Tecnologia Vidrio

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UAPUNIVERSIDADALASPERUANAS

FACULTAD DE INGENIERÍAS Y ARQUITECTURA

ESCUELA PROFESIONAL

INGENIERÍA CIVIL

Asignatura: CONSTRUCCIONES II

Tema:

“ VIDRIO”

Docente: Ing. Marco Antonio ichillumpavargas

GRUPO Nº 4

Integrado por:

→ John Mamani Huamán Código:2009183723

CUSCO - 2011



EL VIDRIO – CONSTRUCCIONES II UAP - Ing. Civil

PREFACIO

El presente trabajo tiene como objetivo principal dar

a comprender las propiedades del vidrio y su

comportamiento; así como que quién llegue a leer esta

investigación comprenda lo útil que son los vidrios en lavida cotidiana.

Se abarcarán apartados con las propiedades tanto

físicas, como químicas y demás, con importancia acerca

de los vidrios; posteriormente se hablará de aplicaciones

y usos a futuro.

En la vida cotidiana los vidrios pueden convertirse

en un material con el cual tenemos contacto siempre, sin

excepción, tanto que las personas entienden muy bien

los tipos de cuidados que se deben tener con artículos

hechos de estos materiales y se podría decir que

intuitivamente se entienden sus características y debido

a eso tomen cuidados.

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EL VIDRIO

1. GENERALIDADES DE LOS VIDRIOS.

Los vidrios son materiales cerámicos no cristalinos; se denominan como

materiales amorfos (desordenados o poco ordenados), inorgánicos, de fusión quese ha enfriado a una condición rígida sin cristalizarse. El vidrio es una materiainerte compuesta principalmente de silicatos. Es duro y resistente al desgaste, a lacorrosión y a la compresión.

Anteriormente la materia prima para la fabricación del vidrio eran solamente lasarcillas. Con el paso del tiempo se fueron implementando nuevos elementos a lafabricación del vidrio para obtener diferentes tipos.

En la actualidad muchos materiales desempeñan un papel importante, pero lasarcillas siguen siendo fundamentales.

• PRESENCIA EN LA NATURALEZA

Los vidrios en sí no son comunes de encontrarse en la naturaleza por sí solos, yaque para que exista un vidrio, tiene que existir un proceso de fabricación.

Sin embargo sus materias primas, como lo son las arcillas son encontradas enmucha proporción en la tierra pues como anteriormente se mencionó, es elresultado del desgaste con el tiempo de la tierra, e incluso en algunos segmentosla arcilla estorba para procesos.

2. PROPIEDADES FISICAS

• COLOR

En cuestiones del color en los vidrios, el color es originado por los elementosque se agregan en el proceso de fusión, llamados colorantes (Tabla 1).

ELEMENTO COLOR

Óxido de cobalto Rojo azuladoÓxido ferroso AzulÓxido férrico AmarilloÓxido de cromo Verde grisáceo

Trióxido de cromo AmarilloÓxido de cobre Verde azuladoÓxido de uranio Verde amarillento fosforescenteSelenio elemental RosaSulfuro de cadmio coloidal Amarillo

Tabla 1. Elementos que dan coloración al vidrio.

• TEXTURA

La superficie de los vidrios puede variar en cuestiones de brillo, esto depende

del proceso de fundido en el que se haya quedado. Un vidrio completamentefundido presenta un brillo, porque el vidrio se nivela y aplana cuando se funde,

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formando una superficie extremadamente lisa, dicha homogeneidad es una muybuena característica del material pues lo hace mas fácil de limpiar.

Cuando un vidrio no se funde completamente en el proceso de cocción o en sudefecto su viscosidad es todavía alta, la superficie resulta ser rugosa y por lotanto con tendencia a mate; el vidrio mate es a la vez opaco por el defecto en laaspereza de su superficie haciendo que no haya transparencia.

El vidrio mate puede hacerse a propósito si se somete al vidrio a un enfriadolento. Los vidrios mate son muy atractivos para usos artesanales, con la únicaventaja que son difíciles de limpiar.

• PESO

El peso en los vidrios difiere de acuerdo a su composición de los vidrios típicossegún su uso (tabla 2).

Vidrios SiO2 Al2O3 CaO Na2O B2O3 MgO PbO OtrosSílice Fundido 99Vycor 96 4Pyrex 81 2 4 12Jarras de vidrio 74 1 5 15 4Vidrio paraventana

72 1 10 14 2

Vidrio Plano 73 1 13 13Focos 74 1 5 16 4Fibras 54 14 16 10 4Termómetro 73 6 10 10Vidrio de Plomo 67 6 17 10% K2O

Cristal óptico 50 1 19 13% BaO, 8% K2O,ZnO

Vidrio óptico 70 8 10 2% BaO, 8% K2OFibras de vidrio -F

55 15 20 10

Fibras de vidrio-S

65 25 10

Tabla 2. Composición de vidrios típicos (en porcentaje en peso)

• MALEABILIDAD

Los vidrios presentan maleabilidad cuando se encuentran en su etapa defundición pues pueden ser moldeados y es la etapa de maleabilidad del vidrio,pues es donde se les da las formas deseadas ya sea por moldes o por cualquierotro método. Los principales métodos empleados para moldear el vidrio son elcolado, el soplado, el prensado, el estirado y el laminado.

3. PROPIEDADES QUIMICAS

• DENSIDAD

Debido a los distintos tipos de vidrios que pueden ser fabricados, las densidades

varían de acuerdo a la sustancia con la que sean complementados; normalmenteun vidrio puede tener densidades relativas (con respecto al agua) de 2 a 8, lo cual

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significa que hay vidrios que pueden ser más ligeros que el aluminio y vidrios quepuedan ser más pesados que el acero.

La densidad en un vidrio aumenta al incrementar la concentración de óxido decalcio y óxido de titanio. En cambio si se eleva la cantidad de alúmina (Al 2O3) o demagnesia (MgO) la densidad disminuye.

• VISCOSIDAD

La viscosidad es definida como la propiedad de los fluidos que caracteriza suresistencia a fluir, debida al rozamiento entre sus moléculas; generalmente unmaterial viscoso es aquel que es muy denso y pegajoso.

La viscosidad en materia de vidrios es muy importante porque esta determinará lavelocidad de fusión.

La viscosidad es una propiedad de los líquidos, lo cual parecerá confuso para el

estudio del vidrio, pero la realidad es que un vidrio es realmente un líquido sobreenfriado, lo cual significa es un líquido que llega a mayores temperaturas que lade solidificación. La viscosidad va variando dependiendo de los componentes delvidrio. Para lograr una mayor dureza, la viscosidad debe ser invariable, que nobaje ni suba, así sus moléculas tienen una atracción fija y por lo tanto dureza.

• CORROSION

El vidrio tiene como característica muy importante la resistencia a la corrosión, enel medio ambiente son muy resistentes y no desisten ante el desgaste, he ahí porlo cual los vidrios son utilizados incluso para los experimentos químicos. Aunquesu resistencia a la corrosión es muy buena no quiere decir que sea indestructible

ante la corrosión, existen cuatro sustancias que logran esta excepción.

→ Ácido Hidrofluorídrico→ Ácido fosfórico de alta concentración→ Concentraciones alcalinas a altas temperaturas→ Agua “super calentada”

4. PROPIEDADES MECÁNICAS

• TORSION

La resistencia a la torsión de un material se define como su capacidad paraoponerse a la aplicación de una fuerza que le provoque un giro o doblez en susección transversal. Los vidrios en su estado sólido tienen no tienen resistenciaa la torsión, en cambio en su estado fundido son como una pasta que acepta ungrado de torsión que depende de los elementos que el sean adicionados.

• COMPRESION

El vidrio tiene una resistencia a la compresión muy alta, su resistencia promedioa la compresión es de 1000 MPa; lo que quiere decir que para romper un cubode vidrio de 1 cm por lado es necesaria una carga de aproximadamente 10toneladas. La figura 3 indica los distintos porcentajes de compresibilidad para

los distintos vidrios dependiendo de las temperaturas.

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• TENSION

Durante el proceso de fabricación del vidrio comercial, el vidrio va adquiriendoimperfecciones (grietas), no visibles, las cuales cuando se les aplica presiónacumulan en esfuerzo de tensión en dichos puntos, aumentando al doble latensión aplicada. Los vidrios generalmente presentan una resistencia a latensión entre 3000 y 5500 N/cm2, aunque pueden llegar a sobrepasar los 70000N/cm2 si el vidrio ha sido especialmente tratado.

• FLEXION

La flexión de los vidrios es distinta para cada composición del vidrio. Un vidriosometido a flexión presenta en una de sus caras esfuerzos de comprensión, y enla otra cara presenta esfuerzos de tensión (Ver figura 4). La resistencia a laruptura de flexión es casi de 40 Mpa (N/mm2) para un vidrio pulido y recocidode 120 a 200 Mpa (N/mm2) para un vidrio templado (según el espesor, formade los bordes y tipos de esfuerzo aplicado). El elevado valor de la resistencia delvidrio templado se debe a que sus caras están situadas fuertementecomprimidas, gracias el tratamiento al que se le somete.

5. PROPIEDADES ÓPTICAS

Las propiedades ópticas se pueden decir de manera concisa, que una parte de laluz es “refractada”, una parte es “absorbida”, y otra es “transmitida”.

Cada una de ellas llevara un porcentaje de la totalidad del rayo de luz que hizocontacto con el vidrio. El prisma de color que se crea del otro lado del vidrio va delcolor rojo al color violeta, de los cuales los extremos dan lugar también a las lucesno perceptibles por el ojo humano, infrarrojo y la ultravioleta. Es el color de la luz

que “sale” del vidrio la cual pasa a través de este, y todos los demás colores delprisma son absorbidos por el vidrio, claro que, son vidrios muy particulares loscuales logran solamente dejar pasar la luz ultravioleta o la infrarroja, pero graciasa la tecnología actual se han logrado las condiciones precisas para lograr esto.

6. PROPIEDADES TÉRMICAS

• CALOR ESPECÍFICO

Se define como el calor necesario para elevar una unidad de masa de unelemento un grado de temperatura. En los vidrios el calor específico es de 0,150cal/g °C aproximadamente.

• CONDUCTIVIDAD TÉRMICA

La conductividad térmica del vidrio es de aproximadamente 0,002 cal/cm seg.°C. Cifra mucho más baja que la conductividad de los metales, no obstante elvidrio tiene una variable que no se aplica a los demás materiales, la radiacióncausada por el almacenamiento de luz infrarroja y ultravioleta, la cual es muyvariable y puede provocar en ocasiones que el vidrio transmita el calor demanera mucho más efectiva que los metales, es por esto que esta característicaes raramente tomada a consideración para el diseño.

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7. PROPIEDADES ELÉCTRICAS

Para las propiedades eléctricas se manejan en los vidrios dos medidas en especial:La constante dialéctica y la resistividad eléctrica superficial.

La resistividad eléctrica superficial, es la resistencia que presenta el vidrio al pasode la corriente eléctrica, la cual es muy alta en este material, 108 veces más altaque en el cobre, lo cual hace al vidrio muy popular en el diseño de partes ymáquinas eléctricas.

La constante dieléctrica es la capacidad de almacenar energía eléctrica, laopacidad y la constante dieléctrica están relacionadas de manera inversamenteproporcional, siendo que mientras más transparente sea el vidrio, mayor será sucapacidad para almacenar energía.

8. PROPIEDADES ACÚSTICAS

La transmisión de los sonidos a través de las paredes se efectúa simultáneamentede diferentes formas:

→ Filtración y desviación si la estanqueidad no es perfecta.→ Vibración de la pared, que en su desplazamiento se deforma,

comportándose como un verdadero emisor.

A través de una pared no porosa como el vidrio, la transmisión de un sonido aéreodepende entonces esencialmente:

→ De la masa y de su rigidez, es decir, de su espesor.→ De su forma de fijación rígida o flexible.

Cuanto más espesa y pesada, y cuanto más separada está, menos entrará envibración y será más aislante.

9. NORMALIZACION.-

GENERALIDADES

Dentro de la norma peruana encontramos dentro del reglamento nacional deedificaciones:

NORMA E.040

Establecer las Normas de aplicación del Vidrio utilizado en la construcción, a fin deproporcionar el mayor grado de seguridad para el usuario, o terceras personasque indirectamente puedan ser afectadas por fallas del material o factoresexternos.Esta Norma considera los diversos sistemas de acristalamiento existentes, enconcordancia con el material y características de la estructura portante, (entrevanos, suspendida, fachadas flotantes, etc.), y la calidad, (primario o procesado) ydimensiones de las planchas de vidrio, según sus características; condicionessísmicas, climatológicas y altura de la respectiva edificación, en el área geográficade su aplicación.

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Esta Norma será de aplicación obligatoria en todo el territorio nacional,complementariamente a las normas de edificación vigentes, para el otorgamientode la licencia de construcción.

NORMAS INTERNACIONALES

- DE 146-07 Terminología normalizada de vidrio y productos de vidrio. Estedocumento corresponde a la adopción modificada de la norma ASTM C162-05Standard Terminology of Glass and Glass Products, que incluye una revisión detérminos a la luz de criterios establecidos en la NTC 885:1999 Envases de vidrio.Vocabulario. (ISO 7348:92). Esta norma se encuentra en etapa de validación porparte del Consejo Técnico del Instituto.

- DE 160-07 Segunda actualización. Vidrio. Vidrio plano. Terminología,clasificación, requisitos y métodos de ensayo. Este documento corresponde a laadopción idéntica de la norma ampliamente reconocida en la industria del vidrio

ASTM 1036-06 Standard Specification for Flat Glass. La emisión de este proyectoincluye la anulación de las normas NTC 1804 y NTC 1909. El proyecto de norma

técnica está en revisión de los comentarios recibidos en consulta pública, queconcluyó el pasado 24 de octubre. Es importante anotar que su importancia hapermitido realizar discusiones con participación nutrida por la asistencia deimportantes representantes del sector de producción e importación de vidrio comoOI-Peldar, Vidrio Andino y Saint Gobain entre otros, así como de la representaciónde numerosas empresas de la industria de transformadores de vidrio.

- DE149-07 Especificación normalizada para vidrio plano tratado con calor.Categoría termoendurecido (HS), Categoría templado (FT) con y sinrecubrimiento. Este documento corresponde a la adopción modificada de lareconocida norma ASTM 1048-04 Standard Specification for Heat-Treated Flat Glass. Incorpora criterios de las normas EN 1863-00, Glass in Building. Heat

Strengthened Soda Lime Silicate Glass. Part 1: Definition and Description y de lanorma EN 12150-00, Glass in Building. Thermally Toughened Soda Lime SilicateSafety Glass. Part 1: Definition and Description. Este documento se encuentra enconsulta pública hasta el 15 de diciembre próximo.

- DE 150-07 Especificación normalizada para vidrio plano laminado arquitectónico.Este documento corresponde a la adopción de la norma ASTM 1172-03 Standard Specification for Laminated Architectural Flat Glass. Este documento será puestoen consulta pública por un periodo de dos meses, a partir de enero.

- DE 147-07 Primera actualización de la NTC 1578 Vidrios de seguridad utilizadosen construcciones. Especificaciones y métodos de ensayo. Esta norma está vigente

y corresponde a la adopción de la norma ANSI Z97-84 American National Standard for Safety Glazing Materials Used in Buildings – Safety PerformanceSpecifications and Methods of Tests. El comité técnico ha decidido actualizar eldocumento con la versión 2004 de la citada norma ANSI. Se estima que estedocumento será presentado en consulta pública en febrero del próximo año.

- DE 148-07 Primera actualización de la GTC 118:2004 Acabados de laconstrucción. Ventanas y puertas. Aspectos generales. Para su revisión yactualización se considerará la norma ASTM E1300-04 Standard practice for Determining Load Resistance of Glass in Buildings. Se estima que este proyectoestará en consulta pública a partir de abril próximo.

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OTRAS ESPECIFICACIONES, CODIGOS Y ESTANDARES DE REFERENCIA

Entre otras normas aplicables se tiene los siguientes documentos:

1. CPSC 16 CFR1201 "Safety Standard for Architectural Glazing Materials."2. ANSI Z97.1 "Especificaciones y Métodos de Desempeño de Pruebas para el

material de Seguridad a ser Usado en Edificios” 3. Flat Glass Marketing Association "Glazing Manual."4. Underwriters' Laboratories "Building Materials Directory."5. Normas Colombianas Equivalentes.

10.- APLICACIÓN DIRECTA DEL VIDRIO.-

10.1. APLICACIONES DEL VIDRIO COLOREADO

El vidrio coloreado es un material que se ha utilizado desde la antiguedad, si bienlas técnicas para incorporar los colores se han ido mejorando y hoy en día suaspecto es mucho más perfecto en lo que a la coloración se refiere, no se tratasimplemente de pintar, sino de integrar los tonos como parte intrínseca delmaterial, que resulta ideal para la fabricación de elementos diversos.

En separadores de ambientes, para la fabricación de paredes de libre instalación,se utiliza mucho el cristal coloreado especialmente en oficinas y localescomerciales aunque también en el hogar, simultáneamente se hace una labor deinteriorismo y otra de decoración, separación del espacio y ambientación delmismo.

También se utiliza en las puertas de los armarios, se trata de una aplicaciónmoderna y muy actual, los armarios y vestidores forman parte del dormitorio y sibien lo habitual era que sus puertas fuesen de madera, poco a poco se ha idoevolucionando hacia otros acabados y el vidrio coloreado por su fuerza, viveza yalegría está entre los más vanguardistas y también entre los más atrevidos.Estas aplicaciones son relativamente habituales ya en decoración, hay otras

muchas menos extendidas y que es más infrecuente encontrar en los catálogos,como es el caso de su uso en pavimentos, suelos, revestimientos en general e

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incluso fabricación de escaleras, se pueden conseguir efectos muy curiosos concristales de colores, aunque por su originalidad tal vez sean más adecuados paraaplicaciones comerciales.

La propuesta de la imagen es de The London Glass se trata de una espectacularescalera de peldaños multicolor, que combinan los tonos más alegres e intensos,

es una muestra muy colorista, tal vez en exceso, pero podría pensarse en otrasaplicaciones monocromáticas, en un tono concreto, para una decoración másdiscreta pero igual de especial.

10.2. PANELES DE VIDRIO DE COLORES

Los paneles de vidrio de colores son unos elementos decorativos muy innovadoresy elegantes es un revestimiento muy bueno para las paredes de diferentesestancias pero últimamente se está utilizando sobre todo en el diseño de localescomerciales: cafeterías, restaurantes, peluquerías, etc.

Este tipo de material tiene mucha resistencia por eso es utilizado en nuevosnegocios. Los paneles de vidrio de colores son otra forma de decoración de paredes muy interesante debemos de decir que estos paneles no son pesados y lainstalación de los mismos es bastante fácil.

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La gama de colores en los paneles de vidrio es muy grande ya que podremoselegir entre más de 200 colores desde colores neutros a colores llamativos. Encuanto a tamaños se puede solicitar el tamaño que quiera pero tienen dosformatos estándar que son de 100x240cm y de 20x20cm.

10.3. MOSAICOS DE VIDRIO

Debe cumplir con las especificaciones del Código Técnico de la Edificación (CTE).

Ideal para su empleo en obras públicas y proyectos exigentes, teniendo en cuentalas micro porosidades que se han incorporado en su superficie y que, al mismotiempo, no perjudican su estética y constituyen una ventaja en cuanto a lalimpieza, vale resaltar los acabados mates y rústicos, que armonizanperfectamente con el entorno.

10.4. VIDRIO PISABLE ANTIDESLIZANTE

Esta nueva alternativa consigue combinar elegancia y seguridad, dos atributosmuy importantes que permiten su uso en todo tipo de ubicaciones, tanto deinterior como de exterior, hasta incluso en rampas exteriores mojadas.Los vidrios antideslizantes se presentan en 8 modelos y 3 acabados distintos,incluyendo una opción transparente, otra satinada y una extra-antideslizante.Aprobada para su uso en exteriores mojados y con pendiente.

Los espesores pueden ser de 3 a 12 milímetros, y el vidrio puede presentarse

laminado. Las medidas estándar son de 225 x 321 centímetros, mientras que los

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colores extra claro, claro, bronce, gris, azul, verde y espejo son algunas de lasopciones en cuanto a tonalidades.

10.5. 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 alvidrio un grosor uniforme y una superficie muy plana, por lo que es el vidrio másutilizado en la construcción. Se le denomina también vidrio plano, sin embargo notodos los vidrios planos son vidrios fabricados mediante el sistema de flotación.

HISTORIA: Antiguamente, el vidrio plano para acristalamientos se fabricabamediante la técnica del soplado del vidrio, obteniendo piezas cilíndricas de grantamaño que, una vez cortadas, se aplanaban antes de endurecer. La mayor partedel vidrio empleado hasta principios del siglo XIX se fabricaba de este modo. Apartir de esa época empezó a fabricarse el vidrio por extrusión, estirándolo entreunos cilindros de 2 a 2,5 metros de largo y de 25 a 35 centímetros de diámetro.

Aumentando la distancia entre los rodillos, por los que pasaba el vidrio, se obteníaun vidrio de mayor grosor. Estos métodos originaban numerosas taras en el vidrio,siendo las más comunes las burbujas de aire en el interior del vidrio ya enfriado.Este proceso de fabricación fue patentado por Henry Bessemer en 1848.

La primera descripción de la técnica de flotado del vidrio apareció en los EstadosUnidos, en 1902, en una patente de W. E. Heal. Una variante de este procesoapareció en 1925, ideada por Hitchcock. Entre 1953 y 1957 Sir Alastair Pilkingtony Kenneth Bickerstaff, de la empresa manufacturera británica Pilkington Brothers,desarrollaron la primera aplicación comercial exitosa de estas patentes,consiguiendo formar una lámina continua de vidrio, vertiéndolo sobre estañofundido contenido en un gran depósito, donde el vidrio fluía lateralmente, sin

obstáculos, hasta donde le permitiera su propia fluidez bajo la influencia de lagravedad y las tensiones superficiales.Las primeras ventas con beneficios se alcanzaron en 1960.

FABRICACIÓN:

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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. Estasmaterias primas se cargan en el horno de cubeta (de producción continua) pormedio 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 combustiónse calienta en unos recuperadores construidos con ladrillos refractarios antes deque llegue a los quemadores.El horno tiene dos recuperadores cuyas funciones cambian cada veinte minutos: elprimero se calienta por contacto con los gases ardientes mientras el segundoproporciona el calor acumulado al aire de combustión. La mezcla se funde (zonade fusión) a unos 1.500 °C y avanza hacia la zona de enfriamiento, donde tienelugar el recocido. En el otro extremo del horno se alcanza una temperatura de1.200 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. Paraevitar 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 demanera que la plancha vaya enfriándose y endureciéndose.

10.6. VIDRIO ARMADO.-

El vidrio armado es aquel vidrio que se obtiene por el proceso de colado y se leincrusta en su interior una malla metálica en forma de retícula, de manera que, sise rompe, los pedazos de vidrio quedan unidos al alambre evitando su caída y queestos puedan producir lesiones. Esto hace que sea apto para zonas de riesgo y endonde se necesita una seguridad adicional, aunque no se trata de un vidrioantirrobos. Sin embargo, se desaconseja este tipo de vidrio si se expone a

temperaturas extremas. Esto es debido a que la diferencia de comportamientoante el calor o el frío es diferente en el vidrio y el metal, dando lugar a tensionesprovocadas por la dilatación de ambos materiales que provocan la ruptura delvidrio.El vidrio armado fue fabricado por primera vez en 1886 por el alemán August F.Siemens.

10.7. VIDRIO TEMPLADO.-

Vidrio templado al romperse.

El vidrio templado es un tipo de vidrio utilizado principalmente en la industria del

motor y la construcción. Hay dos maneras de templar el vidrio: templado químicoy templado térmico.

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Para fabricar vidrio templado térmicamente, el vidrio flotado se calientagradualmente hasta una temperatura de reblandecimiento de entre 575 y 635grados Celsius para después enfriarlo muy rápidamente con aire. De esta manerase consigue que el vidrio quede expuesto en su superficie a tensiones decompresión y en el interior a tensiones de tracción, confiriéndole mayor resistenciaestructural 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 sele considera uno de los tipos de vidrio de seguridad). Todas las manufacturas, yasean cortes de dimensiones, canteados o taladros deberán ser realizadospreviamente al templado. De realizarse posteriormente, se provocaría la rotura delvidrio.

El vidrio cuando es templado a parte de lo comentado anteriormente adquiereotras propiedades importantes. La resistencia a la flexión del vidrio recocido altemplarlo aumenta desde 400 kp/cm2 hasta 1.200 - 2.000 kp/cm2, que equivalede 4 a 5 veces la resistecia de un vidrio normal. La resistencia al choque térmico(diferencia de temperatura entre una cara y otra de un paño que produce la roturade éste) pasa de 60 ºC a 240 ºC., 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 endesuso por las marcas que dejan las pinzas que sostienen el vidrio verticalmentedurante el proceso y Horizontal, que es el comúnmente usado por la industria.Para vidrios reflectivos o de baja emisividad (Low-e) deben de usarse hornoshorizontales provistos de sistemas de calentamiento por convección.La gran mayoría de hornos horizontales transportan el vidrio sobre rodilloscerámicos, aunque en algunos se ha utilizado con éxito un sistema de trasporteque, mediante presión y vacio controlados, hacen flotar el vidrio por debajo de untecho cerámico plano. En función del tipo de calentamiento, los hornoshorizontales se dividen en:

• Hornos eléctricos: calientan el vidrio principalmente mediante la radiaciónemitida por resistencias eléctricas.

• Hornos de convección forzada: en este tipo de hornos el calor generado porquemadores (generalmente de gas) es impulsado mediante ventiladores haciael vidrio.

• Hornos mixtos: son hornos eléctricos que producen cierta agitación del aireinterior mediante sistemas de soplado de aire comprimido.

10.8. VIDRIO TEMPLADO EN AUTOMOCIÓN.-

En la actualidad los vidrios templados del automóvil (laterales y luneta) son todos

curvados. Esto hace que los hornos de templado de vidrio tengan, además de laszonas de calentamiento y de templado, una zona de curvado. De este modo, unavez ha pasado el vidrio por la zona de calentamiento, y alcanzada unatemperatura superior a 575°C, el vidrio accede a la zona de curvado, donde se leda la forma deseada y, posteriormente, a la de templado, donde se enfríaabruptamente con aire.

Según la complejidad de la forma del vidrio, los curvadores se clasifican delsiguiente modo:

• Cilíndricos: curvan el vidrio solamente en un eje (o en el otro eje lo curvan conradios muy amplios), pero no necesariamente con un radio constante.

Generalmente se utilizan para fabricación de los laterales de los coches.

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• Esféricos: curvan el vidrio en los dos ejes. Generalmente se utilizan parafabricación de lunetas. Los tipos más habituales son los curvadores degravedad, los curvadores por soplado y los curvadores de prensa.

10.9. VIDRIO TEMPLADO CON INTERESANTES CARACTERÍSTICAS

Temperedglass es una nueva serie en vidrio templado, desarrollada por laempresa Cristal Pontevedresa, que se destaca especialmente por lograr unamáxima dureza y fortaleza y, al mismo tiempo, preservar la transparencia delcristal.

Este material soporta una resistencia entre 4 y 6 veces superior al vidriotradicional. Esto permite terminar con la idea del vidrio como material frágil,transformando a esta alternativa para el hogar en una opción incluso resistente alos impactos.

Es importante destacar que el proceso de templado realizado incrementa laresistencia del vidrio y lo convierte en un material de seguridad en caso de rotura,aplicándose además un choque térmico que endurece el material.También se ha optimizado la versatilidad del vidrio templado, debido a las mejorasmecánicas implementadas en su elaboración, lo que permite emplearlo tanto paraexteriores como para interiores.

10.10. VIDRIO LAMINADO.-

Escalera realizada enteramente en vidrio laminado.

El vidrio laminar o laminado consiste en la unión de varias láminas de vidriomediante una pelicula intermedia realizada con butiral de polivinilo (PVB), (EVA)Etil Vinil Acetato y con resinas activadas por luz ultravioleta o simplemente por lamezcla de sus ingredientes. Recibe así mismo el nombre de vidrio de seguridad,

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aunque este es sólo uno de los tipos que existen en el mercado y no todos losvidrios de seguridad (como los templados) suelen ser laminados. Esta láminapuede ser transparente o translúcida, de colores (los colores pueden aplicarsedirectamente sobre el vidrio si bien suele preferirse colorear la lámina de PVB oEVA o la resina) e incluir prácticamente de todo: papel con dibujos, diodos LED,telas, etc. También pueden recibir un tratamiento acústico y de control solar. Esta

lámina le confiere al vidrio una seguridad adicional ante roturas, ya que lospedazos quedan unidos a ella. Los parabrisas o los vidrios antirrobo y antibalaspertenecen a este tipo de vidrio. Esta flexibilidad permite hacer de los vidrioslaminados un elemento indispensable en la arquitectura y el diseñocontemporáneos. Para el proceso con pelicula PVB se requiere de Autoclave. Parael proceso con pelicula EVA se requiere de Vacio y horno a baja temperatura (115-120 grados Celsius).

10.11. VIDRIO SOPLADO.-

El vidrio soplado es una técnica de fabricación de vidrio artesanal.Existen dos tipos de vidrio soplado.

• El vidrio soplado pyrex• El vidrio soplado reciclado

Ambos son artesanales, y requieren una gran destreza y ocupan de la mayorconcentración posible, dado la temperatura del vidrio, y de la fragilidad del vidrio.

10.11.1. VIDRIO PYREX.-

Esta técnica empleada en todo el mundo, para realizar por ejemplo artesaníacomo: Pipas, aretes, pulseras, collares, bisutería. Pero también existen otrasespecialidades para el soplado de vidrio, como el científico, especializados en larealización de aparatos de laboratorio, el soplado de vidrio para tubos de neónen los rótulos,... Esta técnica artesanal emplea herramientas como soplete degas butano o propano y oxigeno, tenazas, pinzas, gomas de soplado, tornos,máquinas de corte y los hornos para el templado del vidrio.

Los colores de los vidrios se obtienen de cristal pirex coloreados previamente(de fabrica). Para poder hacer una artesanía con esta técnica, se necesita de

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que el soplete funda el cristal pyrex, hasta llegar a unos 2000 gradoscentígrados con los que se pueda moldear libremente. Ya con la ideadeterminada. Todo esto carecerá de un buen trabajo, si no se tiene unaexperiencia previa, sobre el manejo de los colores y de su fundición, ya que amuy poca temperatura el vidrio no podrá trabajarse con facilidad y ademástiene un enfriamiento muy rápido. La combinación de colores y formas vendrá

de la creatividad del artista, al untarlos, fundirlos, mezclarlos, o adherirlos alcristal con el cual se va a trabajar. Para poder darle formas con volumeninterior, muchas veces utilizan de una pajilla metálica que al perforarla en elcristal, sacan aire de sus pulmones, calibrando el aire según el diámetro de laburbuja o la forma que quieran hacer. Cuando la pieza es muy grande suplenlos pulmones con la ayuda de un compresor. Para tener una mejorvisualización sobre lo que se trabaja en esta artesanía. Pueden recordar de losagitadores con figuras en vidrio, el cristal de Murano (en cualquiera de susmodalidades).

“El vidrio pyrex” es un tipo de cristal que es más resistente que el vidriocomún. Normalmente se utiliza para hacer material de laboratorio, probetas,

matraces. El vidrio pírex o el vidrio de boro silicato tiene una resistenciaquímica muy buena; resistencia química al agua, ácidos (menos al ácidofluorhídrico y fosfórico caliente), soluciones de sal, disolventes orgánicos… Otrapropiedad del vidrio pírex es que resiste altas temperaturas sin deformarse, nose deforma por debajo de 550ºC. Composición química del vidrio pyrex:

• Sílice: 80• Óxido de boro: 13• Óxido sódico: 5• Óxido de aluminio: 2• Óxido potásico: 0,5

10.11.2. VIDRIO SOPLADO RECICLADO.-

Su primer uso, que se remonta a tiempos [[muy antiguos, era para objetosde bisutería. Añadiéndole diversos minerales durante el fundido se obteníancuentas de diferentes colores. En la Antigua Roma se inventó el soplado,técnica que permitió la elaboración de recipientes e, incluso, de láminaspara ventanas.

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Para poder fundir el vidrio, se necesita de una temperatura de 1600 gradoscentígrados (C°), todo esto para que tome de un comportamiento viscoso ycristalino, con el cual se podrá trabajar con facilidad. Muy liquido seriaimposible de trabajar al igual que muy denso. Se vierten cargas de vidriosoplado en un horno (conformado con ladrillos refractarios, uniéndolos con

una mezcla de mortero y agua [como capa interior], como para exterior seemplea ladrillo de barro, todo esto con la finalidad de resistir las altastemperaturas y mantener el calor), después de vertidas las cargas seiniciara el "derretido" del vidrio. Para poder tomar el vidrio se utiliza una"caña" (tubo cilíndrico de acero hueco) previamente calentada de su partelejana al cuerpo humano, para poder estar a la misma temperatura delvidrio y esta no sume un choque termal, y no dificulte su adhesión a lacana. Se introducirá en la "tina" (deposito de vidrio derretido) del horno,una vez introducida la cana se le dará vueltas al tubo (sobre su propio eje),para poder obtener la mayor cantidad de vidrio (según la pieza a fabricar).

Una vez tomada la masa de cristal de le procederá a darle una forma

esférica sobre una placa de acero, para poder manejarla mejor (todo estogirando la masa sobre lo ancho o largo de la placa). Una vez teniendo laforma deseada, se pasara a soplar (con la boca introducida en un extremode la cana, soplado) la bola para poder darle la dimensión deseada (segúnla pieza a fabricar). Después se pasara a un molde (de acero en grano), yse procederá a soplar con muchas fuerzas dentro de la pieza (adentro delmolde), para poder darle una forma predeterminada (en produccionesmayores como vasos, copas, jarras, floreros, etc. es necesario de un moldepara agilizar la producción), una vez teniendo una forma "predeterminada",se corta de un extremo con un simple golpe en la cana, dejando caer lapieza sobre un contenedor (previamente acondicionado con tela de asbestoen su parte inferior y arena sílice de un grano demasiado grueso), todo

esto con la finalidad de que la parte donde se unía el tubo con la pieza devidrio soplado sirva como boca de alguna pieza (solo en vasos, copas,floreros, ensaladeras, licoreras, botellas). Una vez que se deposita, conotro tubo (para acabar), previamente calentado a la temperatura del vidrio(en el contenedor a 900 grados centígrados (C°), se tomara de la partedonde no esta la abertura, y se introducirá al horno (por una de sus bocas),para poder calentar la pieza para poder trabajarla. Una vez teniendo latemperatura deseada, se abre poco a poco el orificios con unas tenazas (dehierro forjado artesanalmente), para darle un diámetro superior al inicial.Después de obtenido el diámetro calculado, se utiliza un madero cubiertode papel periódico (previamente humedecido con agua), y se le da la formaa la boca, según se desee. Después de terminada la pieza, colocándole las

aplicaciones que se deseen, se pasara a un horno de temple, para poderdisminuir la temperatura poco a poco, y este agarre característicasespeciales (según el método del templado) como dureza, tenacidad.

11. VIDRIADO.-

En sentido estricto, se llama vidriado al compuesto de óxidos y/o minerales que seaplica sobre un soporte cerámico y luego se calienta a temperatura de fusión. Conel posterior enfriado se logra formar sobre la cerámica una cubierta vítrea estable.Por extensión a veces se denomina "vidriado cerámico" a la técnica de aplicación ycocción de los vidriados

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11.1. COMPOSICIÓN.-

Los vidriados están compuestos siempre de una cantidad variable de sílice. Son elproducto de la combinación de los óxidos fundentes con la sílice, actuando laalúmina como estabilizante.

11.2 LOS ÓXIDOS EN LOS VIDRIADOS

Los óxidos que componen los vidriados han sido divididos en tres grupos:BÁSICOS: óxido de plomo, óxido de sodio, óxido de potasio, óxido de calcio, óxidode magnesio, óxido de bario, óxido de litio, óxido de cinc. NEUTROS: óxido dealuminio (alúmina, óxido de boro. ÁCIDOS: óxido de silicio (sílice), óxido deestaño, óxido de titanio, óxido de circonio.

11.3. TIPOS DE VIDRIADOS

Los vidriados cerámicos pueden clasificarse atendiendo a diversos criterios:• En función del tipo de soporte cerámico sobre el que se aplican o de la

tecnología empleada: loza, bicocción, monococción porosa, gres, gresporcelánico o porcelana.• En función de su aspecto una vez cocido: brillantes, mates, metalizados,

lustres.• En función de sus componentes:

FRITADOS.-Se denomina frita al procedimiento por medio del cual se insolubilizan materiasprimas solubles en agua. Una frita es generalmente un compuesto de óxidosy/o minerales calentado hasta su fusión y enfriado bruscamente con el objetode reducirlo a fragmentos pequeños y facilitar su molienda posterior. Otrarazón para fritar materias primas es reducir su toxicidad, compuestos con

plomo.

CRUDOS.-Los vidriados crudos son aquellos en los que los óxidos y/o minerales en elcompuesto no han sido previamente fritados.

VIDRIADO A LA SAL.-Es un vidriado tradicional que se obtiene arrojando sal dentro del hornodurante la cocción de la cerámica. Con este procedimiento se logra formarsobre las cerámicas una capa vítrea de espesor variable, gran dureza yresistencia a los ácidos. Esta es la razón de su utilización, antes de la apariciónde los materiales plásticos, en caños para desagües cloacales y contenedores

de líquidos en general.12. COMENTARIO DE ALTERNATIVA DE USO DE OTRO MATERIAL

VIDRIOS ORGÁNICOS.-Los plásticos son a menudo transparentes aunque pueden amarillear conexposiciones prolongadas a la intemperie. El poliestereno, el PVC, el polimetacrilato de metilo, las resinas de poliéster insaturado y el policarbonato sonparticularmente transparentes o translúcidos y estables. Esto los hace muy útilescomo sustitutos del vidrio en distintos usos: grandes ventanales, claraboyas, etc.

El Poliestireno, a pesar de ser muy transparente, no se emplea en construcciónporque se fisura con facilidad.

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El polimetacrilato de metilo (PMMA) sustituye al vidrio en numerosasaplicaciones del sector de la construcción por diversas razones:

o Es más ligeroo Es menos peligroso porque se rompe sin astillarse, por eso es

especialmente práctico para cristales de grandes dimensiones fácilmenterompibles, como por ejemplo, en escuelas.

o Adopta fácilmente cualquier forma.o Puede ser coloreado con facilidad.o Es más transparente.o Posibilidad de hacer ventanas de hasta grosores de 33 cm cuando sea

necesario que resistan grandes presiones y seguir siendo transparentesmientras que el vidrio de ese grosor dificulta la visión. Un ejemplo deaplicación son las paredes de los acuarios.

La gran limitación del PMMA es su poca resistencia a la abrasión (se raya confacilidad) y su combustibilidad.

El campo de aplicaciones es muy variado. Se utiliza como sustituto del vidrio enexteriores para cubrir los vanos de las barandillas y en interiores en forma deplanchas de protección en tramos de escaleras. También se usa para puertastranslúcidas ya que son más ligeras y económicas.

Las resinas de poliéster reforzadas con fibras de vidrio se emplean en lafabricación de claraboyas, balaustradas de balcones y terrazas, parasoles,separadores, en general piezas transparentes que deben llevar una capa deprotección frente a la luz para evitar que amarilleen con el tiempo. Se fabrican así también paredes translúcidas de grandes dimensiones muy resistentes a la rotura,que son muy apropiadas, por ejemplo, para piscinas porque al producir luz difusa,evitan reflejos peligrosos sobre la superficie del agua.

Alrededor del 18 por ciento de la producción de policarbonato es utilizado para lafabricación de planchas plásticas. Un número que con seguridad aumentaránotablemente, considerando el uso cada vez más frecuente de planchas depolímero transparentes.

Las placas de policarbonato con protección solar ofrecen enormes ventajas conrelación a los materiales convencionales para encristalado de edificios.La flexibilidad del acristalamiento con placas de policarbonato ofrece al diseñador

y al arquitecto una libertad de diseño inimaginable con los sistemasconvencionales de vidrio. El uso de perfiles estándar y de técnicas de selladohacen que la instalación de la placa sea segura y directa.

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Características y propiedades que hacen al policarbonato un excelente sustitutodel vidrio convencional:

• Resistencia al impacto: virtualmente irrompible, la resistencia al impactodebe ser 250 veces mayor que el vidrio y 30 veces mayor que el acrílicolaminado. Por esta característica tan particular se lo considera el material antihurto y anti vandalismo por excelencia, según el tipo y espesor de diseño.

• Transmisión de la luz : similar a la del cristal, se debe emplear enaplicaciones donde se requiera un alto grado de aprovechamiento de la luznatural.

• Control de radiaciones ultravioletas: las placas deben tener proteccióncontra el ataque de rayos solares ultravioletas. Las placas son prácticamenteopacas a las radiaciones de longitud de onda inferiores a 385 nanómetrosreduciendo por lo tanto los perjuicios de los rayos ultravioletas del sol. Elrevestimiento protector asegura las cualidades ópticas a largo plazo,

manteniendo su color original y su grado de transparencia a lo largo de losaños, como también la calidad de materiales sensibles que puedan estaralmacenado debajo de ellas.

• Aislación térmica: La particular estructura de las placas con cámara deaire, unida al bajísimo valor de conductibilidad térmica del policarbonato,garantiza un aislamiento térmico prolongado que supera a cualquier otracobertura empleada, ya sea de vidrio o material plástico no celular.

• Peso: las placas de policarbonato pesan el 10% de las de vidrio en lasmismas dimensiones, razón por la cual las instalaciones revestidas conpolicarbonato se realizan con estructuras más livianas y sencillas que reducen

el costo de instalación y montaje en la obra. Son seguras, irrompibles, fácilesde manipular y transportar.• Comportamiento ante el fuego: producto difícilmente inflamable que nopropaga llama. Está definido como autoextinguible por todas las normasinternacionales. Al ser un termoplástico, la placa se derretiría bajo el calor deun incendio; sin embargo no contribuiría en nada a empeorarlo ya que nopropaga las llamas.

• Elasticidad : el policarbonato es un material rígido pero con un alto gradode flexibilidad, lo que le otorga gran resistencia al viento, esta elasticidadpermite su utilización para cubrir grandes luces con cubiertas planas, curvas ocombinadas.

• Resistencia química: el policarbonato es un material termoplástico conun alto grado de tolerancia a los agentes químicos e inalterable a otros. Sedebe prestar atención a los componentes de los selladores, juntas y diversoselementos de limpieza ya que pueden provocar agrietamientos quecombinados con los estiramientos del material, generan puntos débiles en elacristalamiento.

La placa de policarbonato es el material termoplástico de acristalamiento aislantemás avanzado para aplicaciones exteriores como ventanas, puertas, techos,claraboyas, solarios, cubiertas de estacionamiento, naves industriales, recintos,tabiques, refugios, invernaderos, colectores solares, etc. El único inconveniente es

su elevado precio.

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ANEXOS

Figura 1. Gráfica de aumentos y disminuciones

De densidad de acuerdo al incremento en

Porcentajes de sustancias componentes.

FUENTE : http://html.rincondelvago.com/vidrios_1.html

Figura 2. Variación de la viscosidad (en poises )

A los 1000 °c, de acuerdo a la composición.


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http://html.rincondelvago.com/vidrios_1.html







Figura 3. Gráfica de porcentajes de compresibilidad dependiente de temperaturasen los diversos tipos de vidrios.


Figura 4. Vidrio sometido a flexión.


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BIBLIOGRAFÍA Y REFERENCIAS.-

→ REGLAMENTO NACIONAL DE EDIFICACIONES – CAPECO

→

http://www.ing.udep.edu.pe/civil/material/vial/Bibliografia/Reglamento_nacional_de_edificaciones/E.040.pdf

→ http://html.rincondelvago.com/vidrios_1.html

→ http://www.museodelvidrio.com

→ http:// www.cmog.org

→ http://www.vidrasa.com/

→ Diario Oficial El Peruano, 11 de Octubre 2005 - Sección Única - Vivienda1007 251-2005-VIVIENDA - Aprueban Norma Técnica E.040 Vidrio delReglamento Nacional de Edificaciones

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http://www.museodelvidrio.com/

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http://vlex.com.pe/source/peruano-diario-oficial-2021/issue/2005/10/11




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