Introducción al vidrio

Vidrio" es el nombre que se da a todos los cuerpos amorfos que se obtienen al bajar la temperatura de una masa fundida independientemente de su composición química y del rango de temperatura de solidificación, que como resultado del aumento gradual de la viscosidad adopta las propiedades mecánicas de un cuerpo sólido.

El vidrio se funde a una temperatura de entre 1000 y 2000° C.

La estructura microscópica del vidrio es comparable a la de un líquido en el que los componentes individuales forman una red irregular sin un orden de largo alcance. El vidrio es también el nombre que recibe una fusión enfriada. 

Materias primas
 

  • Sílice (70 a 72%)
  • Cal (10%)
  • Sosa (14%)
  • Óxido/aluminio/magnesia (5%)

Las sustancias se introducen en forma de arena de cuarzo, sosa y cal. A esta mezcla se le añade un 5% de óxidos, como el óxido de magnesio y de aluminio. Estos aditivos mejoran las propiedades físicas y químicas del vidrio. 

 

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Principales grupos de vidrio

· Vidrio sodocálcico
· Vidrio de plomo
· Vidrio de silicato de boro

Principales Productos de Vidrio

· Vidrio plano (para aplicaciones arquitectónicas o de automoción)
· Recipientes de Vidrio/tubos de Vidrio
· Vidrios especiales
· Fibra de Vidrio

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Proceso de Vidrio flotado

El proceso float de flotación se refiere al proceso de fabricación del vidrio plano. Este proceso se generalizó en los años 60. Saint-Gobain instaló su primera fábrica equipada con tecnología de flotación en Pisa, en 1965. La teoría: cuando la cinta de vidrio fundido sale del horno, flota en un baño de estaño líquido. Resultado: el vidrio no necesita ser pulido ni alisado. Se corta directamente en la línea de producción.

Las principales características del vidrio son la transparencia, la resistencia al calor, la resistencia a la presión y a la rotura y la resistencia química.

Densidad

Density
2500 kg/m3

Un cristal de 4 mm de espesor pesa 10 kg/m2.

Dureza
470 HK

La dureza del vidrio flotado se establece según Knoop. La base es el método de ensayo que figura en la norma DIN 52333 (ISO 9385).

Resistencia a la compresión
800 - 1000 MPa

La resistencia a la compresión define la capacidad de un material para resistir una carga aplicada verticalmente sobre su superficie.

Módulo de elasticidad
70 000 MPa

El módulo de elasticidad se determina a partir del alargamiento elástico de una barra delgada, o de la flexión de una barra con sección transversal redonda o rectangula.

Resistencia a la Deformación
45 MPa

La resistencia a la deformación de un material es una medida de su resistencia durante la deflexión. Se determina mediante ensayos de flexión en placas de vidrio utilizando el método de doble anillo según la norma DIN EN 1288-5.

Las principales características del vidrio son la transparencia, la resistencia al calor, la resistencia a la presión y a la rotura y la resistencia química.

Conductividad Térmica

Conductividad Térmica
0.8W/mK

La conductividad térmica determina la cantidad de calor necesaria para fluir a través de la sección transversal de la muestra de vidrio flotado en una unidad de tiempo a un gradiente de temperatura.

Templado y ablandamiento
approx. 600°C

Contrario a cuerpos sólidos de estructura cristalina, el vidrio no tiene un punto de fusión definido. Continuamente se transforma de un estado sólido a un estado plástico viscoso. El rango de transición es llamado rango de transfomación y de acuerdo al DIN 52324 (ISO7884), se encuentra en tre 520°C y 550°C. El templado y doblado requiere una temperatura mayor a 100°C.

Templado y Ablandamiento
0.8 J/g/K

A diferencia de los cuerpos sólidos de estructura cristalina, el vidrio no tiene un punto de fusión definido. Se transforma continuamente del estado sólido al estado plástico viscoso. El rango de transición se denomina rango de transformación y, según la norma DIN 52324 (ISO 7884), se sitúa entre 520°C y 550°C. El templado y el curvado requieren una temperatura de 100°C más.

Calor Específico
9.10-6 K-1

El calor específico (en julios) define la cantidad de calor necesaria para elevar la temperatura de 1g de vidrio flotado en 1K. El calor específico del vidrio aumenta ligeramente a medida que se incrementa la temperatura hasta el rango de transformación.

Rango de transformación
520 - 550°C

Propiedades ópticas

El vidrio tiene varios puntos fuertes en cuanto a propiedades ópticas:
 

  • Puede producirse en paneles grandes y homogéneos
  • Sus propiedades ópticas no se ven afectadas por el envejecimiento
  • Se produce con superficies perfectamente planas y paralelas
Índice de refracción
n = 1.52

Si la luz de un medio ópticamente menos denso (el aire) se encuentra con un medio ópticamente más denso (el vidrio), el rayo de luz se divide en las interfases de la superficie. La medida de la desviación determina el índice de refracción. Para el vidrio flotado, este índice de refracción es n=1,52.

Las principales características del vidrio son la transparencia, la resistencia al calor, la resistencia a la presión y a la rotura y la resistencia química.

Technical properties

Resistencia química contra
 

  • Agua = clase 3 (DIN 52296)
  • Ácido = clase 1 (DIN 12116)
  • Alcalino = clase 2 (DIN 52322 e ISO 695)


La superficie del vidrio se ve afectada si se expone durante mucho tiempo a los álcalis (y a los gases de amoníaco en el aire húmedo) junto con las altas temperaturas. El vidrio flotado también reacciona a los compuestos que contienen ácido fluorhídrico en condiciones normales. Estos se utilizan para tratar las superficies de vidrio

Wear tests

Ensayos de abrasión

(DIN 52347 e ISO 3537) Se evalúa la dispersión de la luz la transmisión de la luz dirigida que incide sobre la superficie.

Dispersión de la luz

para el vidrio flotado es de aproximadamente un 1% (después de 1000 ciclos de abrasión). El aumento de la dispersión de la luz permitido para el vidrio de seguridad de los vehículos (parabrisas) es del 2% en Europa (ECE R43) y en los Estados Unidos (ANSI Z 26.1).

Proceso de goteo de arena

(DIN 52348 e ISO 7991). Para esta prueba de abrasión por impacto diagonal, se vierten 3 kg de arena con un tamaño de partícula de 0,5/0,71 mm sobre la superficie a ensayar, que se inclina a 45 y desde una altura de 1600 mm. La medida del desgaste es la densidad luminosa reducida (según la norma DIN 4646 parte 2).

Densidad luminosa reducida

para el vidrio flotado es de aproximadamente 4cd/m2lux.

Dureza de los microrrayados

para el vidrio flotado es de aproximadamente 0,12N (prueba de resistencia de Mar).

Vidrio Monolítico Templado

El proceso de templado "Securit" fue descubierto en los laboratorios de Saint-Gobain en 1929, en el curso de investigación tomado a petición de la industria automotriz. El proceso, que consiste en reforzar el vidrio por enfriamento muy rápido (de 600 a 300° C en pocos segundos), es usado para hacer vidrio automotriz, de construcción y especialmente plano. El vidrio templado es también vidrio de seguridad. Un impacto violento rompe el vidrio en varios fragmentos diminutos no-cortantes.

Aplicaciones

Generalmente, todas las ventanas excepto los parabrisas.

Tipos de vidrio

Vidrio claro, tintado, y profundamente tintado

Grosor estándar: 3, 4, 5mm

Datos espectrales: Vea abajo la tabla para valores promedios dados para un grosor de 3.15mm.

Las tolerancias dependen de los métodos de producción y medición. Para información detallada y otros grosores, por favor contacte a Saint-Gobain Sekurit.

TL/RL: Transmisión ligera / reflexión, tipo de luz A, 2°, vista de día 380-780 nm
TE/RE: Transmisión de energía / reflexión, Parry Moon, masa 2, 280-2500nm
TIR/RIR: Transmisión infraroja / reflexión, Parry moon, masa 2, 780-2500nm
TUV: Transmisión UV, Schulze, ISO 9050, 280-380 nm

Para más información en el desempeño térmico del acristalamiento Saint-Gobain, vea el capítulo: Comfort términco

Propiedades Físicas y Químicas

  • Densidad 2500 kg/m3
  • Coeficiente de expansión de la temperatura 9,10-6 K -1
  • Dureza 470 HK
  • Módulo de elasticidad 70 000 MPa
  • Resistencia a la flexión tras el templado 100-120 MN/m2
  • Calor específico 0,8 J/g/K
  • Conductividad térmica 0

Vidrio laminado

En 1909, un químico francés, Edouard Benedictus, inventó el vidrio laminado y lo llamó ""Triplex"". El proceso une dos hojas de vidrio con una hoja de plástico transparente, produciendo un vidrio de seguridad. Si el vidrio se rompe por un impacto, el plástico retiene los fragmentos. El proceso se utiliza para los parabrisas de los automóviles, pero también puede aplicarse a los vidrios laterales laminados, los vidrios traseros laminados y los techos.

Aplicaciones Obligatorias para los parabrisas y disponibles para el resto del coche.
Si se golpea o impacta, el cristal se agrieta en forma de tela de araña.

 

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Material properties

  • Dureza 470 HK
  • Índice de refracción 1,52
  • Resistencia a la temperatura Al menos 96 horas a 90°C


En general, todos los vidrios laminados superan todos los requisitos legales y de los fabricantes de equipos originales relativos a la durabilidad contra el calor, los rayos UV, la humedad, .... 

El proceso de fabricación del vidrio laminado

Las ventanillas de los automóviles suelen ser de vidrio laminado para los parabrisas y de vidrio templado para los laterales y las contraportadas. El acristalamiento laminado también puede utilizarse para las ventanas laterales y traseras, principalmente para mejorar la seguridad.