Apresentação Fabricação Vidro

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A INDÚSTRIA DO VIDRO
Introdução
Segundo a Associação Técnica Brasileira das Indústrias Automáticas de Vidro - Abividro, não se sabe ao certo o período e o povo que descobriu o vidro.
Egípcios, sírios, fenícios, assírios, babilônios, gregos e romanos, já realizavam trabalhos com o vidro.
historiador romano Pliny atribui aos fenícios a descoberta acidental do vidro:ao preparar uma fogueira numa praia nas costas da Síria para aquecer suas refeições, improvisaram fogões usando blocos de salitre e soda. Passado algum tempo, notaram que do fogo escorria uma substância brilhante que se solidificava imediatamente. Estaria então descoberto o vidro.
Introdução
Revolução Industrial: vidros automotivos.
Século XX: invenção de dois métodos chaves, no qual consistia em processo de folha estirada e o de flutuação (float).
Virada do século XX: 3 poderosos centros: França, Inglaterra e Bélgica.
Introdução
Fabricação mais moderna era a europeia (Fourcault).
Surgimento de uma indústria americana (Libbey Owens).
A Pittsbourgh Plate Glass Company de Fourcault implantou um processo de estiramento ainda melhor e a partir disso veio a ser um produtor mais importante.
Introdução
Começo do século XX: Ford Motor Company: produção em massa e aperfeiçoamento do produto prensado.
Pilkington Borthers juntamente com a Crown Glass Company: experimentos com o processo Ford para fazer folhas maiores.
1938: Pilkington criou uma máquina contínua de prensagem com cilindros, desgaste e polimento.
O vidro
Substância inorgânica, homogênea e amorfa, obtida através do resfriamento de uma massa em fusão. Suas principais qualidades são a transparência e a dureza.
Não é poroso nem absorvente e é ótimo isolador (dielétrico). Possui baixo índice de dilatação e condutividade térmica, suporta pressões de 5.800 a 10.800 kg/cm2.
O vidro
Figura 1 – Componentes químicos do vidro.
Fonte: http://www.cebrace.com.br/telas/vidro/default.asp
O vidro
Vidros coloridos: adição de Selênio (Se), Óxido de Ferro (Fe2O3) e Cobalto (Co3O4).
A sílica (SiO2) é o vitrificante, a soda (Na2O) baixa o ponto de fusão da sílica, o cálcio (CaO) estabilidade do vidro, magnésio (MgO) enriquece sua resistência mecânica, a alumina (Al2O3) reforça suas resistências, o cloreto de sódio, nitrato de sódio, óxido de selênio são afinantes. 
Classificação: quanto ao tipo
Vidro recozido: que após sua saída do forno e resfriamento gradual, não recebe nenhum tratamento térmico ou químico;
Vidro de segurança temperado: que foi submetido a um tratamento térmico, através do qual foram introduzidas tensões adequadas e que, ao partir-se, desintegra –se em pequenos pedaços menos cortante que o vidro cozido;
Vidro de segurança laminado: composto de varias chapas de vidro, unidas por películas aderentes;
Classificação: quanto ao tipo
Vidro de segurança aramado: formado por uma única chapa de vidro, que contem no seu interior fios metálicos incorporados a massa na fabricação. Ao quebrar os fios mantêm presos os estilhaços;
Vidro térmico absorvente: absorve pelo menos 20% dos raios infravermelhos, reduzindo desse modo o calor transmitido através dele;
Vidro composto: unidade pré-fabricada formada de duas ou mais chapas de vidro, selada na periferia formandovazios entra as chapas, contendo no interior gás desidratado, com a finalidade de isolamento térmico e acústico.
Classificação: quanto a forma e transparência
Chapa plana
Chapa curva
Chapa perfilada
Chapa ondulada
Vidro transparente
Vidro translúcido
Vidro opaco
Classificação: quanto ao acabamento da superfície
Vidro Liso
Vidro Polido
Vidro Impresso 
Vidro fosco
Vidro Espelhado
Vidro gravado
Vidro esmaltado
Vidro termo
Classificação: quanto a cor
Incolor 
Colorido
Tipos de vidro
Sílica vítrea
	O material mais empregado é a sílica ou óxido de silício (SiO2), muito abundante na natureza. Ela é nossa velha conhecida na forma da areia.
	Aquecendo-se areia de sílica ou cristais de quartzo com temperatura de fusão da sílica 1725°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, e outras com baixa expansão térmica, mas com resistência a choques térmicos ou estabilidade dimensional e também utilizada para produção de fibras óticas.
Tipos de vidro
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. São normalmente incorporados nas composições dos vidros como carbonatos acima de 550°C, os carbonatos reagem com a sílica formando um líquido silicoso e se a proporção de carbonato alcalino e sílica forem adequadas, formará um vidro com o resfriamento abaixo do ponto de fusão da sílica. A adição desses alcalinos diminui a resistência química do vidro.
Tipos de vidro
Vidros Sodo-Cálcicos	
	Vidros incorporados de elementos fundentes à sílica, que abaixam a temperatura de elaboração, mas mantêm características adequadas para os produtos. Estes fundentes são o óxido de sódio e o óxido de cálcio os quais, em conjunto com a sílica, produzem a família de vidro denominada silico-sodo-cálcico ou simplesmente sodo-cálcico.
	Empregados em: embalagens, vidraças, lâmpadas, artigos domésticos.
Figura 2 – Estrutura de um vidro sodo-cálcico.
Tipos de vidro
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.
Tipos de vidro
Vidros borossilicatos 
	Cerca de 13 a 28% de B2O3 e 80 a 87% de sílica; o coeficiente de expansão é baixa, a resistência ao choque é alta, com resistência e estabilidade química elétrica grande.
Tipos de vidro
Vidros alumínio-borossilicato 
	Compreendem o alumínio em porcentagem dez vezes mais do que nos vidros sodo-cálcicos, quando adicionado alumina (óxido de alumínio) na formulação de vidro silicato alcalino, é mais viscoso em altas temperaturas. O óxido de boro está presente com resultado de muita estabilidade química, utiliza-se em tubos de combustão, fibras de reforço, vidros com alta resistência química e vitro-cerâmicos.
Tipos de vidro
Vidros Modernos 
	Até o século XX, os vidros eram todos feitos artesanalmente, consistindo na técnica do sopro e de prensagem, sendo assim produzidos peça por peça. Mas ao passar dos anos essa produção foi se aprimorando e adquirindo novas técnicas, no inicio do século XX, foram introduzidos a produção, fornos contínuos a recuperação de calor e equipamentos com máquinas automáticas para gerar uma maior produção.
Tipos de vidro
Vidro Líquido 
	É uma resina epóxi de alta transparência, brilho, aderência e resistência, que apresenta ótimos acabamentos para materiais e peças decorativas, que simula uma cobertura de vidro, este pode ser aplicado sobre madeira, cerâmica, gesso, cartão, metais, papel e uma infinidade de outras superfícies.
Tipos de vidro
Vidro de segurança 
	São produzidos a partir do vidro float, com o objetivo de diminuir os acidentes causados pela quebra, estes são definidos como sendo aqueles que quando quebrados, produzem pequenos pedaços, causando um menor risco de causar acidentes.
Produção do vidro
O processo de flutuação (vidro float) 
	O processo "float" produz um vidro sem ondulações de superfície, eliminando assim a deficiência visual inerente ao processo denominado "por estiramento".
	As matérias-primas chegam às vidrarias já prontas para serem utilizadas. A massa de matérias-primas empregadas supera a massa de vidro correspondente produzida, pois algumas delas perdem gases durante o processo de elaboração.
Produção do vidro
Usina deComposição
	Chegando à vidraria, as matérias-primas são encaminhadas para a “usina de composição” que tem a função de armazenar, dosar e misturar os materiais.
Produção do vidro
Forno de Fusão
	Depois de pronta, a composição é levada ao forno, onde é fundida e transformada em vidro. Da mesma forma que a massa do bolo se transforma em bolo dentro do forno.
Produção do vidro
Refratários
	Todo o interior do forno é revestido de material refratário, feito especialmente para fornos de vidro devendo resistir ao calor e não contaminar o banho. Os fornos trabalham ininterruptamente por diversos anos e os refratários devem permanecer íntegros durante todo esse período. Depois de determinado período de funcionamento, que pode ser até superior a 15 anos, o forno é apagado para ser reformado, procedendo-se à troca dos refratários.
Produção do vidro
Processo de Conformação
	A conformação inicia quando o vidro ainda está viscoso e pode fluir. Ao mesmo tempo em que ele vai sendo conformado, ele se esfria e a viscosidade vai aumentando. O processo de conformação deve terminar no exato momento em que o vidro fica rígido para manter então a forma do produto final.
	Caso a conformação seja muito lenta e não termine antes do enrijecimento, não se chega ao produto desejado. Da mesma forma se ele for muito rápido e terminar com o vidro ainda fluido, pelo próprio peso, ele vai escoar e perder a forma necessária.
Produção do vidro
	As garrafas são sopradas dentro de um molde. No processo, primeiramente se faz uma pré-garrafa e, num segundo sopro, conclui-se a forma final. O processo é feito em duas fases, pois na primeira deve-se formar a boca, e no segundo, o corpo da embalagem.
Produção do vidro
Recozimento
	Durante a conformação, como consequência do fato de que a massa de vidro não se esfria por igual, são geradas muitas tensões. Devido a isso, o vidro deve ser recozido, ou seja, levado até a temperatura de recozimento para alívio de tensões e, em seguida, esfriado lentamente, todo por igual. Isto é feito no forno de recozimento que aproveita a própria energia térmica que os produtos trazem do forno.
Produção do vidro
Resumindo: 
Produção de vidro pirolítico 
Desenvolvido a partir do vidro float.
O processo consiste em unir quimicamente o revestimento ao vidro em um nível molecular enquanto ele está em nível semifundido por um processo conhecido como “Deposição por vapor Químico”.
Enquanto ainda não resfriado recebe, utilizando o processo de deposição química em fase vapor, um depósito de óxidos e sais em sua superfície.
O resultado desse processo é um vidro com o revestimento extremamente durável e estabilizado que está diretamente impregnado na superfície do vidro. Esse tipo de revestimento é conhecido como revestimento duro.	
Produção de vidro pirolítico 
Produção de vidro metalizado a vácuo
É utilizado o “sputteringmethod”, nesse método a aplicação dos óxidos e sais em uma câmara de vácuo, utilizando-se do bombardeio iônico e em uma atmosfera de plasma.
O princípio físico deste processo PVD reside fundamentalmente na troca de momento linear (e consequentemente energia mecânica) entre os íons do gás (Ar+) e os átomos constituintes do material do alvo. Como gás de trabalho empregam-se usualmente gases inertes.
Produção de vidro metalizado a vácuo
Produção de vidro autolimpante
É revestido com uma camada hidrofílica e fotocatalítica. Para a produção do autolimpante, o float recebe uma película com uma camada com partículas de dióxido de titânio (TiO2). Esse revestimento é ativado usando os raios UV, o processo fotocatalítico quebra a sujeira orgânica da superfície e previne a sujeira inorgânica de sujar a superfície.
A segunda parte do processo acontece quando a chuva ou um jato d’água atingem o vidro. 
Produção de vidro com baixa reflexão
Esses vidros são similares ao float comum, contudo tem uma baixa concentração de ferro em sua composição. Por isso esse vidro tende a ser transparente e não refletir. 
É muito utilizado em fachada de lojas. 
Produção de vidro low-e
Inicialmente aplicados em edifícios de países de clima frio.
Na fabricação o vidro que recebe uma camada extrafina de metal de baixa emissividade em um de seus lados, ela é inserida através do processo pirolítico.Essa fina camada filtra os raios solares intensificando o controle de transferência de temperaturas entre ambientes, sem impedir a transmissão luminosa.
Produção de vidro low-e
Produção de vidros blindados
É um vidro composto por múltiplas lâminas que protegem ambientes e veículos automotores contra impactos. Cada fabricante desse tipo de vidro pode ter uma composição específica. Na maioria das vezes, o vidro blindado é fabricado por meio de um processo de calor e pressão, que utiliza,intercaladamente, duas ou mais lâminas de vidro, polivinilbutiral (PVB) ou resina, poliuretano e lâminas de policarbonato. 
Produção de vidros blindados
Produção de telas resistivas
Telas resistivas são construídas por uma camada polimérica no topo e uma camada de vidro rígida na base, são separadas por espaçadores e tem seu interior revestido com um material transparente (ITO-óxido de índio e estanho). 
Produção de telas capacitivas 
Telas Capacitivas são compostas por duas camadas de vidro rígido, espaçadas, tendo sua superfície interna revestida com um material transparente (ITO-óxido de índio e estanho). O contato com a tela cria um impulso eletrostático que envia os dados para o controlador da tela touch que interpreta os dados. 
Produção de telas de ondas acústicas
Telas de ondas acústicas são compostas por uma camada de vidro, um refletor de ondas de som e um sensor. Ao tocar a superfície de vidro, 	ondas sonoras são refletidas para o sensor que interpreta os dados.
Produção de lentes foto cromáticas
As lentes foto cromáticas tem a capacidade de variar a absorção de radiação em resposta à radiação (raios UV), essa variação faz com que a lente se torne escura ao ser exposta a níveis maiores de radiação (por causa da adição de átomos de prata na composição do vidro).
Impactos ambientais
O vidro, quando levado para os aterros sanitários, não se decompõe, o que diminui a vida útil do aterro.
Central de triagem: separadas, trituradas e transformadas em pequenos cacos onde são fundidos a uma temperatura média de 1300ºC.
Impactos ambientais
A reciclagem permite também economizar energia, pois, para a fabricação de vidro a partir de cacos, é necessário que o forno da vidraria atinja a temperatura média de 1300ºC, enquanto que, utilizando-se apenas matérias-primas virgens, a temperatura do forno deve chegar a 1500ºC.
A reciclagem de vidro é muito utilizada em todo o mundo, representado significativamente a economia de matéria-prima e colaborando para a melhoria e qualidade ambiental.
Impactos ambientais
Contudo, esse tipo de reciclagem enfrenta algumas dificuldades, dentre elas: as péssimas condições de trabalho; falta de apoio do poder público e a não colaboração mútua da população.
Reciclagem: aumento de 40%.
Impactos ambientais
Entre os anos de 1993 a 1996 o volume da produção de vidros cresceu 82%. Destes, foram recuperados 62%. Hoje o vidro e plástico são os materiais mais reciclados no mundo, porém o vidro é mais recuperável devido a sua composição química.
No processo de reciclagem, ele é triturado até que se transforme em pó onde serão separadas as impurezas e depois encaminhado para as envasadoras.
Impactos ambientais
	Benefícios da reciclagem:
Diminuição de lixos (uma garrafa de vidro demora, em média, 4 anos para se decompor).
Companhias industriais em todo mundo têm recorrido a produção de vasilhames retornáveis afim de reduzir o impacto ambiental. 
Dúvidas???