El vidrio es un producto inorgánico con una gran variedad de aplicaciones en diferentes industrias. En la actualidad, existen máquinas que permiten fabricar hasta 800 mil botellas y tarros de vidrio en un solo día para satisfacer requerimientos de sectores como el cosmético o el alimentario.
Hoy en el blog de Pochteca te contaremos sobre las materias primas fabricación de vidrio, así como los procesos a seguir en la elaboración.
Materias primas para la fabricación de vidrio
Los componentes que se utilizan en el proceso de fabricación de vidrio se combinan en proporciones específicas y se funden a temperaturas de más de 1500°C para formar el producto final.
Dependiendo de las características deseadas de los vidrios a producir, se pueden añadir aditivos para otorgarles propiedades específicas, como colorantes, resistencia al calor o a la corrosión.
Estos materiales se clasifican en:
Vitrificantes
Los vitrificantes son responsables de que se cree una red vítrea. La principal materia de este grupo es la arena de sílice, que se encuentra en aproximadamente tres cuartas partes de la composición de la mayoría de los vidrios comerciales (70% a 75%). Es la responsable de formar la estructura base del vidrio, así como de su resistencia y durabilidad.
Como norma, la proporción de sílice debe ser de más del 99%. Con frecuencia, las arenas silíceas contienen minerales de arcilla, caolín y feldespato, los cuales deben eliminarse por flotación o separación magnética.
Otros vitrificantes que se pueden usar en proporciones menores son los anhídridos fosfórico y bórico. En general, la arena debe fundirse en crisol.
Fundentes
Los fundentes son compuestos que favorecen la formación del vidrio al bajar el punto de fusión de la arena para que se funda uniformemente.
El óxido de sodio es una materia prima que se usa en todos los vidrios como el fundente más importante; el carbonato de sodio se usa para introducir al óxido de sodio y suele añadirse sulfato de sodio a la mezcla como elemento afinante.
En algunos casos se usa óxido de calcio para dar propiedades específicas al vidrio como: una apariencia más brillante, resistencia al quiebre y un mejor aspecto.
Otro fundente utilizado es el óxido de magnesio, que tiene un rol similar al óxido de calcio, pero que mejora algunas propiedades, como mayor maleabilidad, resistencia y mejor apariencia.
El último fundente para vidrio es el óxido de bario, el cual se obtiene a partir de la barita y se usa para incrementar la densidad, el brillo, el índice de refracción y reducir su sonoridad.
Estabilizantes
Los estabilizantes son compuestos que reducen la tendencia a la desvitrificación. Una de las materias primas utilizadas para este fin es el óxido de aluminio o alúmina en bajas proporciones, para aumentar la estabilidad química, la viscosidad del vidrio, la resistencia mecánica y al choque térmico.
Otro estabilizante es el óxido de plomo, que aumenta el índice de refracción y el brillo del vidrio, eleva la densidad y mejora la sonoridad, por lo que se usa en vidrios para aplicaciones eléctricas o electrónicas, decorativos, absorbentes de radiaciones y en vidrios artísticos.
Compuestos secundarios
En esta categoría entran los afinantes, decolorantes, opacificantes, entre otras materias minoritarias. Los afinantes tienen la función de reducir la viscosidad del vidrio a altas temperaturas para eliminar las impurezas durante la fusión.
El potasio, el bario y el nitrato de sodio son utilizados como afinantes.
Los opacificantes se usan para obtener vidrios opacos y opalinos, para lo cual se usan materias como los fluoruros y el talco.
Los decolorantes se usan para neutralizar los colores indeseables que se obtienen por otras materias primas, siendo utilizados materiales como selenio, cobalto, níquel y óxido de magnesio.
Agua
El agua es un componente minoritario que merece una mención aparte ya que actúa como aglomerante de los granos en la mezcla, así como disolvente de otros componentes.
Además, el agua tiene un efecto catalizador en las reacciones para formar el vidrio y ayuda a mantener su homogeneidad.
El contenido de agua es de entre el 4% y 5%, ya que una cantidad mayor puede provocar que los componentes no se mezclen de forma homogénea y un aumento en el consumo de energía en la evaporación.
Pasos para la fabricación de vidrio
- Fusión. La mezcla de materias primas se funde a una temperatura de alrededor de 1,500°C para obtener vidrio fundido.
- Al salir del horno, el vidrio fundido se corta en “gotas” de cierto peso.
- Las gotas se introducen en moldes donde se soplan para darles la forma deseada.
- Arca de recocido. Después del moldeo, los envases de vidrio se introducen en un arca de recocido para enfriarlos lentamente.
- Control de calidad. Los envases deben ser sometidos a controles de calidad para obtener los mejores resultados y, en caso contrario, deben fundirse nuevamente.
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