UNIVERSIDADE FEDERAL DE MATO GROSSO DO SULDEPARTAMENTO DE QUÍMICA – CCETQUÍMICA INDUSTRIAL INORGÂNICAProf. Dr. Sérgio Carvalho de Araújo

A INDÚSTRIA DO VIDRO

1. Números do setor

Tabela 1. Principais indústrias e fornecedores.

INDÚSTRIAS FORNECEDORES

Aladdin Álcalis

Carbonato de Sódio/Barrilha

Owens-Illinois do Brasil S.A. Fosbel

Serviços de Inspeção c/ Endoscópio Reparos de Fornos pelo Processo de "Solda Cerâmica"

CIV Jundu

Areia Quartzosa, Sílica Moída, Calcário Calcítico, Dolomita e Feldspato

Divisão Vitrofarma Saint-Gobain Sefpro

Refratários

Electrovidro SCS

Carbonato de Sódio/Barrilha – Grau 100 e Grau 300

Guardian Solvay

Carbonato de Sódio/Barrilha, Soda Cáustica

Invicta

LG PHILIPS

Nadir

Owens Corning

Pilkington

Saint-Gobain

Sylvania

UBV

Vidraria Anchieta

Wheaton Brasil

Figura 1. Participação em vendas por segmento.

Tabela 2. Desempenho global do setor vidreiro.

2. História do vidro

O surgimento do vidro é incerto, mas registros do historiador romano Plinio

atribuem esta descoberta a navegadores fenícios, ao acenderem fogueiras nas areias do

rio Belo.

O que se sabe com certeza é que sírios, fenícios e babilônios já

utilizavam vidro desde 7.000 a.C., mas foi no Egito antigo, por volta do

ano 1.500 a.C., que o vidro começou a crescer, utilizado como adorno

pessoal, jóia e embalagem para cosméticos. Algumas dessas peças foram encontradas,

em perfeito estado de conservação, no sarcófago de Tutancamon.

Por ser naquela época a civilização dominante, os egípcios acabaram difundindo o

vidro e a sua técnica de fabricação para outros povos.

A revolução na produção aconteceu em 100 a.C., quando os fenícios inventaram o

tubo de sopro, permitindo a fabricação da maioria dos objetos.Na mesma época, os

romanos massificaram o uso do vidro, com a produção de objetos de uso cotidiano e a

sua utilização em janelas.Com o declínio do Império Romano, o vidro passou por uma

fase de pouco desenvolvimento, mas voltou à evidência no começo da Idade Média,

quando as igrejas católicas começaram a usar vitrais coloridos.

Em seguida, Veneza assumiu o papel de centro vidreiro do

mundo ocidental. A importância econômica dessa indústria levou à

proibição de artesãos estrangeiros na cidade, culminando com a

transferência, em 1291, de toda a indústria vidreira para Murano, com o propósito de

preservar as fórmulas secretas, transmitidas de pai para filho.

A era de modernidade do vidro começou no século XVII, com a contribuição de

vários países no aperfeiçoamento tecnológico, como a utilização em instrumentos ópticos,

a descoberta do vidro "float", técnica de produção de vidros em chapas com absoluta

perfeição. Em 1650 houve o aperfeiçoamento da rolha, aumentando o uso do vidro como

recipiente para acondicionar bebidas.

Com a Revolução Industrial, o vidro assumiu um papel definitivo na história da

humanidade. Basta olhar à volta e será possível ver o vidro presente em

janelas, pára-brisas de automóveis, telas de computadores e televisões,

copos, entre incontáveis outras aplicações. O modo de vida do homem

moderno seria praticamente impossível sem o vidro.

3. Tipos de vidro

a) Sodo-Cálcico:

Aplicação: Embalagens em geral: garrafas, potes e frascos.Vidro plano: indústria automobilística, construção civil e de eletrodomésticos.

b) Boro-Silicato:

Aplicação: Utensílios domésticos resistentes a choque térmico

c) Ao chumbo:

Aplicação: Copos, taças, cálices, ornamentos, peças artesanais (o chumbo confere mais brilho ao vidro).

4. Definição e Composição

Vidro é um produto inorgânico fundido e solidificado não cristalino (amorfo)

exibindo um diagrama de raio-X difuso. É descrito como um líquido superresfriado por

apresentar um arranjo local regular de átomos e um arranjo macroscópico não periódico

semelhante aos líquidos. Consistem de uma rede tridimensional de pontes de oxigênio

formando um tetraedro de SiO4.

Pode ser modificado pela incorporação de óxidos de outros elementos (B2O3,

P2O5, TiO2) ou cátions (Na+, K+, Ca2+, La3+) dentro da rede ou no espaço intersticial.

Os vidros apresentam excelentes propriedades dielétricas, alta resistência química,

baixo coeficiente de expansão térmica, excepcional alta transparência a luz UV. Seu alto

ponto de amolecimento e alta temperatura ( acima de 2000 0C) de trabalho são

desvantagens.

Figura 2. Especificação de matérias-primas para fabricação de vidro.

O vidro é composto basicamente por areia, calcário, barrilha, alumina e corantes ou

descorantes.

Uma das razões de o vidro ser tão popular e duradouro, talvez esteja na sua

análise, pois os vidros mais comuns, aqueles usados para fazer os vidros planos e

embalagens e que, tecnicamente, são denominados "sodocálcicos", têm uma composição

química muito parecida com a da crosta terrestre, que é a camada externa de nosso

planeta e onde vivemos:

Tabela 3. Composição química da crosta terrestre e dos vidros comuns.

Óxido % na crosta terrestre % nos vidros comuns

SiO2 (sílica) 60 74

Al2O3 (alumina) 15 2

Fe2O3 (Óxido de Ferro)

7 0,1

CaO (cálcio) 5 9

MgO (magnésio) 3 2

Na2O (sódio) 4 12

K2O (potássio) 3 1

Tabela 4. Composições típicas de vidros

Recipientes Vidro

plano

Vidro

de

laborat

orio

Vidro de

consumo

Branco Verde float

glass

Pyrex Cristal

ao

chumb

o

Vidro

prensa

do

SiO2 73.0 72.0 72.8 81.0 60.0 75.5

Al2O3 1.5 2.6 0.7 2.0 0.02 0.3

CaO 11.3 11.4 8.7 0.3 - 6.5

PbO - - - - 24.0 -

MgO 0.1 0.1 3.6 0.2 - -

Na2O 13.0 12.5 13.7 4.5 1.0 14.8

K2O 1.0 0.5 0.2 0.1 14.9 2.0

B2O3 - - - 11.4 - -

Fe2O3 0.04 0.5 0.1 0.15 0.02 0.01

Cr2O3 - 0.2 - - - -

5. Divisão do vidro por aplicação

a) Vidros para embalagem:Potes para alimentos, frascos e garrafas para bebidas, produtos farmacêuticos, higiene pessoal e mais incontáveis outras aplicações: a utilização do vidro para embalagens é uma das

Vidros para embalagem

Vidros Domésticos

Vidros Planos

Vidros especiais

mais antigas e freqüentes aplicações para o vidro. Por ordem de consumo, a maior utilização é a do setor de bebidas, principalmente com cervejas, seguida pela indústria de alimentos e, logo após, produtos não alimentícios, sobretudo farmacêuticos e cosméticos.

b) Vidros domésticos:São aqueles usados em utensílios como louças de mesa, copos, xícaras, e objetos de decoração como vasos.

c) Vidros planos:Os chamados vidro planos, fabricados em chapas, são consumidos principalmente pela construção civil, seguida pela indústria automobilística e moveleira, depois na produção de espelhos e um pequeno percentual para múltiplas outra aplicações. Além dos vidros translúcidos, um outro tipo de vidro plano, chamado impresso ou fantasia, atende, em menor quantidade, também o mercado da construção civil. Vários outros setores vêm aumentando seu consumo de vidro, como a indústria moveleira e o dos eletrodomésticos da chamada linha branca, como fogões, geladeiras, microondas etc.

d) Vidros especiais:São vidros com composições e características especiais, adequadas a necessidades muito específicas de utilização, como os usados na produção de cinescópios para monitores de televisão e computadores, bulbos de lâmpadas, garrafas térmicas, fibras óticas, blocos oftálmicos, blocos isoladores e até tijolos de vidro.

6. A Cor do Vidro

a) Embalagem

Uma das características mais interessantes do vidro é a cor. Os vidros podem se

apresentar desde o mais puro incolor até em infinitas cores, que também podem variar

desde uma leve tonalidade até a total opacidade.

Em questões de marketing a cor também é muito importante pois ajuda muito na

escolha do produto. Um exemplo são os frascos de perfumes que existem nas mais

diferentes formas e cores para chamar a atenção dos clientes. Além da função estética, a

cor do vidro tem também uma função utilitária.

Dependendo dos elementos que introduzimos na composição do vidro, este filtra a

luz, deixando passar alguns raios e retendo outros. Por isso se utilizam garrafas âmbar

para cerveja ou verde para o vinho, pois estes vidros impedem a passagem de certas

radiações (ultravioleta), que estragariam os produtos.

O vidro é o único material que possibilita a visualização do produto que ele contém,

ao mesmo tempo em que o protege contra radiações que o deteriorariam.

b) Vidro Plano

Neste caso os vidros planos de janelas, de prédios ou veículos, se utilizam o

mesmo princípio. Colore-se o vidro de maneira que ele impeça a passagem da radiação

responsável pelo aquecimento (infravermelha) mas permita a passagem da luz visível,

possibilitando a visão através das janelas. Desta maneira, o ambiente aquece menos e ao

mesmo tempo não se torna necessário utilizar iluminação artificial durante o dia,

economizando energia na iluminação e no ar condicionado.

Este também é o princípio dos vidros reflexivos, que são empregados nos prédios

modernos, durante o dia parece um enorme espelho. Na verdade, além de bonitos estes

vidros refletem boa parte da radiação solar que de outra forma estaria entrando e

aquecendo o ambiente. Note-se que nestes mesmos prédios, durante a noite, quando as

salas estão iluminadas, é possível enxergar de fora o seu interior, pois não há a radiação

intensa do sol que se reflete e ofusca a luz visível que sai do interior para o exterior.

6.1 Medindo e Produzindo a COR

Tecnicamente, em nossas fábricas, a cor é tratada de forma

científica, sendo medida por equipamentos sofisticados, que não

somente garantem que nossos produtos tenham as propriedades

adequadas mas também que a cor possa ser reproduzida ao longo

dos anos, sem nenhuma variação, pois, uma peça, seja de mesa ou

de janela, trocada mesmo depois de muitos anos, deve ter o mesmo

aspecto.

http://www.abividro.org.br/

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Para começar, quando nos referimos a esta ou aquela cor, evitamos confiar apenas

nos nossos sentimentos e a transformamos em números. Desta maneira, podemos

comparar cores produzidas com anos de diferença e ainda em fábricas diferentes sem

depender da nossa memória, afinal nossos produtos são feitos para durarem muitos e

muitos anos.

Quando colocamos uma amostra de vidro no equipamento de medir cor, que é

chamado de colorímetro, este nos fornece números que permitem localizar a cor no

gráfico da figura ao lado.

Podendo assim, se necessário produzir a mesma cor do vidro antigo em um novo

produto igual.

6.2 Controle da cor no vidro branco

Como primeira idéia, o vidro branco é considerado um material sem cor, mas na

realidade todos os vidros "brancos" tem uma cor presente de graus variáveis. A cor varia

de um azul muito pálido até uma tonalidade rosa-morango em diversos graus de

concentração.

O grau de cor presente (pureza) depende da qualidade dos ingredientes que se

enfornam. Isto inclui as matérias primas, caco e, num grau menor, as condições em que

se funde o vidro.

Os agentes corantes mais comuns encontrados no vidro branco é o ferro (Fe) e o

cromo (Cr), e o efeito destes materiais na cor varia com o estado da Valencia de cada um

com o vidro fundido. Podemos ter um efeito diferente dependendo onde temos um estado

oxidante (+) ou reduzido (-). Ser oxidante ou redutor depende dos ingredientes da mistura

e também da atmosfera do forno em si mesmo.

A contaminação do caco também tem um importante papel nas condições de

oxidação / redução (redox). Esta contaminação está geralmente na forma de materiais

orgânicos (lixo, comida, plástico, papel, etc.)

6.3 O efeito do ferro na cor

O ferro se encontra no vidro no estado tri-valente (Fe2O3), que é o mais oxidado

(+) e no estado bi-valente (FeO) que é mais reduzido (-).

O efeito corante do FeO é de 5 ou 6 vezes mais que o Fe2O3. Portanto é mais

desejável manter o máximo de ferro no estado de Fe2O3. Este Fe2O3 impacta ao vidro

um tinta ligeiramente amarelo-verdoso e o FeO dá um tinte mais azul-verdoso, somente

mais intenso para a mesma quantidade.

6.4 O efeito do cromo na cor

O óxido crômico (Cr2O3) é agente corante primário para todos os vidros verdes,

devido a que o cromo dá uma grande coloração de verde ao vidro branco. O cromo no

estado reduzido (Cr2O3) da uma tonalidade fortemente esverdeada ao vidro, enquanto o

cromo no estado oxidado (Cr2O3) dá uma cor mais amarelo-verdosa. O mesmo que no

caso do ferro, o cromo se incorpora no vidro pelas matérias primas, caco e outras

contaminações.

6.5 Descoloração do Vidro branco

A descoloração do vidro branco na realidade é um mascaramento das tonalidades

verdosas impactadas pelo ferro e cromo com materiais, atualmente agente corantes, que

neutralizam o verde dando ao vidro uma tonalidade menos questionável. Os agentes

oxidantes também são utilizados para manter o estado de oxidação sob controle. Os

materiais descolorantes mais comumente utilizados é o selênio, o qual, por ele próprio dá

uma tonalidade rosa-morango ao vidro, e o cobalto que dá ao vidro uma tonalidade

azulada.

Estes materiais se utilizam juntos em diferentes proporções para obter a tonalidade

de cor aceitável para os diferentes clientes. Qualquer cliente poderia desejar uma

tonalidade qualquer entre o rosa e o azul que realce seu produto, ou ao menos não

desfavoreça sua aparência.

6.6 Vidro âmbar

A cor âmbar está formada pela combinação dos íons Fe3+ e S=, junto com os íons

Na+. Apesar de a cor envolver íons oxidantes e redutores, o vidro âmbar é fortemente

reduzido. Isto devido ao estado de Valencia do enxofre que muda mais facilmente que os

íons de ferro ou sódio.

Portanto, enquanto praticamente todo o enxofre se reduz, somente ao redor de

85% do ferro é reduzido e todo o sódio permanece oxidado.

A cor âmbar se controla observando o nível de redox, geralmente com uma fonte

de carvão. Adicionando mais carvão se reduz mais o enxofre a sulfeto (S=) e escurece a

cor.

Não obstante, deve existir suficiente Fe2O3 presente para combinar-se com o S= e

formar a cor central. De fato, com mais Fe2O3 presente, se requer menos S= para chegar

ao ponto.

Isto é importante porque um nível baixo de enxofre dissolvido significa que o vidro

estará menos propenso a produzir bolhas (blisters). As experiências mostram que o ferro

total, expressado como Fe2O3, deve estar entre 0.28 a 0.30 % em peso.

Como a cor âmbar depende do redox do vidro, qualquer coisa que mude o nível do

redox afetará a cor. Os agentes oxidantes tais como sulfato de sódio, gesso, etc. clareiam

a cor enquanto os agentes redutores como carvão e alumínio metálico o escurecem.

Como o Fe2O3 está envolvido, o ferro metálico geralmente provoca manchas escuras

(dark streaks) no vidro âmbar.

Ao se agregar ao vidro âmbar um agente redutor potente, ou ainda uma grande

quantidade de um agente redutor normal, pode se clarear a cor em lugar de escurecé-la.

Isto acontece porque após reduzir todo o enxofre, o agente redutor começa a afetar o

Fe2O3, reduzindo-o para FeO. Isto deixa Fe2O3 insuficiente para formar os centros de

cor e a cor clareia. O vidro está agora super reduzido. As tentativas para escurecer a cor

com adições de carvão resultam em clareamentos da mesma. O passo apropriado é

retirar carvão ou adicionar um agente oxidante, como sulfato de sódio.

Um vidro âmbar super reduzido tem freqüentemente um alto nível de seeds e tem

tendência a formar bolhas (blisters).

Aumentar a utilização de caco no âmbar, às vezes super reduz o vidro âmbar. O

caco âmbar contém tão baixos teores de enxofre, a grande parte dele já reduzido, que

não existe suficiente sulfeto presente para refinar o vidro e permanecer reduzido pelos

contaminantes do próprio caco. Frequentemente é necessário aumentar o sulfato de sódio

quando o nível de caco atinge 50 % ou mais.

6.7 Vidros verdes

Todas as cores verdes contêm Cr2O3 em algum nível. A cor atual depende da

quantidade de Cr2O3 e outros corantes específicos para uma determinada cor verde

particular que se deseje fabricar. Por exemplo, o verde esmeralda contém perto de 0.125

% de Cr2O3 enquanto o verde Georgia contém perto de 0.018 % de Cr2O3 e 0.002 % de

CoO. O verde Georgia é uma cor muito menos intensa que o verde esmeralda e também

tem uma ligeira cor azulada.

O verde Champagne contém perto de 0.20 % de Cr2O3, 0.01 % de CoO, e perto

de 0.025 % de NiO. O óxido de níquel absorve quase uniformemente no espectro visível

pelo que confere uma tonalidade cinza ao vidro.

Todos os vidros verdes mencionados têm praticamente o mesmo redox que o vidro

branco, ou seja perto de +10. Alguns clientes desejam um vidro verde que absorva luz na

parte ultravioleta do espectro; isto é, menos que 400 nm de comprimento de onda. No

passado isto era obtido utilizando CrO3 como corante e mantendo o vidro fortemente

oxidado.

Devido à toxicidade de Cr6+ e a dificuldade em refinar um vidro fortemente oxidado

se desenvolveu um método diferente. O vidro verde champagne absorvente do

ultravioleta tem um redox de aproximadamente -5.

A absorção ultravioleta se deve a uma cor levemente âmbar que se mascara com

0.20% Cr2O3. Não se utiliza óxido de níquel. A leve cor âmbar e o redox negativo se

obtêm utilizando caco âmbar.

7. Produção do vidro

7.1 Preparação da Composição

As matérias-primas, que são granuladas em sua maioria, são armazenadas em

silos. Estes silos alimentam balanças, que têm a finalidade de dosar a quantidade

adequada de cada uma delas.

Após a pesagem, todas as matérias-primas são conduzidas a um misturador, que

tem a finalidade de produzir uma mistura homogênea de todas elas, a qual passa a ser

chamada de composição ou mistura vitrificável.

A composição é conduzida ao forno de fusão, onde, sob o efeito do calor, se

transformará em vidro.

7.2 Fusão

O local onde a composição é fundida e transformada em vidro fundido é chamado

de forno de fusão ou simplesmente forno. Os fornos utilizados são todos contínuos,

constituídos de uma grande piscina de vidro fundido, sendo alimentados continuamente

em um lado pela composição que, por efeito do calor vai se fundir e se incorporar ao

banho, sendo que, no lado oposto, o vidro já elaborado é conduzido às máquinas de

conformação. Para manter a "piscina" aquecida e fundir-se a composição nova, queima-

se óleo ou gás sobre o banho.

7.3 Conformação

Nesta fase, a massa fundida e viscosa de vidro é transformada em um produto

final. Existem inúmeras formas de realizá-la, dependendo do produto e quantidade que se

pretende e dos recursos disponíveis. Uma garrafa pode ser feita através de sopro,

utilizando-se nada mais que uma cana ou através de sofisticadas máquinas.

Porém, em qualquer um dos casos, o que acontece é o seguinte: à medida em que

o vidro fundido vai esfriando, vai ficando cada vez mais viscoso. Existe um intervalo de

tempo certo para se conseguir dar a forma ao produto. No início, a massa deve estar mole

o suficiente para poder ser conformada, mas não mole em excesso, pois é impossível

conformar um líquido, como por exemplo, a água. Se demorar muito, o vidro fica rígido e

não dá mais para mudar sua forma. Por outro lado, se a forma é dada muito rapidamente,

o vidro ainda vai estar mole depois de pronto e vai fluir ou se "esparramar", como um

sorvete que esquentou, perdendo a forma.

Este tempo que o vidro leva para enrijecer depende da velocidade de esfriamento e

também da sua análise, ou seja, da formulação da composição que foi levada ao forno

para ser fundida. Por exemplo, um vidro que vai ser trabalhado manualmente, por um

artista, deve demorar mais para enrijecer e, desta maneira, dar tempo para o artesão

realizar todos os detalhes do seu trabalho. Por outro lado, um vidro que vai ser

conformado em uma moderna e rápida máquina automática deve enrijecer depressa, para

não comprometer o ritmo da fabricação.

A fase de conformação ocorre no mesmo edifício onde se encontra o forno, sendo

que o vidro é conduzido ainda fundido até as máquinas através de canais chamados de

feeder ou simplesmente canal.

A fase de conformação do vidro é diferente, conforme o tipo de produto a ser fabricado:

a) Fabricação de Vidro de Embalagem

Quando o vidro já esta pronto para a conformação, ele é

conduzido do forno até as máquinas de conformação,

chamadas IS, através de canais conhecidos como feeders,

o que significa "alimentadores" em inglês.

A finalidade dos feeders, além de conduzir o vidro,

do forno até o local onde estão as máquinas, é de condicionar

a sua temperatura, aquecendo-o ou esfriando-o, de acordo com

a necessidade. No início da conformação, o vidro deve ter uma temperatura que lhe

confira uma viscosidade baixa o suficiente para poder ser conformado, mas alta o

suficiente para manter a forma adquirida. Peças maiores exigem menor temperatura do

que peças menores.

A extremidade do feeder, chamada de panela, tem um orifício na parte de baixo,

por onde sai o vidro. Dentro da panela, há um pino, que sobe e desce continuamente,

empurrando o vidro pelo orifício. Ao mesmo tempo em que o vidro é empurrado para fora,

formando uma gota, um par de lâminas metálicas, chamadas de tesoura, corta a gota que

cai e, através de uma canaleta, é conduzida a um dos moldes da máquina IS, onde será

feita a primeira etapa de conformação.

A gota cai dentro do bloco onde, primeiramente, será formado o gargalo. Para

garantir que este seja bem completo, faz-se uma compressão com ar por cima. A seguir,

ar é soprado por dentro do gargalo, criando o vazio interno da embalagem e formando o

"parison" , que é a primeira etapa da conformação.

Em seguida, o bloco se abre, e o parison é transferido para o molde, que dará a

forma final do produto. Dentro do molde, o parison permanece por alguns instantes, para

que a pele do vidro, que teve contato com o bloco metálico e se esfriou, se reaqueça com

o calor vindo do núcleo do vidro. Finalmente, é soprado ar no interior, que vai empurrar o

vidro contra o molde, definindo a forma final. O molde então se abre, e a embalagem

pronta é extraída e conduzida ao forno de recozimento, onde é esfriada lentamente, até a

temperatura ambiente, para aliviar as tensões.

Este processo é chamado de soprado-soprado, pois tanto o parison como o

produto final são produzidos por sopro. Existe um outro processo, chamado de prensado-

soprado, que é semelhante ao anterior, diferindo apenas pela formação do parison, que é

feita por prensagem, através de um pino, e não por sopro. Este processo é mais

adequado a potes e peças muito leves, nas quais se deve garantir uma perfeita

distribuição do vidro em todas as regiões da parede da embalagem.

b) Fabricação da Linha Doméstica

Os artigos de mesa produzidos pela SAINT-GOBAIN

VIDROS S.A. dividem-se em duas grandes famílias:

• os de vidro sodocálcicos , que são o Duralex e o Colorex (pratos, copos e xícaras nas

diversas cores);

• e os de vidro borossilicato , que são os produtos Marinex (travessas, jarras, prato de

microondas etc.).

A diferença fundamental entre os dois tipos de vidro é que o Marinex é mais

resistente a choques térmicos, podendo ser levado ao forno.

O princípio de fabricação é o mesmo para todos: O vidro, depois de elaborado e

condicionado termicamente, é cortado em gotas, que têm exatamente a quantidade de

vidro necessária para a obtenção da peça final.

As gotas caem em um dos moldes que estão situados em uma mesa giratória.

Estes moldes vão dar a forma externa da peça. Uma vez que a gota tenha sido

depositada no molde, a mesa gira, e a gota passa para uma posição onde vai ser

prensada com um molde, que conforma a parte interna, forçando o vidro a adquirir seu

formato final.

Novamente a mesa gira, passando a uma posição onde o vidro é esfriado, até se

enrijecer e não mais perder sua forma. Ao mesmo tempo, nova gota é prensada.

Neste ponto, se for uma peça que tem aba, como uma xícara, o molde se abre, pois ele é

feito em duas metades, para liberar a peça. No caso de pratos e travessas, o molde é

inteiriço.

A partir daí, a peça é retirada do molde por um robô, chamado de take-out, e

transferida para um forno chamado de REC, onde a temperatura é homogeneizada,

preparando a peça para a têmpera. Logo após a saída do forno REC, a peça é

temperada, através de fortes jatos de ar direcionados a toda superfície.

Os artigos de mesa são os únicos que podem ser temperados imediatamente após

a conformação, pois não são submetidos a posterior transformação, como corte ou

furação. A vantagem da têmpera é que o produto fica mecanicamente mais resistente,

menos sujeito a lascar durante o uso, e, em caso de quebra, os cacos são menores,

reduzindo os riscos de ferimentos. Após a têmpera, o produto já está pronto, devendo

apenas ser esfriado, passar pelos controles de qualidade, ser embalado e vendido.

c) Vidro Plano Liso – Processo Float

O processo float foi inventado em 1959, por Alastair

Pilkington. A idéia surgiu quando este senhor, ajudando sua

esposa a lavar a louça, notou que porções de óleo não se

misturavam com a água na pia, permanecendo na forma de

lâminas sobre esta. A partir daí, ele procurou um metal que

fizesse o mesmo papel da água, onde o óleo seria o vidro.

Pesquisando os elementos existentes, ele chegou ao estanho,

pois este é bem mais denso que o vidro e continua líquido, não se misturando com ele,

nas temperaturas em que se dá o enrijecimento do vidro (de 1100ºC a 600ºC).

Ao despejarmos um líquido menos denso sobre outro mais denso, sendo ambos

imiscíveis (como água e óleo), o menos denso vai formar uma lâmina sobre o mais denso,

resultando uma espessura dita "de equilíbrio", que depende de alguns fatores. Quando se

despeja o vidro fundido sobre o estanho, a tendência é de se formar uma lâmina de 5 a 6

mm de espessura. O banho de estanho deve ser longo o suficiente para que dê tempo

para o vidro esfriar, dos 1100ºC na sua entrada, até 600ºC, na saída, quando estará

rígido.

A vazão de vidro é determinada, na saída do forno de fusão, por um registro que

regula o fluxo (chamado de "tweel", pronuncia-se tuil). A espessura do vidro é

determinada pelo balanço entre as tensões superficiais, a força de gravidade e a

velocidade de extração. Aumentando-se a velocidade, a fita afina; diminuindo, ela

engrossa. O controle da temperatura de saída é muito importante, pois, se estiver muito

quente, o vidro ficará marcado pelos rolos que o conduzem pelo forno de recozimento

(chamado de estenderia); e se estiver muito frio, poderá se romper. A velocidade de

extração do vidro é justamente proporcionada pela tração destes rolos na fita contínua de

vidro saindo do float e entrando na estenderia.

Além dos parâmetros acima, a espessura é controlada pelo uso de até 8 máquinas

chamadas de "top-roll" (rodas dentadas que pinçam o vidro pelas bordas e que têm

rotação e ângulos variáveis e regulados por motores).

Para a produção de vidros de 5 a 6 mm de espessura, os top-rolls ficam paralelos

ao fluxo de vidro e o controle da espessura se faz pela velocidade de extração.

Para vidros mais finos que a espessura de equilíbrio, eles são dispostos para

formar ângulos divergentes, tendendo a esticar a lâmina, em conjunto com uma maior

velocidade de extração.

Para vidros mais grossos, eles são dispostos em ângulos convergentes, tendendo

a empurrar o vidro da borda para o centro, em combinação com uma menor velocidade de

extração. O estanho, embora sendo o melhor elemento para se utilizar no processo, tem

um sério inconveniente: ele se oxida em contato com o oxigênio, nas temperaturas

exigidas pelo vidro. Então, é necessário que todo o banho de estanho fique enclausurado

dentro de uma grande caixa, onde se injeta nitrogênio. Dentro desta caixa, há, também,

uma série de resistências elétricas que garantem um perfil térmico conveniente desde a

entrada até a saída do vidro.

d) Processo de Fabricação de Vidro Impresso

O Vidro Plano Impresso é popularmente conhecido como

"vidro fantasia".

Este é um produto aplicado em janelas e divisórias, onde

se deseja a passagem de luz, sem, entretanto, permitir que se

enxergue através dele, mantendo a privacidade do ambiente. Por ser produzido em

diversas combinações de cores e padrões (desenhos), é muito aplicado também com

finalidade decorativa.

O processo de fabricação consiste na passagem do vidro já elaborado, na saída do

forno, em torno de 1200 0C, entre dois rolos metálicos e refrigerados com água corrente

em seu interior, que ao mesmo tempo o conformam e o esfriam.

O rolo superior é liso ou, em alguns casos, com uma estampa bem delicada, e o

inferior é o que efetivamente imprime o padrão desejado ao vidro. A espessura do vidro é

determinada pelo espaçamento entre os dois rolos laminadores.

Após a saída dos rolos laminadores, a fita de vidro, que ainda não está

completamente rígida, é conduzida por um conjunto de rolos até a entrada do forno de

recozimento, onde se produz a diminuição da temperatura, de maneira lenta e gradual,

até a temperatura ambiente.

Na saída do forno de recozimento, a fita é cortada em chapas, nos tamanhos

adequados, passando pelo processo de controle de qualidade, embalagem,

armazenagem e expedição.

Um produto muito especial, produzido em São Vicente, é o vidro armado, ou seja, o

vidro recebe no seu interior uma tela metálica, que é introduzida na entrada dos rolos

laminadores. Este é um vidro de segurança, o que significa que, mesmo em caso de

quebra, a tela metálica segura os pedaços de vidro, garantindo o fechamento do vão. Por

essas características ele é muito empregado em varandas e coberturas. Quando aplicado

em divisórias de ambientes, em caso de incêndio também retém bastante a passagem do

fogo.

e) A Produção de Lã de Vidro

A lã de vidro, além de ser um excelente isolante térmico

e acústico, apresenta diversas vantagens adicionais: é muito

leve, não é inflamável, aumentando muito a segurança

dos edifícios onde é aplicada, e, por ser de vidro, é

extremamente durável.

A lã de vidro é comercializada em diversos formatos,

tais como painéis, mantas e tubos.

Mas, como é produzida a lã de vidro?

O vidro já elaborado e a cerca de 1000ºC, passa por um furo, que se encontra no

fundo do canal conectado à saída do forno. Este canal é chamado de feeder, e o furo, de

fieira. A fieira tem um sistema de aquecimento elétrico, que permite controlar a

temperatura do vidro que passa por ela. Quanto mais quente ele estiver, menos viscoso

será, ou seja, fluirá com mais facilidade.

O vidro cai, então, dentro de um copo que tem furos em toda sua lateral. Este copo

está preso no centro de um prato, que também apresenta furos em toda sua lateral.

Ambos, copo e prato, giram à mesma rotação.

O vidro que cai no interior do copo é expulso através dos furos, tanto do copo como

do prato, por centrifugação. As fibras que se fornam, quando o vidro sai pelos furos do

prato (como um algodão doce), recebem um forte jato de gás e ar queimados, que fazem

com que as fibras se alonguem e, conseqüentemente, se afinem, ao mesmo tempo em

que são empurradas para baixo.

Em seguida, as fibras passam através de um anel de pulverizadores, que as

impregnam de resina. Umedecidas com resina, passam, em seguida, através de dois

jatos opostos de ar, que têm a finalidade de entrelaçá-las. As fibras entrelaçadas caem

sobre uma esteira metálica com furos. Na parte inferior desta esteira, estão conectados

dois potentes ventiladores, que succionam as fibras que, desta maneira, ficam retidas na

esteira. É a velocidade da esteira, para uma mesma extração de vidro, que determina a

densidade do produto fabricado.

As fibras vão se depositando umas sobre as outras, formando um tapete. Este

tapete é transferido para uma segunda esteira, que o conduz a uma estufa.

Dentro da estufa, há uma segunda esteira por cima do tapete, cuja regulagem dá a

espessura final do produto. No tapete de fibras é aplicado gás quente, endurecendo a

resina. Na saída da estufa, o tapete é cortado, formando painéis nos tamanhos

necessários, os quais, entre outras finalidades, serão utilizados para a produção de forros.

Além dos painéis, a lã de vidro pode ser apresentada na forma de mantas que, ao

serem instaladas, adquirem a forma da máquina ou imóvel que se vai isolar. Nesse caso,

o produto não recebe aplicação de resina, sendo comercializado na forma de grandes

rolos.

f) A Produção de Fibra de Reforço

Antes de explicar como se obtém a fibra de vidro,

vamos entender como elas reforçam outros materiais.

Imaginemos um cubo de borracha sobre uma mesa. Se, com o

dedo, o pressionarmos para baixo, ele vai se encolher na altura e vai engordar ou inchar

nas laterais.

Agora, imaginemos que, dentro desta borracha, haja vários fios, muito resistentes,

espalhados e misturados com a massa de borracha. Quando fôssemos tentar pressionar

o cubo de borracha, alguns destes fios impediriam o inchamento lateral. Desta maneira,

seria mais difícil achatar a borracha, que fica reforçada pela presença destes fios ou fibras

no seu interior. Este é o princípio de utilização dos materiais compósitos, ou seja, aqueles

em se combina a propriedade de dois materiais, obtendo-se, assim, propriedades que

nenhum deles apresenta sozinho.

A fibra de vidro tem, portanto, a finalidade de adicionar a propriedade de resistência

mecânica aos plásticos que, reforçados, se prestam a muitas outras finalidades, como,

por exemplo, piscinas, carros, prancha de surf, trens, aviões e milhares de outras, que

seriam impossíveis sem a presença da fibra de vidro.

Para produzir as fibras, o vidro, já elaborado, passa a 1230ºC por placas metálicas

de platina, chamadas de fieiras, que possuem milhares de furos de um ou dois milímetros

de diâmetro. Após passar pelas fieiras, os fios são estirados mecanicamente (são

esticados) numa grande velocidade, para gerar filamentos de 8 a 25 mícrons de diâmetro

(um mícron = 0,001 milímetro).

Imediatamente após a fase de estiragem e antes de se unirem para formar os fios

de base, os filamentos são impregnados com uma solução aquosa de compostos

(geralmente orgânicos), processo chamado de encimagem, que tem a função de proteger

a superfície da fibra e garantir a sua perfeita aderência ao material que ela vai reforçar.

Existem diversos tipos de encimagem, dependendo do fim a que se destina a fibra.

Em seguida, as fibras, que rapidamente se esfriam, por serem muito finas, são

enroladas na forma de novelos em bobinas de cartolina. O fio de vidro, por ser muito fino

(mais fino que um fio de cabelo), é bastante flexível.

As bobinas com as fibras recém-encimadas são levadas a uma estufa, onde,

através do calor, os produtos da encimagem se solidificam e perdem a água, ganhando a

sua forma definitiva, num processo chamado de polimerização.

Após a polimerização, a fibra de vidro é submetida a transformações que resultam

nas diferentes formas de apresentação sob as quais é comercializada:enrolado em

rovings (bobinas); cortado (fio cortado com cerca de 3 mm de comprimento); tecido;

picotado e espalhado sob manta de ligante (Mat).

Essas diferentes formas de apresentação têm a finalidade de adequar as fibras à

forma de utilização e aos diversos tipos de plásticos que elas irão reforçar, o que faz da

fibra de vidro um material extremamente versátil, com muito mais que 1001 utilidades.

8. Recozimento (tratamento térmico)

Finalmente, independente da composição e do processo de conformação, a peça

de vidro, depois de conformada, deve ser recozida, isto é, deve ser esfriada lentamente

até a temperatura ambiente, aliviando, desta forma, as tensões que normalmente surgem

durante a conformação e que, de outra forma, quebrariam ou pelo menos fragilizariam a

peça. Existem duas exceções: as fibras, pois são muito finas e por isso não requerem

recozimento, e alguns produtos domésticos, que já são temperados diretamente ao final

da linha (o Duralex, por exemplo). O recozimento visa eliminar essas tensões. Os artigos

são reaquecidos até a temperatura de relaxamento das tensões, mantidos a esta

temperatura pelo tempo necessário ao relaxamento (varia em função do artigo) e

resfriados controladamente até a temperatura ambiente. O recozimento é realizado em

fornos tipo túnel, cuja entrada fica perto de onde se faz a conformação, e a saída, no local

onde o produto passa por inspeção e controle da qualidade. No float, estes fornos são

chamados de estenderia e, na embalagem e doméstico, de archa de recozimento ou

simplesmente forno de recozimento.

A partir daí, o vidro está pronto para ser inspecionado, embalado ou transformado

(decoração na embalagem, ou recorte e têmpera, no caso do vidro plano, por exemplo.)