vidrio sus aplicaciones y diferentes tipos de vidrio

1. VIDRIO
el vidrio es un material cerámico e inorgánico que se encuentra en la naturaleza,
este también puede ser producido por el hombre.
El vidrio se crea con una mezcla de materiales naturales como lo es la arena de
sílice, el carbonato de sodio y caliza, estos son sometidos a una temperatura de
1 500 °C este se calienta hasta que se fusionan sus materiales entre si y luego se
enfrían formando un estado sólido o rígido no cristalino. El vidrio se caracteriza por
tener una estructura amorfa no cristalina también por que se puede reciclar las
veces que se quiera.
La obsidiana es un vidrio natural. Originaria de minerales fundidos que no se
recristalizaron al enfriarse después de su erupción.
Vidrio en la actualidad tiene mucha importancia ya que son muy útiles para
aplicaciones de ingeniería como en la construcción para cristales de vehículos,
ventanas lámparas televisores computadores etc. Una de las propiedades mas
importantes del vidrio es que es un buen aislante eléctrico, con él pueden hacerse
recipientes herméticos al vacío también tiene excelentes propiedades químicas
como para la elaboración de productos de laboratorio.
COMPOSICIÓN
Por razones de fabricación y resistencia a la humedad la composición debe ser.
vidrio sodio-cálcico
SiO2 (sílice) 71-75% (peso arena)
CaO 10-15%
Na2O (soda) 12-16%
Otros (distintas propiedades) Resto
Vidrio plomado
SiO2 (sílice) 54-65%
PbO 18-38%
Na2O (soda) o K2O 13-15%

2. Otros óxidos resto
Vidrio borosilicato
SiO2 (sílice) 70-80%
B2O3 7-13%
Na2O (soda) y K2O 4-8%
Al2O3 2-7%
HISTORIA DEL VIDRIO
EL VIDRIO EN LA ANTIGÜEDAD
Los primeros objetos de vidrio que se fabricaron fueron cuentas de collar o
abalorios, pero las vasijas huecas no aparecieron hasta el 1500 a.C. Es probable
que fueran artesanos asiáticos los que establecieron la manufactura del vidrio en
Egipto, de donde proceden las primeras vasijas producidas durante el reinado
de Tutmosis III (1504-1450 a.C.). La fabricación del vidrio floreció en Egipto y
Mesopotamia hasta el 1200 a.C. y posteriormente cesó casi por completo durante
varios siglos. Egipto produjo un vidrio claro, que contenía sílice pura; lo coloreaban
de azul y verde. Además de vasos hacían figurillas, amuletos y cuentas, así como
piezas vítreas para incrustaciones en muebles. En el siglo IX a.C. Siria
y Mesopotamia fueron centros productores de vidrio, y la industria se difundió por
toda la región del Mediterráneo. Durante la época helenística Egipto se convirtió,
gracias al vidrio manufacturado en Alejandría, en el principal proveedor de objetos
de vidrio de las cortes reales. Sin embargo, fue en las costas fenicias donde se
desarrolló el importante descubrimiento del vidrio soplado en el siglo I a.C.
Durante la época romana la manufactura del vidrio se extendió por el Imperio,
desde Roma hasta Alemania.
TÉCNICAS EN LA ANTIGÜEDAD
Antes del descubrimiento del vidrio soplado se utilizaban diferentes métodos para
moldear y ornamentar los objetos de vidrio coloreado, tanto translúcidos como

3. opacos. Algunos recipientes eran tallados en bloques macizos de cristal. Otros se
realizaban fundiendo el vidrio con métodos parecidos a los de la cerámica y la
metalurgia, y utilizando moldes para hacer incrustaciones, estatuillas y vasijas
tales como jarras y cuencos. Se elaboraban tiras de vidrio que luego se fundían
juntas en un molde y producían vidrio en listones. Se realizaban diseños de gran
complejidad mediante la técnica del mosaico, en la que se fundían los elementos
en secciones transversales que, una vez fundidos, podían cortarse en láminas.
Las superficies resultantes de esos cortes se fundían juntas en un molde para
producir vasijas o placas. Se hacían vasos con bandas de oro que presentaban
franjas irregulares de vidrios multicolores y con pan de oro incrustado en una
franja translúcida.
La mayor parte de las piezas anteriores a los romanos se realizaban con la técnica
de moldeado sobre un núcleo, que consistía en fijar a una varilla de metal una
mezcla de arcilla y estiércol con la forma que deseaba darse al interior de la vasija.
Ese núcleo se sumergía en pasta vítrea o se envolvía con hilos de esa misma
pasta, que se recalentaba y pulía sobre una piedra plana para darle forma. La
posibilidad de dirigir el hilo de pasta vítrea en varias direcciones sobre el núcleo
permitía realizar filigranas decorativas con hilos de uno o varios colores. A
continuación se añadían las asas, la base y el cuello, y se enfriaba la pieza. Por
último se retiraba la varilla de metal y se extraía el material que conformaba el
núcleo. Esta técnica se usaba sólo para hacer vasijas pequeñas, tales como tarros
para cosméticos o frascos, como puede apreciarse en los objetos egipcios típicos
de las XVIII y XIX dinastías. Los objetos realizados a partir del siglo VI a.C. con
este método de envolver un núcleo, tenían formas que se inspiraban en la
cerámica griega.

4. TEMPERATURA DE TRANSICIÓN VÍTREA
Podemos observar en la grafica la línea más clara syue describe la temperatura de
transición vítrea; y en la línea más oscura se muestra el comportamiento de la
temperatura de fusión.
METODOS DE FABRICACION
En este encontramos los diferentes métodos de conformación del vidrio como lo
son:
 Formación de láminas y placas de vidrio
Cerca del 85 por ciento del vidrio plano que se produce en el mundo se hace por
el proceso de vidrio flotado, en el cual una tira de vidrio sale del horno de fundido
y flota sobre la superficie de un baño de estaño fundido, La tira de vidrio se enfría

5. mientras pasa sobre el estaño fundido, en una atmósfera controlada
químicamente,
 Vidrio por soplado artesanal

6. Se denomina vidrio soplado a una técnica de fabricación de objetos
de vidrio mediante la creación de burbujas en el vidrio fundido. Estas burbujas se
obtienen inyectando aire dentro de una pieza de material a través de un largo tubo
metálico, bien por medio de una máquina o bien de forma artesanal, soplando por
el otro extremo, un sistema parecido al que se utiliza para hacer las pompas jabón.
 Soplado, prensado y moldeado de vidrio
Los artículos hondos, como botellas, jarras y cubiertas de bombillas luminosas, se
moldean generalmente por soplado, haciendo que el aire obligue al vidrio fundido
a adaptarse a los moldes

7. a) Etapas de recalentamiento y b) soplado final de un proceso de soplado de vidrio
a máquina.
Los artículos planos, como lentes ópticos y de faros herméticos se fabrican con un
émbolo que presiona el vidrio fundido contenido en un molde.
Se pueden fabricar muchos artículos fundiendo el vidrio en un molde abierto. Se
elaboró un gran espejo de telescopio de 6 m de diámetro vaciando vidrio de
borosilicato. Los artículos en forma de embudo, como los tubos de rayos catódicos
para televisor, se moldean por vaciado centrifugado. Pequeñas cantidades de
vidrio fundido procedentes de un alimentador se introducen por goteo en un molde
giratorio que obliga al vidrio a fluir hacia arriba, con lo cual se forma una pared
vítrea de un grosor bastante uniforme.
 Vidrio templado
Vidrio templado al romperse.
El vidrio templado es un tipo de vidrio de seguridad, procesados por tratamientos
térmicos o químicos, para aumentar su resistencia en comparación con el vidrio
normal. Esto se logra poniendo las superficies exteriores en compresión y las
superficies internas en tensión. Tales tensiones hacen que el vidrio, cuando se
rompe, se desmenuce en trozos pequeños granulares en lugar de astillar en
fragmentos dentados. Los trozos granulares tienen menos probabilidades de
causar lesiones.
Fabricación
Para fabricar vidrio templado térmicamente, el vidrio flotado se calienta
gradualmente hasta una temperatura de reblandecimiento de entre 575 y
635 °C para después enfriarlo muy rápidamente con aire. De esta manera se
consigue que el vidrio quede expuesto en su superficie a esfuerzos de compresión

8. y en el interior esfuerzos de tensión, confiriéndole mayor resistencia estructural y
al impacto que el vidrio sin tratar, teniendo la ventaja adicional de que en caso de
rotura se fragmenta en pequeños trozos inofensivos (por lo cual se le considera
uno de los tipos de vidrio de seguridad). Todas las manufacturas, ya sean cortes
de dimensiones, canteados o taladros deberán ser realizados previamente al
templado. De realizarse posteriormente, se provocaría la rotura del vidrio.
El vidrio cuando es templado, aparte de lo comentado anteriormente, adquiere
otras propiedades importantes. La resistencia a la flexión del vidrio recocido al
templarlo aumenta desde 400 kp/cm2 hasta 1.200–2.000 kp/cm2, lo que equivale
de 4 a 5 veces la resistencia de un vidrio normal. La resistencia al choque térmico
(diferencia de temperatura entre una cara y otra de un paño que produce la rotura
de éste) pasa de 60 °C a 240 °C, por lo que es recomendado en puertas de
hornos de cocina y lámparas a la intemperie.
Para su proceso existen dos tipos básicos de hornos: de Pinzatura, ya casi en
desuso por las marcas que dejan las pinzas que sostienen el vidrio verticalmente
durante el proceso y Horizontal, que es el comúnmente usado por la industria.
Para vidrios reflectivos o de baja emisividad (Low-e) deben de usarse hornos
horizontales provistos de sistemas de calentamiento por convección.
La gran mayoría de hornos horizontales transportan el vidrio sobre rodillos
cerámicos, aunque en algunos se ha utilizado con éxito un sistema de transporte
que, mediante presión y vacío controlados, hacen flotar el vidrio por debajo de un
techo cerámico plano. En función del tipo de calentamiento, los hornos
horizontales se dividen en:
Hornos eléctricos
Calientan el vidrio principalmente mediante la radiación emitida por resistencias
eléctricas.
Hornos de convección forzada
En este tipo de hornos el calor generado por quemadores (generalmente de gas)
es impulsado mediante ventiladores hacia el vidrio.
Hornos mixtos
Son hornos eléctricos que producen cierta agitación del aire interior mediante
sistemas de soplado de aire comprimido.
 Vidrio reforzado químicamente
La resistencia del vidrio se puede incrementar con tratamientos químicos
especiales. Por ejemplo, si un vidrio de aluminosilicato de sodio se sumerge en un
baño de nitrato de potasio a una temperatura aproximadamente 50°C por debajo
de su punto de fatiga ( ∼ 500°C) durante un lapso de 6 a 10 h, los iones de sodio
que están cerca de la superficie del vidrio y que son más pequeños, son
reemplazados por iones de potasio más grandes. La introducción de los iones de

9. potasio más grandes en la superficie del vidrio produce esfuerzos de compresión
en la superficie y los correspondientes esfuerzos de tensión en el centro. Este
proceso de templado químico puede usarse en secciones transversales más
delgadas que en el caso del templado térmico porque la capa de compresión es
mucho más delgada, El vidrio reforzado químicamente se usa en ventanillas de
aviones supersónicos y lentes oftálmicas.
 vidrio para la construcción
El proceso de fabricación del vidrio no ha cambiado mucho desde los tiempos
remotos. Los materiales son fundidos a alta temperatura y - una vez
homogeneizada la mezcla - vertidos sobre una superficie para que se enfríe o
soplados (método actualmente utilizado mayormente para realizar objetos
artísticos en vidrio).
El método actual es el llamado “float”, fue inventado por AlastairPilkington y ha
sido adoptado como el método universal de fabricación para vidrio de alta calidad.
Este proceso se basa en que la masa de vidrio -una vez fundida- se vierte sobre
un baño de estaño líquido, el cual posee una planimetría perfecta. El vidrio copia
la superficie plana del estaño fundido, mientras se va enfriando, obteniendo así un
vidrio con una planimetría perfecta, sin ondulaciones. El proceso lo explicamos a
continuación.
1) Las materias primas son fundidas en un horno a una temperatura de 1500º C.
Una vez lograda la homogeneización, la masa de vidrio es vertida sobre un baño
de estaño fundido.
El conjunto vidrio-estaño avanza en forma de banda, banda mantenida dentro de
una atmósfera controlada para que desaparezcan las irregulares.
Como la superficie del estaño fundido es plana, el vidrio también lo será.
2) La cinta es producida con un espesor uniforme, el vidrio continúa enfriándose
mientras avanza a lo largo del baño de estaño fundido y entra al horno de recocido
a aproximadamente 600º C. Este proceso es necesario para bajar lentamente la
temperatura previniendo las tensiones internas que se producirían por un rápido
enfriamiento.
3) Ahora está suficientemente frío (200°C) para poder ser cortado

10. Vidrio óptico
Su descubridor fue el inglés George Ravenscroft, quien en el siglo XVII se percató
de que agregando óxido de plomo a la fórmula tradicional del vidrio, obtenía un
material incoloro y transparente.
Los vidrios ópticos son materiales amorfos inorgánicos. Como tales presentan una
buena estabilidad mecánica, química y térmica. Al ser amorfos presentan
isotropía, lo que resulta de vital importancia para fenómenos como la refracción.
La gran resolución que exigen las aplicaciones de estos vidrios obliga a que su
superficie esté libre de límites de grano. Esto obliga a establecer controles muy
precisos en su fabricación, así como en los materiales de partida, lo que nos
permite definir con precisión sus propiedades no- ópticas.
Es el vidrio al que llamamos cristal de plomo por su transparencia y sonoridad;
cualidades a las que se suma su apariencia muy similar a la del cristal de roca.
Cuenta con un coeficiente de expansión térmica de 103, el cual lo vuelve idóneo
para ser trabajado artesanalmente, sobre todo al permitir que sobre su superficie
se hagan cortes de gran dificultad y belleza para crear las piezas que hoy se
designan de cristal cortado.
Debido a su pureza y transparencia, tiene un mayor poder de refracción y
dispersión, por lo que también es utilizado como vidrio óptico en anteojos,
telescopios, microscopios, cámaras fotográficas y otros instrumentos. Su
utilización en el campo de la fotografía, obedece a la capacidad que tiene para
dispersar la luz en toda la gama de colores, la cual pasa de manera uniforme a
través del lente para plasmarse sin alteraciones en la película.
La mayoría de los vidrios ópticos son silicatos diseñados para dar la máxima
transmitancia en el espectro visible.
En algunos casos los vidrios se diseñan a partir de materiales extremadamente
puros para dar transmitancias importantes en el rango de los ultravioleta (UV) o e
el de los infrarrojos (IR). Entre estos últimos destacan el Si fundido, el As2S3, y los
vidrios de Ca-Al2O3. Los vidrios de fluoruros ofrecen también una gran
transmitancia ante los IR, pero su uso es muy limitado debido a sus pobres
características de durabilidad química.
 Vidrio aislante

11. Esquema de un corte transversal de un vidrio aislante.
El vidrio aislante debería denominarse "acristalamiento con capacidad
aislante" o "acristalamiento pasivo" y está formado por dos o más piezas de
vidrio separadas por una cámara de aire deshidratado, dispuestas paralelamente y
formando una sola unidad de vidrio llamada unidad de vidrio aislante (UVA). La
denominación tradicional en castellano ha sido doble acristalamiento o vidrio de
cámara. . A principios del siglo XXI este tipo de acristalamiento, por ejemplo en
ventanas y puertas, ha desplazado en países desarrollados al acristalamiento
monolítico en gran parte de las construcciones (principalmente de zonas climáticas
frías), gracias a sus propiedades aislantes.
Para mejorar el comportamiento conductivo térmico de un acristalamiento pasivo
podemos interponer cámaras de aire seco, colocar capas bajo emisivas (con la
introducción de depósitos metálicos en la cara interna de la cámara en el vidrio
interior), con una cámara al vacío o rellenando la cámara con gases u otros
productos.
Método de fabricación
Para formar la cámara de aire, cada unidad de vidrio aislante contiene un marco
de aluminio relleno de tamiz molecular de zeolita o gel de sílice (ambos
deshidratantes), aunque también se pueden componer estructuras deshidratantes
similares que peguen los dos vidrios. Después este marco se fija normalmente con
algún tipo de butilo y se sella con silicona, polisulfuro o poliuretano. Esta cámara
puede estar rellena también de algún gas noble, normalmente argón o kriptón,
mejorando así las propiedades de aislamiento térmico. En Alemania se ha
desarrollado el acristalamiento con cámara al vacío (de pocos milimetros de
espesor). Con esta solución se prevé que no haya transmisión de calor por
convección o conducción.
 Vidrio armado
El vidrio armado es aquel vidrio que se obtiene por el proceso de colado y se le
incrusta en su interior una malla metálica en forma de retícula, de manera que, si
se rompe, los pedazos de vidrio quedan unidos al alambre evitando su caída y que

12. estos puedan producir lesiones. Esto hace que sea apto para zonas de riesgo y en
donde se necesita una seguridad adicional, aunque no se trata de un vidrio
antirrobos. Sin embargo, se desaconseja este tipo de vidrio si se expone a
temperaturas extremas. Esto es debido a que la diferencia de comportamiento
ante el calor o el frío es diferente en el vidrio y el metal, dando lugar a tensiones
provocadas por la dilatación de ambos materiales que provocan la ruptura del
vidrio.
El vidrio armado fue fabricado por primera vez en 1886 por el alemán August F.
Siemens.
 Vidrio flotado
El vidrio flotado consiste en una plancha de vidrio fabricada haciendo flotar el
vidrio fundido sobre una capa de estaño fundido. Este método proporciona al vidrio
un grosor uniforme y una superficie muy plana, por lo que es el vidrio más utilizado
en la construcción. Se le denomina también vidrio plano, sin embargo no todos los
vidrios planos son vidrios fabricados mediante el sistema de flotación.
Fabricación
Alimentador de un horno de vidrio.
El vidrio se fabrica a partir de una mezcla compleja de compuestos vitrificantes,
como el sílice, fundentes, como los álcalis, y estabilizantes, como la cal. Estas
materias primas se cargan en el horno de cubeta (de producción continua) por
medio de una tolva. El horno se calienta con quemadores de gas o petróleo. La
llama debe alcanzar una temperatura suficiente, y para ello el aire de combustión

13. se calienta en unos recuperadores construidos con ladrillos refractarios antes de
que llegue a los quemadores.
El horno tiene dos recuperadores cuyas funciones cambian cada veinte minutos: el
primero se calienta por contacto con los gases ardientes mientras el segundo
proporciona el calor acumulado al aire de combustión. La mezcla se funde (zona
de fusión) a unos 1.500 °C y avanza hacia la zona de enfriamiento, donde tiene
lugar el recocido. En el otro extremo del horno se alcanza una temperatura de
1.200 a 1.800 °C.
El vidrio fundido cae por un canal en una piscina que contiene estaño fundido,
controlando la cantidad por medio de una compuerta de material refractario. Para
evitar la oxidación del estaño, la cámara contiene una atmósfera protectora
compuesta de hidrógeno y nitrógeno.
Mientras el vidrio fluye por la piscina de estaño, la temperatura se reduce de
manera que la plancha vaya enfriándose y endureciéndose.
 Vidrio opalino
Copa de vidrio lechoso con pedestal decorativo
El vidrio opalino o vidrio lechoso (milk glass) es
un vidrio opalescente o semitraslúcido,1 blanco lechoso o de color, soplado o
prensado en una gran variedad de formas. Fabricado por primera vez
en Murano en 14051 y popularizado en Venecia en el siglo XVI, se presenta en
colores azul, rosa, amarillo, marrón, negro y blanco, que es el más popular y que
le da nombre.
 Vidrio blindado

14. Es un vidrio que esta reforzado por una serie de materiales que lo protegen
exteriormente del impacto de balas, los mas recomendados son los fabricados con
películas internas de butiral de polivinilo(pvc)
TIPOS DE VIDRIOS
1. Vidrios Sódicos (Silicato de sodio y calcio). – Es el vidrio ordinario que se
emplea para elaborar vidrios planos, botellas, frascos y otros objetos varios.
Tienen casi siempre un ligero color verde debido al hierro de las materias
primas. Resisten a la acción disolvente del agua y los ácidos, tienen poco
brillo.
2.Vidrios Potasicos. (Silicato de potasio y calcio). – Se reemplaza, en el
vidrio anterior, el sodio por el potasio. Son más duros que los anteriores,
muy brillantes, resisten mejor las variaciones de temperatura y son muy
resistentes a la acción del agua y de los ácidos. Ejemplos; son los vidrios
de Bohemia, vidrios de óptica (crown), etc
3.idrios Plúmbicos. (Silicato de potasio y plomo). – En este vidrio se ha
reemplazado del anterior el calcio por el plomo. Tienen peso especifico
elevado y poseen notable esplendor, son muy transparentes, sonoros y
refractan muy bien la luz. Dentro de estos vidrios se encuentra el cristal, el
flint-glass empleado en óptica y el strass que sirve para elaborar piedras
preciosas artificiales.
4. Vidrios Dóricos. – Son vidrios en los que se ha reemplazado partes de
sus componentes por anhídrido bórico, dando vidrios duros, resistentes al
calor, para laboratorios por su bajo coeficiente de dilatación y debido a su
bajo contenido en metales alcalinos y alcalino-térreos.
Vidrios clásicos de este tipo son Pixer y Jena.
5. Vidrios de Cuarzo. – Son vidrios obtenidos fundiendo sílice o cuarzo
purísimo (99,5 % de SiO2) generalmente en hornos eléctricos de
resistencia a unos 1800 °C.
6. Vidrios Varios. – Teniéndoos vidrios aluminosos, vidrios baríticos, vidrios
de cinc, etc.
COLORES EN ALGUNOS VIDRIOS

15.  Titanio produce vidrio de color marrón amarillento. El titanio, que rara vez
por si solo, es mas a menudo empleado para intensificar y aclarar otros
adictivos de colorear.
 Uranio se puede agregar en concentraciones del 0.1 al 2% para obtener un
vidrio de color amarillo o verde fluorescente. El vidrio de uranio es
radiactivo pero no lo suficiente para ser peligroso. Si se muele en forma de
polvo, por ejemplo, cuando es pulido con papel de lija , y posterior mente
este polvo se inhala, puede ser cancerígeno. Cuando se utiliza con vidrio
de plomo con una proporción muy alta de plomo, produce un color rojo
intenso
 El selenio, como el magnesio, pueden ser utilizados en pequeñas
concentraciones para decolorar el vidrio, o en concentraciones mas altas
para dar un color rojizo, causando por las nano partículas dispersas de
selenio en el vidrio es un agente muy importante para fabricar vidrio de
color rosa y rojo. Cuando se utiliza junto con sulfuro de cadmio, se obtiene
un color brillante conocido como selenio rubí.
 El cobre metálico puro produce un vidrio opaco color rojo muy oscuro, que
utiliza como un sustituto del oro en la producción del vidrio color vidrio
 El oro metálico, en una concentración muy pequeña (alrededor del 0.001%)
produce un vidrio color rubí intenso mientras que las bajas concentraciones
produce un rojo menos intenso, a menudo publicitado como “vidrio
arándano”. El color es causado por el tamaño y la distención de partículas
de oro. el vidrio oro rubí esta general mente fabricado a partir del vidrio de
plomo como estaño agregado.
 Los compuestos de plata como el nitrato de plata y los haluros de plata
pueden producir una gama de colores del naranja-rojo al amarillo la forma
en la que el vidrio se calienta y se en fría puede afectar significativamente
los colores producidos por estos compuestos. También las lentes foto
crómica y el vidrio foto sensible se basa en la adicción de partículas de
plata.. etc…