INTRODUCCIN. El vidrio es un material artificial o incluso natural que se obtiene por enfriamiento a una velocidad determinada de una mezcla de componentes de tipo inorgnico fundida o bien en el enfriamiento de ciertas rocas fundidas. Desde el punto de vista industrial se logra por este procedimiento, as como por diversos mtodos de moldeado, una amplia variedad de materiales con mltiples usos en la vida ordinaria, construccin, industria, tecnologa, investigacin, etc. (Fernndez-Navarro, 2003). En el caso de "vidrios naturales" no slo han tenido diversas aplicaciones prcticas' como utensilios en diversos pueblos antiguos como es el caso de las obsidianas, sino que adems tienen un gran inters su estudio en el campo de la Geoqumica.Aunque desde hace siglos la Naturaleza proporciona los componentes esenciales para la fabricacin de vidrios con componentes abundantes y de fcil extraccin, hoy en da se utilizan adems productos qumicos sintticos y una amplia gama de residuos. Para la formulacin de composiciones vtreas en vidrios de xidos se refieren las mismas en razn de las proporciones de ciertos xidos y en funcin de su carcter o papel en la estructura del fundido. As, desde el punto de vista estructural el vidrio est constituido por: a) xidos formadores de la red vtrea, vitrificantes, tales como Si02 , B20 3 P20 S para los tipos de productos vtreos ms generales o tradicionales; b) xidos modificadores de la red vtrea, fundentes, que aportan enlaces por los denominados "oxgenos no-puente", tales como xidos alcalinos: Na20, K20 ... u xidos alcalinotrreos: CaO, MgO y c) xidos "estabilizantes" que tienen un carcter intermedio o anftero, aportando los denominados "oxgenos puente", tales como: Ab03, Fe203 .MATERIAS PRIMAS VITRIFICANTESSe trata de aquellas materias primas que aportan xidos formadores de red, es decir xidos que en condiciones habituales de fusin y enfriamiento dan lugar a vidrios estables y con produccin y aplicaciones industriales de usos generales. En este sentido la materia prima vitrificante de uso ms comn es la slice.SLICE:El aporte de slice a la composicin vtrea siempre se ha realizado por la adicin de arenas de cuarzo en su formulacin, aunque no queda excluido el aporte de este formador de red con la adicin de minerales ms complejos. El uso de cuarcitas y de areniscas tambin es posible. Pero en cualquier caso, la arena es la materia prima bsica para la obtencin de la mayor parte de los vidrios. El principal criterio para el uso de una roca silcea en la formulacin de un vidrio industrial es su riqueza en Si02, que debe ser al menos de un: 99,5-98,5 %, pudindose aportar con adiciones de feldespatos o caoln inclusive, pero siempre sin superar el 0,1-0,5 % de Ab03 en la composicin del bao fundido.

La granulometra es tambin especialmente importante a la hora de seleccionar una arena para la fabricacin de vidrio convencional. La siguiente Tabla 3 recoge la distribucin ms adecuada en cada caso.XIDO DE BORO:El xido de boro es el formador de la amplia familia de "vidrios de borosilicato" as como de numerosos vidriados y esmaltes. Este tipo de vidrios son muy usados en material de laboratorio, vidrios termorresistentes, fibras de vidrio, vidriados, vidrios especiales). El efecto sobre la viscosidad de la adicin de boro es tal que con slo sustituir un 1,5% de Si02 se mejora la extraccin (colado) del fundido en un 15-20 %. Se produce adems un efecto denominado "anomala brica", de manera que en ausencia de modificadores o bajas proporciones de los mismos hay cambios de coordinacin de triangular a tetradrica mejorando o empeorando ciertas propiedades. La Tabla 5 recoge el tipo de materias primas de boro que se pueden usar en la obtencin de productos vtreos de todo tipo..

La adicin de boro en formulaciones vtreas se puede realizar a partir de productos qumicos puros tales como: cido brico y diversos tipos de brax, o bien a partir de ciertos minerales: colemanita, ulexita, boracita, etc ...PENTXIDO DE FSFORO:Los grupos de fosfato [P04-], as como otros grupos de fosfato como los difosfato y pirofosfatos constituyen un tercer grupo de formadores de vidrio que se formulan bsicamente por la introduccin de materias primas o minerales de fosfato en la red vtrea. Aunque puede haber diversos tipos de grupos de polifosfato, ya que se trata de "vidrios de red polimrica", en general se representa y calcula la presencia del fosfato en la red de este tipo de vidrios por el xido: P20 S Los vidrios que incluyen fsforo como formador de la red vtrea tienen aplicaciones en soldadura metal-cermica, pero ms recientemente tienen aplicaciones algunos de ellos por sus propiedades bioactivas como biomateriales para reparaciones seas o en implantes dentales

XIDOS ALCALINOS:En la formulacin de vidrios convencionales sodoclcicos se suele incorporar el xido de sodio a partir de sosa Solway (NaZC03), o menos frecuentemente como NaZS04 (que aporta hasta un 20-25% de xido de sodio) que acta adems como agente afinante de la mezcla fundida facilitando la eliminacin de burbujas en el vidrio. La adicin de este sulfato puede dar lugar a ciertos problemas de corrosin en los refractarios del horno, coloracin amarillenta y separacin de fases produciendo un defecto conocido como "bulones o burbujas de sulfato" (Montes, 1970). Las fuentes naturales de sulfato sdico suelen ser: thenardita (NaZS04), glauberita (NaZS04. CaS04) o mirabilita (NazS04.lOHzO). La inclusin de xido de sodio se hace hoy en da en su mayor proporcin en forma del producto comercial denominado: "soda ash" (ceniza o polvo conteniendo xido de sodio).XIDOS ALCALINOTERREOS:El xido de calcio, CaO, que es comn en los vidrios convencionales soda-clcicos que vienen obtenindose desde la civilizacin romana, se aporta generalmente como caliza (CaC03) o como aragonito, aunque tambin puede formularse con cal viva (CaO) o cal apagada (Ca(OH)2). Tambin puede incluirse este xido a partir de ciertos feldespatos como la anortita.El xido de magnesio cumple un papel semejante al del xido de calcio en la formulacin de vidrios, mejorando algunas propiedades, pues aadido en pequeas proporciones da lugar a vidrios ms estables. Se puede aadir con dolomita (CaC03 MgC03) o como magnesita (MgC03). OTROS XIDOS DE CATION BIVALENTE:El xido de cinc, ZnO, se aade en pequeas proporciones a ciertos tipos de vidrio (no mayores del 5%) pues mejora la resistencia qumica y eleva el ndice de refraccin, aumenta la dureza y facilita el afinado al reducir la viscosidad a elevadas temperaturas. Se suele aadir como smithsonita (ZnC03), como cinc ita (ZnO) o incluso como hemimorfita (2Zno.Si02 H20). Pero puede aadirse a partir de preparados de cinc procedentes de procesos hidrometalrgicos, aunque en este caso puede contener impurezas de PbO y de Fe203.ESTABILIZANTESEl Ab03 se incorpora normalmente en vidrios en baja proporcin: del 1 al 3%, aunque puede aadirse en mayores proporciones en vidrios especiales. Suele aportarse como tal en el caso del Ah03 , a partir de hidrxido s de aluminio tanto naturales como sintticos (diasporo, bauxita o hidrargilita), o bien a partir de minerales y rocas que incluyen almina en su composicin, como los feldespatos, o incluso ciertos tipos de minerales de la arcilla con capacidad fundente en ciertas composiciones. Tambin puedan utilizarse algunas rocas aluminosas como el granito, como veremos ms adelante con un ejemplo de formulacin a partir de residuos de canteras de piedra natural, traquitas e incluso nefelina-sienita. A veces se puede usar incluso caoln (Ah03.2Si02. H20), pero aunque puede agregarse en muy pequeos tamaos de partcula (incluso menores de 2 micras) presenta la desventaja de su difcil disolucin en fundidos, de manera que se puede incluso segregar fcilmente de la mezcla fundida. La adicin de feldespatos, por otra parte, en la formulacin de vidrios presenta la ventaja de sus relativamente bajas temperaturas de fusin y su fcil incorporacin a la mezcla fundida. La siguiente Tabla resume las principales materias primas utilizadas para incorporar almina en vidrios. Los feldespatos, de hecho, son ampliamente usados por la industria del vidrio plano, vidrio hueco y vidrios especiales, aunque algunos de ellos, dependiendo de su grado de pureza, pueden aportar contenidos de xidos de hierro entre 0,03 y el 0,15%, lo cual puede inducir cierta coloracin en el caso de vidrios transparentes. El aporte de almina como tal xido en varios tipos de feldespatos comerciales suele abarcar el intervalo de 15 - 20% en peso. En cualquier caso el xido ms determinante para su capacidad de fusin de la mezcla vitrificable est relacionado con el diferente contenido en los xidos alcalinos: K20 (en el orden del 2-3%) o Na20 (en el orden del 7-8%). Incluso arenas feldespticas pueden ser aadidas en la fabricacin de vidrio, ya que a la adicin de slice se consigue una ciertan adicin de un elemento fundente que facilita el proceso de fusin. a adicin de feldespatos permite adems, simultneamente con la adicin de Alz03, la incorporacin de elementos alcalinos y alcalinotrreos segn el tipo aadido: NazOAh032SiOz en el caso de la albita; KzOAb036SiOz en el caso de la ortoclasa; CaOAlz032SiOz en el caso de la anortita, (NazOAlz036SiOz) + (CaOAlz032SiOz, variable) si se trata de oligoclasa y BaOAlz032Si02 si el feldespato que se aade al vidrio es celsiana.

COMPONENTES SECUNDARIOSEn las composiciones de productos vtreos de todo tipo se aaden a los componentes antes citados una serie de aditivos como componentes secundarios generalmente en pequeas proporciones. Estos aditivos o componentes secundarios cumplen diversas funciones y bsicamente son: Afinantes: Que permiten durante el proceso de fusin favorecer la eliminacin de burbujas. Los ms usados son: Sb20 3 ,AS20 3 , S04Na2, N03K, N03Na, etc. Opacificantes: Permiten dispersar la luz por efecto Tindall por dispersin de pequeos cristalitos dispersos en la matriz vtrea dando lugar a vidrios opales y opacos.COLORANTES: Su adicin permite obtener todo tipo de vidrios coloreados en masa. Suelen ser xidos de elementos de transicin, algunos pares red-ox y elementos en estado coloidal que se logran introducir por diversos procedimientos en la masa vtrea.DECOLORANTES: Son elementos que se aaden para neutralizar efectos de color producidos por impurezas de las materias primas. Un ejemplo es la adicin de selenio para neutralizar el efecto de coloracin de los xidos de hierro.SOLARIZANTES: Son elementos u xidos que se aaden, como es el caso del MnOz, para producir efectos de la irradiacin solar sobre la coloracin y transmisin ptica del vidrio.

UNIVERSIDAD NACIONAL DEL CENTRO DEL PER

FACULTADA DE INGENIERA METALRGICA Y DE MATERIALESMATERIAS PRIMAS PARA LA ELABORACIN DEL VIDRIOCATEDRA: TECNOLOGA DEL VIDRIO Y REFRACTARIOS CATEDRTICO: ing. CERRN MADUEO, MarioEstudiante: QUISPE BAUTISTA Edinson Ral SEMESTRE: VIIIHUANCAYO PER