchos de los procedimientos de producción que utilizamos hoy. Pero los retos son enormes. Pensemos en el vidrio industrial, utilizado para fabricar ventanas de casas y vehículos, envases para líquidos, pantallas de computadoras y teléfonos móviles, y productos híbridos como fibra de vidrio y fibra óptica.La fabricación de vidrio se basa en tecnologías antiguas y estables que requieren muchos materiales y energía. El horno básico, que funde la arena a temperaturas extremadamente elevadas para convertirla en vidrio, no ha experimentado un cambio importante desde la década de 1980. Los diseñadores de hornos se contentaban con pequeñas mejoras, como el uso de oxígeno puro para mejorar el ahorro de energía.Básicamente, se fabrica el vidrio como los antiguos romanos. Se produce un tremendo desperdicio, y se puede ganar muchísimo dinero innovando. Se ha creado un diseño radicalmente nuevo para convertir la arena en vidrio, basado en la misma tecnología que produce calor en los hornos microondas.Dado que este sistema depende de la electricidad, mucho más cara que el gas natural ahora utilizado por los fabricantes, los escépticos piensan que no podrá adaptar su diseño a los enormes volúmenes de vidrio fabricados por las empresas industriales.Los fabricantes de vidrio están buscando pequeños y grandes avances en tres frentes: diseñar hornos más eficaces; crear vidrio mucho más resistente; usar mejor el calor. Aunque las pequeñas mejoras en los hornos pueden ser útiles, se necesita un avance radical.Se ha diseñado un horno experimental que convierte la arena en vidrio en 3 horas, en lugar de las 24 habituales. Aunque el nuevo horno funciona, produce hornadas más pequeñas y deja demasiadas burbujas, un resultado que el inventor intenta corregir.Fabricar un vidrio más resistente tal vez sea el problema más difícil y posiblemente el avance más asombroso.El cristal corriente tiene menos de un 1% de su resistencia teórica. El cristal más fuerte sería más ligero, necesitaría menos material, sería más barato de transportar y haría que se rompiesen menos copas de vino en las fiestas.El vidrio más ligero podría ahorrar más energía que cualquier otra innovación.Pero hay una traba: dado que la ciencia básica del vidrio lleva décadas descuidadas, recién se comienza a fijarse en el asunto de la resistencia. Probablemente los avances más rápidos se darán en la mejora de la “recuperación del calor” en la fabricación.El calor se pierde en muchos puntos y, hasta hace poco, los fabricantes no tenían muchos incentivos para arreglar las filtraciones aunque supieran cómo. Ahora sí, la recuperación del calor es esencial.
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Fabricacion del vidrio:
Grau, Darío
Desde el punto de vista físico, el vidrio es una sustancia líquida sobrefundida y solidificada. De manera persistente, el hombre se utilizó este material para tratar de imitar las diversas vitrificaciones que presenta la naturaleza, tales como el cuarzo, la cornalina, el ágata, el jaspe, la obsidiana y el cristal de roca, que es una variedad de cuarzo cristalino, incoloro, de gran pureza y totalmente transparente. El vidrio es una sustancia dura, no cristalina, frágil, de aspecto translúcido y en la mayoría de los casos transparente. Surge de la fusión a alta temperatura de una mezcla de sílice o arena sílica con un álcali terroso o carbonato de calcio y con un carbonato de sodio, sosa o potasa, dentro de un reactor de fusión. Se deben de reunir 2.5 partes de sílice por una de fundente. Un exceso de bases haría que el vidrio fuese demasiado fluido y por tanto impropio para el trabajo, al tiempo en que un exceso de sílice conduciría a la desvitrificación. Como resultado de la presencia de uno de los dos carbonatos, el vidrio varía en su aspecto, según la época y la zona geográfica en que fue elaborado. El punto en que la mezcla vítrea pasa de estado sólido al líquido viscoso, varía entre los 1’300 y los 1’500 grados centígrados. Una vez realizada la mezcla, alcanza de forma gradual la consistencia sólida, mediante un proceso de lento enfriamiento hasta adoptar su aspecto característico de material sólido transparente. El vidrio se modela en caliente, en el poco tiempo en que se conserva entre el rojo amarillo y el rojo naranja. El proceso de recocido debe ser extremadamente lento, para impedir con ello la cristalización de los silicatos presentes en la mezcla. De no ser así, se puede originar una disminución sensible en la transparencia del vidrio, volviéndolo opaco y expuesto a romperse por impacto térmico. La curva de enfriamiento depende del espesor y del tamaño de la pieza.
Innovación en el proceso de obtención del vidrio
La fabricación del vidrio siempre ha consumido mucha energía, pero los costos de producción son un incentivo para cambiar. La subida del precio de la energía y las restricciones en su uso, es un tema preocupante, para estirar nuestros escasos recursos, necesitamos reinventar por completo muchos de los procedimientos de producción que utilizamos hoy. Pero los retos son enormes. Pensemos en el vidrio industrial, utilizado para fabricar ventanas de casas y vehículos, envases para líquidos, pantallas de computadoras y teléfonos móviles, y productos híbridos como fibra de vidrio y fibra óptica.La fabricación de vidrio se basa en tecnologías antiguas y estables que requieren muchos materiales y energía. El horno básico, que funde la arena a temperaturas extremadamente elevadas para convertirla en vidrio, no ha experimentado un cambio importante desde la década de 1980. Los diseñadores de hornos se contentaban con pequeñas mejoras, como el uso de oxígeno puro para mejorar el ahorro de energía.Básicamente, se fabrica el vidrio como los antiguos romanos. Se produce un tremendo desperdicio, y se puede ganar muchísimo dinero innovando. Se ha creado un diseño radicalmente nuevo para convertir la arena en vidrio, basado en la misma tecnología que produce calor en los hornos microondas.Dado que este sistema depende de la electricidad, mucho más cara que el gas natural ahora utilizado por los fabricantes, los escépticos piensan que no podrá adaptar su diseño a los enormes volúmenes de vidrio fabricados por las empresas industriales.Los fabricantes de vidrio están buscando pequeños y grandes avances en tres frentes: diseñar hornos más eficaces; crear vidrio mucho más resistente; usar mejor el calor. Aunque las pequeñas mejoras en los hornos pueden ser útiles, se necesita un avance radical.Se ha diseñado un horno experimental que convierte la arena en vidrio en 3 horas, en lugar de las 24 habituales. Aunque el nuevo horno funciona, produce hornadas más pequeñas y deja demasiadas burbujas, un resultado que el inventor intenta corregir.Fabricar un vidrio más resistente tal vez sea el problema más difícil y posiblemente el avance más asombroso.El cristal corriente tiene menos de un 1% de su resistencia teórica. El cristal más fuerte sería más ligero, necesitaría menos material, sería más barato de transportar y haría que se rompiesen menos copas de vino en las fiestas.El vidrio más ligero podría ahorrar más energía que cualquier otra innovación.Pero hay una traba: dado que la ciencia básica del vidrio lleva décadas descuidadas, recién se comienza a fijarse en el asunto de la resistencia. Probablemente los avances más rápidos se darán en la mejora de la “recuperación del calor” en la fabricación.El calor se pierde en muchos puntos y, hasta hace poco, los fabricantes no tenían muchos incentivos para arreglar las filtraciones aunque supieran cómo. Ahora sí, la recuperación del calor es esencial.
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Fabricacion del vidrio:
Grau, Darío
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