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UNIVERSIDAD NACIONAL DE PIURA

FACULTAD DE INGENIERA DE MINAS

ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERA QUMICA

MATERIALES PARA LA INGENIERA QUMICAEL VIDRIORESPONSABLES:

FAYA SNCHEZ HCTOR A.LEN GARCA JESS A.MECA DAZ CRISTHIAN J.SANDOVAL ROJAS E. DANILO

QU ES EL VIDRIO?El vidrio es un material inorgnico duro, frgil, transparente y amorfo que se encuentra en la naturaleza aunque tambin puede ser producido por el hombre. El vidrio artificial se usa para hacer ventanas, lentes, botellas y una gran variedad de productos.

Es una sustancia fabricada sobre todo a partir de SiO2 fundidas a altas temperaturas con boratos y fosfatos.

El sustantivo cristal" es utilizado muy frecuentemente como sinnimo de vidrio, aunque es incorrecto debido a que el vidrio es un slido amorfo y no un cristal propiamente dicho.

PROPIEDADES DEL VIDRIOPROPIEDADES FSICASDependiendo de la composicin, algunos vidrios funden a temperaturas muy bajas, como 500 C, mientras que otros necesitan 1.650 C. Presentan normalmente una resistencia a la traccin entre 3.000 y 5.500 N/cm2, aunque puede llegar a sobrepasar los 70.000 N/cm2 si el vidrio ha sido especialmente tratado. La densidad relativa oscila entre 2 y 8, que equivale a decir que oscila entre una densidad menor que la del aluminio y una mayor que la del acero. Variaciones de igual amplitud se dan en las propiedades elctricas y pticas.PROPIEDADES MECNICASMdulo de Young: E = 720 000 kg/cm2Coeficiente de Poisson: Vara entre 0.22 y 0.23Resistencia a la traccin: Vara segn la duracin de la carga y oscila entre 300 y 700 kg/cm2. Para cargas permanentes la resistencia a la traccin disminuye en un 40%. A mayor temperatura menor resistencia a la traccin. Depende del estado de los bordes del vidrio: el canto pulido brinda mayor resistencia a esfuerzos de traccin, seguido del borde arenado y por ltimo del corte con diamante o rueda de carburo de tungsteno.Resistencia a la compresin: Peso necesario para romper un cubo de vidrio de 1cm de lado, aproximadamente 10.000 kg/cm2.

RESISTENCIA QUMICAEl vidrio resiste el ataque de la mayora de los agentes qumicos, excepto el cido hidrofluorhdrico y, a alta temperatura, el fosfrico. Los lcalis atacan la superficie del vidrio. Cuando se emplean marcos de concreto , los lcalis liberados del cemento, durante una lluvia, pueden opacar la superficie del vidrio. La presencia de humedad entre dos hojas de vidrio estibadas durante un tiempo puede producir el "impresionado" (manchas blanquecinas) de sus superficies que, son muy difciles de remover.

Dao de los vidrios por causa de lcalisEl vidrio es una solucin a problemas de:Aislamiento trmico y acsticoAhorro energticoResistencia estructuralSeguridad fsicaProteccin de personas y bienes (vidrios anti-robo, anti-intrusin y antibalas)Decoracin (vidrio curvo, vidrio serigrafiado, satinado, arenado)

CLASES DE VIDRIOVIDRIOS SDICOS(Silicato de sodio y calcio). Es el vidrio ordinario que se emplea para elaborar vidrios planos, botellas, frascos y otros objetos varios. Tienen casi siempre un ligero color verde debido al hierro de las materias primas. Resisten a la accin disolvente del agua y los cidos, tienen poco brillo.

VIDRIOS POTSICOS(Silicato de potasio y calcio). Se reemplaza, en el vidrio anterior, el sodio por el potasio. Son ms duros que los anteriores, muy brillantes, resisten mejor las variaciones de temperatura y son muy resistentes a la accin del agua y de los cidos. Ejemplos; son los vidrios de Bohemia, vidrios de ptica (crown),etc.

VIDRIOS PLMBICOS(Silicato de potasio y plomo). En este vidrio se ha reemplazado del anterior el calcio por el plomo. Tienen pesoespecficoelevado y poseen notable esplendor, son muy transparentes, sonoros y refractan muy bien la luz. Dentro de estos vidrios se encuentra el cristal, elflint-glassempleado en ptica y elstrassque sirve para elaborar piedras preciosas artificiales.

VIDRIOS DRICOSSon vidrios en los que se ha reemplazado partes de sus componentes por anhdrido brico, dando vidrios duros, resistentes al calor, para laboratorios por su bajo coeficiente de dilatacin y debido a su bajo contenido en metales alcalinos y alcalino-terreos. Vidrios clsicos de este tipo sonPirexyJena.

VIDRIOS DE CUARZOSon vidrios obtenidos fundiendo slice o cuarzo pursimo (99,5 % deSiO2) generalmente en hornos elctricos de resistencia a unos 1800C.

PROCESO DE FABRICACIN DEL VIDRIO

MATERIAS PRIMASPara la produccin moderna de una gran variedad de vidrios se emplea una mezcla de materias primas que se introducen en un depsito llamado tolva.Arena: es el principal componente.Carbonato o Sulfato de Sodio: as la arena se funde a menor temperatura.Piedra Caliza: Para que el cristal no se descomponga en el agua.Cristal Reciclado: su uso es ecolgico porque ahorra el gasto de las otras materias primas.Entre otros tenemos:Arena de CuarzoSodaFeldespatoBraxCarbonato de BarioCarbonato de calcioCarbonato de litioNitrato de sodioSulfato de sodioOxido de aluminioTitanioTipolifosfatoOxido de fierroTrixido de arsnicoSelenioGelvita calamitaArcillaArena de zimorrioCaoln FluoritaNitrato de potasioOxido de CobaltoOxido de titanioDolomita

RECEPCIN DE MATERIAS PRIMASEn esta etapa se garantiza un control operativo y tcnico en las materias primas para verificar su calidad fsico - qumica, para la produccin del vidrio.La operacin esencial en esta etapa es la realizacin de los anlisis fsicos y qumicos realizados a la materia prima.Primero se debe cumplir con el requisito de la granulometra, es decir, el tamao de los granos de cada material, el cual, debe estar entre y de milmetro. Para el feldespato y la arena se debe cumplir unos requisitos, tales como tener una composicin qumica estable y determinada.La arena no debe contener arcillas y su contenido de xidos de hierro debe ser lo mas bajo posible. PREPARACIN DE LAS MEZCLASAlmacenamiento: consiste en ubicar las distintas materias primas en diferentes sitios de almacenamiento en donde permanecern hasta su utilizacin.Pesaje: siguiendo la formulacin previamente establecida se pesa cada uno de los componentes mediante mecanismos automticos y en las proporciones determinadas.Mezclado: Luego de ser pesadas cada una de las materias primas, son enviadas a las mezcladoras en donde, por un tiempo previamente establecido y con una adicin especfica de agua, los componentes son mezclados totalmente.Transporte: Finalmente la mezcla es enviada por medio de elevadores y transportadores hasta los silos donde queda finalmente lista para ser cargada al horno.

FUSIN DE LA MEZCLAEl horno es el sitio donde se lleva a cabo la fusin de las materias primas. Consiste en un recipiente rectangular construido con materiales refractarios resistentes al desgaste producido por el vidrio lquido y las llamas. El horno produce calor por medio de dos quemadores (gas o petrleo), los cuales funcionan alternadamente veinte veces cada uno. Por uno de sus extremos se carga la mezcla, mientras que por el otro se extrae el vidrio fundido. Posteriormente hay una entrada de aire de 1000C, con el fin de enfriar el vidrio que se encuentra dentro del horno. Los gases producidos por el horno son expulsados por lo regeneradores (1300C).

REFINACIN DEL VIDRIOA continuacin se realiza el proceso de refinacin, en el cual se eliminan las semillas (gran nmero de pequeas burbujas que se originan a partir de las reacciones de las materias primas); este proceso empieza casi simultneamente con el proceso de fusin y contina hasta que la mezcla de materias primas est completamente lquida.Luego el vidrio fundido pasa a un segundo tanque, llamado tanque de refinacin, donde se intenta igualar la temperatura del vidrio en toda su extensin, para posteriormente repartirlo a las mquinas formadoras por medio de los canales.ACONDICIONAMIENTO DEL VIDRIOEl canal es el encargado de enviar el vidrio desde el horno hasta el lugar donde se le darn las formas deseadas. Durante este trayecto se disminuye la temperatura del vidrio gradualmente (con lo cual aumenta su viscosidad), de tal manera que al final del canal se obtenga el vidrio en un estado en el que se pueda modelar, correspondiendo a una cierta temperatura para fabricar una botella determinada. Se denomina acondicionar el vidrio al hecho de controlar la temperatura en el flujo del vidrio que est dentro de la canal desde refinacin hasta el orificio refractario.

FORMACIN DE PLANCHASLuego del acondicionamiento, el vidrio pasa entre unos rodillos que forman las planchas creando una plancha de vidrio continua.De ah el vidrio se desplaza lentamente hasta la zona de recocido, un tnel de hornos que enfran gradualmente el vidrio, eliminando el stress trmico.

CORTANDO EL VIDRIOEl vidrio deja la zona de recocido y se dirige hacia el sector fro de la planta. Las planchas de vidrio son cortadas a mano para examinarlo visualmente por personal especialmente capacitado y verificar si se cortan correctamente. A los largo de esta etapa el vidrio es pasado por rigurosas pruebas para asegurar la calidad del mismo y el correcto comportamiento frente a los cortes.

PROCESO DE FORMADOFABRICACION DE ENVASES.-Soplado por boca.-Fabricacin semi -automtica de botellas.-Produccin automtica de envases.-Vidrio prensado.B. FABRICACIN DE VIDRIO PLANO.-Procesos de flotacin.-Proceso de rodillo.PROCESOS SECUNDARIOS Y DE ACABADORecocido: para liberar las tensiones internas.Templado: permite fortalecer la pieza de vidrio.Pintado: le da al vidrio nuevas propiedades fsicas qumicas y pticas.Decorado: se ultiman detalles con fines decorativos.RECICLAJE DEL VIDRIO