ECV T Vidros 2015 01

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VIDROS
 
 
 
DEFINIÇÃO
VIDROS PARA A CONSTRUÇÃO: VIDROS DE ÓXIDOS
VIDROS COMPOSIÇÃO TÍPICA 
(% EM PESO)
UTILIZAÇÕES TÍPICAS
Sodocálcico
Borosilicato
“Cristal”
70SiO2, 10CaO, 15Na2O
70SiO2, 15B2O3, 15Na2O
53SiO2, 10K2O, 35PbO
Vidraças, garrafas, etc.; elaboração e colocação em forma fácil
Pyrex, vidraria p/ uso alimentício e químico; boa resistência à 
temperatura e choques térmicos, baixo coef. de dilatação térmica
Vidraria de “luxo”; brilho (“Baccarat”)
→ Depois de várias transformações, o vidro pode ter funções térmicas, estéticas, 
acústicas, mecânicas, óticas e elétricas.
 
PODEM SER OBTIDOS:
- Planos: chapas planas, curvas, perfiladas ou onduladas
- Ocos: copos, garrafas, etc.
 
- P/ melhorar a segurança: 
* aumento da resistência mecânica (vidros temperados)
* associação com outros materiais (vidros laminados e aramados)
- Coloridos, termorefletores, translúcidos, controle solar.
- Impressos, fantasia (após transformação da superfície)
- Em fibras (Ex: lã de vidro): 
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- Em tijolos:
 
- Para aplicações especiais: ótica, LASER, fibras óticas, espelhos, vidro-cerâmico, etc.
Obs.:
*São maus condutores de calor e eletricidade
*Apresentam alta resistência química, exceto em presença de ácido fluorídrico.
VIDRO PLANO
PRODUÇÃO
1) ESTIRAMENTO (processos Foucault, Libbey-Owens, Pittsburg): ANTIGO
 
 Estiramento vertical Estiramento horizontal
Em seguida, necessita passar por um processo retífica e polimento (perdas ≈ 20 %):
O vidro obtido por este processo é chamado de vidro polido.
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2) PROCESSO FLOAT: o vidro fundido flutua num banho de estanho fundido
 → Perfeita planimetria das faces
COMPARADO COM O VIDRO ESTIRADO (POLIDO), O “FLOAT”:
- não possui ondulações superficiais e não produz distorções de imagens
- tem menor percentagem de defeitos
TIPOS E PROPRIEDADES
→ Vidros comuns ou estirados (polidos) e vidros float (de qualidade superior)
→ Vidros incolores e coloridos
→ Vidros de segurança para as áreas de maior risco de acidentes
→ PRINCIPAIS CARACTERÍSTICAS FÍSICAS E MECÂNICAS 
- Módulo de elasticidade ≈ 75 GPa
- Tensão de ruptura à flexão * Vidro recozido ≈ 40 MPa
 * Vidro temperado: 120-200 MPa
- Tensão de ruptura à compressão ≈ 1000 MPa
- Coeficiente de Poisson ≈ 0,22 
- Peso especifico ≈ 2,5 g/cm3
- Dureza: entre 6 e 7 na escala de Mohs; classificados como duros
- Índice de refração ≈ 1,52
- Coeficiente de dilatação linear entre 20 e 220oC:
Vidro plano α ≈ 9.10-6 oC-1; 
Pyrex α ≈ 2.10-6 oC-1
- Coeficiente de condutibilidade térmica a 20oC: k ≈ 0,8 a 1 kcal/m.h.°C
- Tensão admissível à flexão: * Vidro recozido (comum): σ = 13 MPa
 * Vidro temperado: σ = 60 MPa
→ CÁLCULO DA ESPESSURA DAS CHAPAS DE VIDRO (NB-226): fórmula simplificada de 
Herzogenath para chapas retangulares, apoiadas no quatro lados:
e = a.b .√(Pc/2σ) (ver item 9.1 da norma NB-226)
 √(a2 + b2)
e: espessura da chapa em cm 
a e b: dimensões dos lados da chapa em cm
Pc: pressão de cálculo em MPa = f(pressão do vento, peso próprio) item 7.1.3 da NB-226
σ: tensão admissível em MPa conforme item 8.3 da NB-226
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VIDROS TERMOABSORVENTES E TERMOREFLETIVOS SELETIVOS 
OBJETIVO: estético, conforto visual e térmico (↓ consumo de energia) 
D ESAFIO: 
1- REDUZIR A ENERGIA TRANSMITIDA PELO SOL (CALOR):
- Refletindo a radiação solar antes de ela entrar na habitação 
- Absorvendo a radiação solar no corpo do vidro com a maior parte reirradiada p/ a 
parte externa da construção
2- MANTER A ILUMINAÇÃO NATURAL
Obs: em países frios: manter o calor dentro da edificação
VIDROS TERMOABSORVENTES (COLORIDOS) 
 
→ Com óxidos metálicos que vão absorver seletivamente os comprimentos de onda da 
luz solar dando a coloração.
Ex: Ni2+ transmite no vermelho e Cu2+ transmite no azul
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VIDROS DE CONTROLE SOLAR: 
TERMOREFLETIVOS ESPELHADOS E TERMOREFLETIVOS SELETIVOS 
 
→ Aplicando-se numa das faces do vidro float uma fina camada de metal (ex.: Ag) ou 
óxido metálico: SUA ESPESSURA PERMITE UM CONTROLE SELETIVO DE ENTRADA DE 
CALOR E LUZ
 
Esquema de fabricação (metalizaç ão): 
OBSERVAÇÕES:
- VIDROS FOTOSENSÍVEIS 
→ Vidros com pequenos cristais de cloreto de prata (AgCl) na massa que vão 
“escurecer” o vidro quando em contato com a luz solar segundo:
AgCl + energia solar ↔ Ag0 + Cl0
O Ag0 absorve a luz e torna o vidro cinza. Assim que a fonte de luz desaparece Ag0 e Cl0 
se re-associam em AgCl e o vidro se torna de novo incolor.
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- VIDROS ELETROCRÔMICOS
 
→ Vidros revestidos por uma camada de polímeros condutores cuja transparência pode 
ser controlada com a aplicação de impulsos elétricos
COMPOSIÇÃO DO ESPECTRO SOLAR:
* Energia ultravioleta (UV)
2% da energia solar 
Baixo comprimento de onda (λ < 400 nm) → alta energia (E = hc/λ)
Bronzeado, queimaduras da pele, degradação dos plásticos, descoloração de 
tapetes, cortinas, móveis, etc.
* Luz visível
45% da energia solar
400 < λ < 700 nm: faixa de sensibilidade do olho humano
* Energia infravermelha (IV)
53% da energia solar
700 < λ < 3000 nm
UV, luz visível e IV, quando absorvidos, são convertidas em calor; então a energia solar 
é composta por 100 % de energia térmica e 45 % de energia luminosa.
CONSTRUÇÃO ENERGETICAMENTE ADEQUADA → reduzir o consumo de energia: 
- Absorvendo o calor do sol para aumentar a temperatura interna nos climas frios e 
reter calor interna no interior.
- Bloqueando o calor do sol para diminuir a temperatura interna nos climas quentes
- Deixando passar o máximo possível de energia luminosa natural em ambos
A transmissão da luz natural
- torna o ambiente mais agradável
- permite uma redução das despesas em iluminação artificial
A ESCOLHA DO VIDRO ADEQUADA MINIMIZARÁ O CONSUMO DE ENERGIA ELÉTRICA 
PARA ILUMINAÇÃO E REFRIGERAÇÃO OU AQUECIMENTO
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QUANDO OS RAIOS SOLARES ATINGEM UMA VIDRAÇA, ELES PODEM SER:
- REFLETIDOS: a quantidade de radiação refletida é função do ângulo de incidência do sol e 
da refletividade do vidro;
- TRANSMITIDOS diretamente através do vidro
- ABSORVIDOS pelo corpo de vidro e posteriormente, reirradiados para o interior ou o exterior 
da habitação.
 
VIDRO INCOLOR: VIDRO TERMOABSORVENTE:
 
VIDRO TERMOREFLETIVO ESPELHADO: VIDRO TERMOREFLETIVO SELETIVO:
 
Vidros termoabsorventes (coloridos) e termorefletivos espelhados diminuem a entrada de 
calor solar, mas também a transmissão de luz natural gerando um aumento do consumo em 
iluminação artificial tornando também o ambiente menos agradável.
VIDRO “IDEAL”: 
- TERMOREFLETIVO SELETIVO: Filtra calor e deixa passar luz natural
ATENÇÃO: 
Locais quentes: camada refletiva do lado de fora
Locais frios: camada refletiva do lado de dentro
- ELETROCRÔMICO: controle da transparência 
ASSOCIADO S COM DUPLO ENVIDRAÇAMENTO 
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DUPLO ENVIDRAÇAMENTO
DUAS OU MAIS VIDRAÇAS SEPARADAS ENTRE SI POR UM OU VÁRIOS ESPAÇOS DE 
AR DESIDRATADO OU UM GÁS
 
 
→ MELHORA AS CARACTERÍSTICAS DE ISOLAMENTO TÉRMICO
 
 Vidro incolor comum Duplo envidraçamento
→ MELHORA AS CARACTERÍSTICAS DE ISOLAMENTO ACÚSTICO (ALTAS 
FREQUÊNCIAS): EFEITO MASSA-MOLA-MASSA
 
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OBSERVAÇÕES: 
1- EFEITO DE ESTUFA
Vidros sílico-sodo-cálcicos (vidros comuns) são transparentes à luz (0,4-0,7μm), mas também 
aos IV com comprimentosde onda maiores (0,7-3μm); estas radiações vão aquecer os objetos, 
paredes, chão, etc. que vão reemitir comprimentos de onda ainda maiores (4-50μm) para os 
quais o vidro sílico-sodo-cálcico é opaco: é o efeito de estufa
 
2- TENSÕES TÉRMICAS NOS VIDROS
1) A área do vidro direitamente exposta à radiação solar absorve o calor, esquenta e 
expande;
2) As bordas do vidro protegidas da radiação solar, se mantêm mais frias que a parte 
central não protegida e expandem menos;
3) Aparecimento de tensões de tração nas bordas que se ultrapassem a resistência à 
tração do vidro podem levar a ruptura da chapa: SÃO AS FRATURAS TÉRMICAS
 
O valor das tensões térmicas depende
* da diferença de temperatura entre as áreas quentes e frias do vidro
* da distribuição do gradiente de temperatura através do vidro 
* da coloração do vidro
* do local de exposição (latitude, altitude, orientação do edifício)
* da presença de trincas nas bordas: maior a espessura e tamanho das chapas de vidro, 
maior será a probabilidade de existência de trincas nas bordas podendo iniciar a ruptura.
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Ex.: vidro comum: coef. de dil. térmica α = 9.10-6 /oC; Módulo de Young E = 75 GPa
Placa sem película: ΔTmax ~ 9oC σ = E α ΔT = 6 MPa
Placa com película: ΔTmax ~ 16oCσ = E α ΔT = 10,8 MPa
Tensão de ruptura à tração na flexão vidro comum ≈ 40 MPa (admissível: 13 MPa)
Então, está OK?
No entanto CUIDADO com a presença de trincas nas bordas
Pode ser demonstrado (Griffith, 1920) que: σlocal = 2 (C/r)1/2 σt
σlocal = tensão gerada na ponta da trinca
σt = tensão de tração sofrida (ex.: gerada nas bordas da chapa)
2C = comprimento da trinca
r = raio de curvatura da ponta da trinca (supostamente elíptica)
 
 
CONCLUSÃO: trincas compridas e “finas” (pontiagudas) são as mais severas (C/r 
aumenta)
Consequentemente, a tensão de tração gerada na ponta da trinca (σlocal) pode ser em até 
100 vezes maior do que a tensão aplicada ao material (σt).
Ex.: C = 1mm; r = 10µm → σlocal = 20 x σt
COMBINAÇÃO ARRISCADA: VIDROS ESCUROS (COLORIDOS) COM GRANDES 
DIMENSÕES E ESPESSURA.
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VIDROS IMPRESSOS (OU FANTASIA) E FOSCOS 
VIDRO S IMPRESSOS 
 
Consiste numa gravação a quente (1200oC) de uma textura ao vidro comum na saída do 
forno de fusão. 
Passa através dois rolos, um dos quais (ou os dois) possui um desenho ou motivos 
ornamentais gravados (canelado, martelado, pontilhado, etc.) em sua superfície.
 
VIDROS FOSCOS
 
A superfície do vidro pode ser tratada com ácido fluorídrico ou com jatos de areia fina e 
ar comprimido; isto aumentará a difusão e reduzirá a passagem da luz.
APLICAÇÃO: quando se deseja obter luminosidade sem comprometer a privacidade: 
painéis decorativos, janelas, portas, divisórias, fachadas, boxes de banheiros, etc.
ATENÇÃO: são vidros mais frágeis devido à criação de pequenos defeitos superficiais
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VIDROS DE SEGURANÇA
OBJETIVOS: 
- Maior resistência mecânica (flexão, choques) e térmica (choques, fogo)
- Quando fraturados, não produzir fragmentos cortantes ou se gerar fragmentos, que 
eles sejam menos susceptíveis de causar ferimentos graves que o vidro comum.
MERCADO: indústria automobilística e construção civil.
NB-226 e NBR7199: uso obrigatório dos vidros de segurança nos seguintes casos: 
- Balaustradas, parapeitos e sacadas
- Vidraças não verticais sobre passagens
- Vidros em forros ou telhados
- Vitrines e portas de vidro
- Vidraças que dão para o exterior, sem proteção adequada, até 0,1 m de piso, no caso de 
pavimentos térreos e 0,9 m de piso, para os demais pavimentos
- Lugares escorregadios (banheiros, duchas, piscinas, etc.)
- Vidros de construção escolares, salas de esportes e ginásios 
- Clarabóias e envidraçamento em grandes alturas
- Etc.
ISTO É: TODOS OS LUGARES ONDE HÁ RISCO DE CONTATO (CHOQUE, APOIO, ETC.) 
COM AS PESSOAS...
 
TIPOS: TEMPERADOS, LAMINADOS, ARAMADOS
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VIDROS TEMPERADOS
TÊMPERA TÉRMICA

Aquecer o objeto (ex. chapa) já moldado na sua forma definitiva até uma temperatura 
próxima da temperatura de amolecimento do vidro (± 700oC) e, na saída do forno, resfriar 
rapidamente sua superfície (com um jato de ar frio nas duas faces por ex.). 

Aparição de tensões de compressão na pele (camadas externas)
Aparição de tensões de tração no coração (camadas internas)
 
Espessura da chapa
O SISTEMA FICA EM EQUILÍBRIO MECÂNICO: tensões de tração compensam as tensões 
de compressão e vice versa
 
QUALQUER CARGA APLICADA, ANTES DE TRACIONAR AS CAMADAS EXTERNAS, 
DEVERÁ, PRIMEIRAMENTE, NEUTRALIZAR AS TENSÕES DE COMPRESSÃO INDUZIDAS 
NAS SUPERFÍCIES.
CONSEQUÊNCIAS
1- MELHORIA DA RESISTÊNCIA À FLEXÃO:
Vidro recozido ≈ 40 MPa
+
Tensões de compressão geradas pela têmpera ≈ 100 MPa
=
Resistência de um vidro temperado ≈ 140 MPa
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2- MELHORIA DA RESISTÊNCIA AOS CHOQUES MECÂNICOS:
 
Chapa de vidro de 8 mm de espessura pode suportar o choque de uma esfera de aço de 
500 g em uma queda livre: 
- até 0,3 m de altura no caso do vidro recozido
- até 2 m de altura no caso do vidro temperado
3- MELHORIA DA RESISTÊNCIA AOS CHOQUES TÉRMICOS: 
O vidro pode romper por choque térmico quando a diferença de temperatura entre dois 
pontos da mesma chapa é de:
- 25oC no caso do vidro comum recozido
- 200oC no caso do vidro temperado
4- PROCESSO DE RUPTURA:
1) RUPTURA DO VIDRO RECOZIDO

Ruptura frágil gerando grandes fragmentos com arestas cortantes e lascas pontiagudas 
→ MUITO PERIGOSO
2) RUPTURA DO VIDRO TEMPERADO

Sistema em equilíbrio mecânico: qualquer fissura ou falha que atinja a zona central de 
tração EM QUALQUER LUGAR DO OBJETO, resultará na DESTRUIÇÃO TOTAL da peça

Felizmente, a quebra ocorrerá em pequenos fragmentos sem arestas cortantes e lascas 
pontiagudas
 
DESVANTAGENS DOS VIDROS TEMPERADOS:
- AS PEÇAS NÃO PODEM SER CORTADAS: o dimensionamento das peças assim como 
as furações deverão ser feitos previamente (antes da têmpera)
- A ESPESSURA DO OBJETO NÃO PODE SER INFERIOR A 3 MM
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- Sob determinados ângulos de observação, PODEM SER VISTAS AS DIFERENTES 
ZONAS DE TENSÃO DA PEÇA:
 
- EXISTÊNCIAS DE MARCAS DEVIDAS AO PROCESSO 
* Pinças de sustentação em fornos verticais: 
* Ondulações (rolos dos fornos horizontais):
 
- MAIOR RISCO DE EMPENAMENTO DEVIDO ÀS TENSÕES
Empenamento admissível:
 Espessura (mm)
Dimensões (cm) 6 7 8 10
< 90
90 a 120
120 a 150
150 a 180
180 a 210
210 a 240
240 a 270
270 a 300
3,2
4,8
6,3
8,0
9,5
12,7
-
-
2,9
4,5
6,0
7,6
8,9
11,9
-
-
2,8
4,3
5,6
7,2
8,3
11,0
-
-
1,6
2,4
3,2
4,0
4,8
6,3
9,5
12,7
 
ACABAMENTOS:
- Impressos (antes da tempera), coloridos (verde, cinza, bronze)
- Opacos/translúcidos: com polimento superficial (jatos de areia ou ácido fluorídrico)
 
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VIDROS LAMINADOS

Duas ou mais lâminas de vidro fortemente interligadas, sob calor e pressão, por uma ou 
mais camadas de uma resina polimérica muito resistente e flexível (polivinil butiral: PVB)
 
PROCESSO DE FABRICAÇÃO: colagem sob alta pressão com temperatura e umidade 
controladas:
 
 
LAMINADO MAIS COMUM E USADO
 
2 lâminas de vidro float de 3mm e 1 película de PVB de 0,38mm.
CARACTERÍSTICAS:
1) FUNÇÃO DA QUANTIDADE, NATUREZA E ESPESSURA DOS ELEMENTOS 
Classificação em função do GRAU DE PROTEÇÃO desejado em:
- Antiacidente: contra choques acidentais, retém objetos evitando quedas
- Antivandalismo: p/ proteção de bens e quedas de pessoas
- Antiroubo: p/ proteção dos bens contra arrombamento e armasde pequeno e médio calibre
- Antibala: p/ proteção contra assaltos com armas pesadas
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2) EM CASO DE QUEBRA, OS FRAGMENTOS FICARÃO PRESOS AO PVB, MINIMIZANDO 
O RISCO DE LACERAÇÃO OU QUEDA DE PEDAÇOS DE VIDRO.
 
 3) FILTROS EFICIENTES DE UV
Tipo % de radiação UV filtrada em 380 nm
Vidro laminado de 6 mm; Espessura do filme de PVB: 
 0,38 mm
 0,76 mm
99,6
99,9
Vidro float (comum) de 12 mm 29,9
4) MELHORAM O DESEMPENHO ACÚSTICO de um envidraçamento 
Principalmente nas altas frequências > 800 Hz → 1000-2000 Hz: ruídos de tráfego e aviões 
para os quais os vidros comuns vibram bastante 
→ Efeito massa-mola-massa
Perda de transmissão sonora (dB)
 
Frequência (Hz) 
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5) CONTROLE E PROTEÇÃO SOLAR
Podem ser montados a partir de vidros termoabsorventes ou termorefletivos, usados 
como revestimentos refletivos de fachada. 
→ Evita problemas de distorção de imagens inerentes ao vidro temperado
 
 
 Vidro polido comum Vidro laminado comum Vidro laminado refletivo
VIDROS ARAMADOS
PROCESSO: passar o vidro em fusão, juntamente com uma malha metálica através de 
um par de rolos, de tal modo que a malha fique posicionada no centro do vidro.
 
→ QUANDO QUEBRA, não estilhaça e os fragmentos mantêm-se presos à tela metálica.
APLICAÇÕES: caixas de escadas, sacadas, coberturas, barreiras antifogo (antichama)
→ NÃO PODEM SER CORTADOS
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VIDROS AUTOLIMPANTES
COM REVESTIMENTO ESPECIAL HIDROFÍLICO A BASE DE DIÓXIDO DE TITÂNIO
1 - FOTOCATÁLISE (dióxido de titânio): exposição aos UV inicia a decomposição da 
sujeira orgânica e torna a superfície do vidro hidrofílica.
2 - AÇÃO HIDROFÍLICA: água da chuva (ou jato de água) forma um lençol sobre a 
superfície do vidro e enxágua a sujeira orgânica decomposta e o material mineral.
CONSEQUÊNCIAS
- Diminui a adesão da sujeira e da fuligem
- Torna-se limpo após uma chuva ou jato de água (não deixa manchas)
- Visão clara através da janela mesmo quando está chovendo
- Evita a utilização intensiva de detergentes poluidores e contribui para diminuir a 
freqüência de lavagens
APLICAÇÕES: janelas e portas de pátios, jardins de inverno, sacadas e instalações 
suspensas, fachadas envidraçadas, envidraçamentos suspensos.
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MATERIAIS DE SUBSTITUIÇÃO DO VIDRO
PLÁSTICOS QUE PODEM SUBSTITUIR O VIDRO NAS SUAS DEMAIS APLICAÇÕES
1) Polimetil metacrilato (PMMA): painéis transparentes
Vantagens: leve, boa proteção contra UV; são mais transparentes que os policarbonatos
Desvantagens: baixa resistência aos choques, à abrasão e ao envelhecimento 
 
2) Policarbonatos: painéis transparente 
Vantagens: leve, boa resistência aos choques e contra UV
Desvantagens: baixa resistência à abrasão e ao envelhecimento
 
3) Poliéster: fina película (50-200 µm) colada geralmente na face interna do vidro
Vantagens: reter os fragmentos de vidro em caso de quebra, efeito estético (colorido) e 
proteção contra os UV
Desvantagens: baixa resistência aos choques, à abrasão e ao envelhecimento, efeito estético.
COBERTURA TRANSPARENTE:
Característica Vidro laminado Vidro temperado Policarbonato
Peso - - +
Montagem/manuseio - - +
Resistência a riscos + + -
Resistência a impactos o - +
Resistência ao envelhecimento 
(manter transparência)
o + -
Filtro UV + - +
ARMAZENAMENTO
- EM PILHAS, APOIADAS EM UM MATERIAL QUE NÃO DANIFIQUE AS BORDAS 
(MADEIRA, BORRACHA):
 
- RESPEITAR O NÚMERO MÁXIMO DE CHAPAS POR PILHA:
 
- AS PILHAS DEVEM SER COBERTAS DE FORMA NÃO ESTANQUE, PERMITINDO 
VENTILAÇÃO, MAS EVITANDO INFILTRAÇÃO DE POEIRA ENTRE AS CHAPAS.
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FIBRAS DE VIDRO
LÃ DE VIDRO
- FABRICAÇÃO
- TIPOS E FORMAS DE APLICAÇÃO
* Projetada (por jateamento auto-aderente): sobre concreto, alvenaria, fibro-cimento, 
coberturas metálicas, etc.
 
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* Paneis rígidos revestidos ou não por uma folha de alumínio ou uma película de plástico: 
paredes duplas isolantes, revestimentos absorventes acústicos, redução de ruídos de impacto 
(em pisos flutuantes), miolos de divisórias, dutos de ar condicionado, barreira de vapor 
(revestido por uma folha de alumínio), etc.
 
 
* Em rolos (feltros flexíveis revestidos ou não por uma folha de alumínio) para isolação térmica 
de coberturas e forros, fabricação de telhas duplas isolantes, isolação acústica em paredes 
duplas, isolamento de ruídos de impacto em pisos
 
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- ISOLAMENTO TÉRMICO 
- ISOLAMENTO ACÚSTICO: CONCEITO “MASSA-MOLA-MASSA”; ELA É A “MOLA”
FIBRAS DE VIDRO
- Fabricação: Exemplo - Principal uso: como reforços com outros
 materiais de construção (poliéster, argamassas)
 
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