Definiciones: Llamamos vidrio a la materia compuesta por slice, sosa y cenizas fundidas y enfriadas ;cuyas molculas estn fijas pero no siguen ningn orden estos compuestos reciben el nombre de solidos amorfos El vidrio se obtiene a unos 1500 C a partir de arena de slice (SiO2), carbonato de sodio (Na2CO3) y caliza (CaCO3). El silicato de sodio (), tambin llamado vidrio, es un silicato sinttico importante, slido amorfo, incoloro y soluble en agua, que funde a 1.088 C. Se obtiene haciendo reaccionar slice (arena) y carbonato de sodio a alta temperatura, o calentando arena con hidrxido de sodio concentrado a alta presin. La disolucin acuosa de silicato de sodio se utiliza para conservar huevos; como sustituto de la cola o pegamento para hacer cajas y otros contenedores; para unir gemas artificiales; como agente incombustible, y como relleno y adherente en jabones y limpiadores. Otro compuesto de silicio importante es el carborundo, un compuesto de silicio y carbono que se utiliza como abrasivo.

10 mecanismo de reaccin:El vidrio se obtiene por fusin de la slice (SiO2) (arena silcica ), carbonato de sodio (Na2CO3) (carbonato sdico) y carbonato de calcio o caliza (CaCO3). Sulfato sodico, dolomita (CaCO3) y MgCO3) , piedra caliza, nefelina sienita todas mezcladascon aguaLas reacciones en el horno son:

+ ------- + + calor + ---- () () (x+1)

La caliza se usa como fundente, para disminuir el punto de fusin de la mezcla que entra al horno.(Ecuaciones)Si se funde una mezcla de silicatos alcalinos y silicato clcico o de plomo y se deja enfriar, se obtiene una sustancia amorfa y transparente llamadavidrio. Las materias primas utilizadas para fabricarlo son la arena, la creta o carbonato clcico y el carbonato o sulfato sdico:Na2CO3 + SiO2 Na2SiO3 + CO2CaCO3 + SiO2 CaSiO3 + CO22SiO2 +CO3Na2+CaCO3 SiO3Na2+SiO3Ca+2CO2

Conforme va ascendiendo la temperatura en el horno se van sucediendo una serie de reacciones entre los materiales para formar finalmente una masa homognea de vidrio. A continuacin se muestran las principales reacciones que se producen durante la fusin del vidrio.130 C: Eliminacin delaguade la composicin (humedad): H2O(l) H2O(v)400 C: Comienza la descomposicin de ladoloma CaCO3 .MgCO3.CaCO3MgCO3 MgO + CO2+ CaCO3600 C: Lasosay lacaliza CaCO3se combinan para formar elcarbonato doble de sodio y calcio, que funde a 813 C.CO3Na2+ CO3Ca CaNa2(CO3)2Reduccin delsulfatopor elcarbn.2Na2SO4+ 2C + xSiO2 2Na2S.xSiO2+ 2CO2+ SO2+ S785 C: Descomposicin de lacaliza:CaCO3 CaO + CO2740-900 C:3 Na2Ca(CO3)2+ 10 SiO22 Na2O2SiO2+ Na2O3CaO6SiO2+ 6CO2Na2O3CaO6SiO2+ Na2O2SiO2 Na2O2CaO3SiO2+fundido2Na2OCaO3SiO2+ Na2O2SiO2 Na2O2CaO3SiO2+residuo fundidoElcarbonato de magnesioque proviene de ladoloma(CaCO3.MgCO3)se descompone:CO3Mg MgO + CO2Lamagnesiase combina con laslicepara formar unsilicato de magnesio:MgO + SiO2 MgSiO3Se entra, pues, en una segunda fase liquida formada por una mezcla de Na2SiO3, CaSiO3, MgSiO3y Na2SO4que lleva como infundidosarenayfeldespato.1045 C: Fusin del Na2O3CaO6SiO21141 C: Fusin del 2Na2OCaO3SiO21284 C: Fusin del Na2O2CaO3SiO21100 C: Comienzo de la fusin delfeldespato. Disolucin de lasliceen elsilicato.1450 C: Descomposicin delsulfatopor laslice:Na2SO4+ SiO2 Na2SiO3+ 8SO3

El proceso Sol-Gel puede verse como un proceso de polimerizacin que comprende lahidrlisis y condensacin de alcxidos metlicos M(OR)z, (M = Si, Ti, Zr, Al, Sn, Ce,;OR un grupo alcxido y Z la valencia o el estado de oxidacin del metal). En primer lugar los alcxidos se hidrolizan generando especies que posteriormente experimentanuna policondensacin, dando como resultado una red tridimensional.69El proceso ocurre inicialmente a travs de la hidrlisis de los alcxidos metlicos(Reaccin I-I) que tiene lugar en tres pasos: (a) ataque nuclefilo del oxgeno de lamolcula de agua al tomo metlico M; (b) transferencia del protn de la molcula deagua al grupo OR del alcxido metlico; (c) eliminacin de la correspondiente molculade ROH.M-OR + H2O M-OH + R-OH Reaccin I- 1En cuanto se generan los grupos hidroxilos, tienen lugar las reacciones de condensacinque producen la formacin de oligmeros y polmeros ramificados con un esqueletometal-oxgeno, en los que estn presentes grupos hidroxilo y grupos alcxidosresiduales. Dependiendo de las condiciones experimentales, esta condensacin seproduce mediante dos mecanismos competitivos, la oxolacin (Reaccin I-2) y laolacin (Reaccin I-3) tal y como se describen a continuacin.OxolacinM-OH + XO-M M-O-M + X-OH Reaccin I- 2(X = H o grupo alquilo)Mediante la oxolacin se produce la formacin de puentes de oxgeno entre tomosmetlicos y, al igual que la reaccin de hidrlisis, tambin es una sustitucin nuclefilaen tres pasos dando como resultado final la eliminacin de H2O o ROH. Normalmentebajo condiciones de hidrlisis estequiomtricas (h = H2O/M < 2) est favorecida laformacin de alcohol, mientras que para condiciones de hidrlisis muy superiores(h>>2) se favorecer la formacin de agua.OlacinM-OH + HO-M M-(OH)2 -M Reaccin I- 3La olacin es una adicin nuclefila que tiene lugar cuando el tomo metlico central nosatisface completamente su nmero de coordinacin (N-Z > O), siendo N el nmero decoordinacin encontrado, normalmente en su xido, y Z el estado de oxidacin delmismo. Los grupos OH entran en la esfera de coordinacin del metal dando comoresultado la formacin de puentes hidroxlicos. En este proceso no son necesarios ni latransferencia de un protn ni la salida de ningn grupo saliente, por lo que la cintica dela olacin es generalmente ms rpida que la de la oxolacin.La participacin de cada una de estas reacciones influir en la transformacin desde elalcxido metlico hasta la red tridimensional. En algunas ocasiones esta red alcanzadimensiones macroscpicas, sin embargo en otras no se alcanza un crecimientomacroscpico. Esta gran variabilidad es consecuencia de las diferentes maneras en lasque los oligmeros y polmeros pueden unirse y organizarse, lo que a su vez estarsupeditado a otros factores como la naturaleza de los precursores (reactividad del tomocentral (electronegatividad), as como a los impedimentos estricos producidos por losgrupos alcxidos, relacin H2O/alcxidos, cantidad y tipo de catlisis (pH del medio),cantidad y naturaleza del disolvente, temperatura y tiempo de reaccin, etc.La polimerizacin de la slice en medio acuoso se produce mediante reacciones decondensacin que forman uniones Si-O-Si. Esta reaccin sucede en tres pasos: elprimero es la polimerizacin de los monmeros para formar partculas, el segundo es elcrecimiento de las partculas y, el tercero, es la unin de estas partculas formandocadenas ramificadas que darn lugar a una estructura tridimensional convirtiendo el solen un gel.Iler70 explica como influye el pH del medio y/o la adicin de sales en la polimerizacinde la slice en medio acuoso (Figura I- 3). El cido silcico tiene una gran tendencia apolimerizarse de manera que se ver favorecida la formacin de uniones siloxano (Si-OSi)y desfavorecida la presencia de grupos silanoles. Como consecuencia de esto, losmonmeros evolucionarn a dmeros y stos a oligmeros (por ejemplo tetrmeroscclicos) que posteriormente se seguirn uniendo para formar molculastridimensionales. Estas unidades esfricas son ncleos primarios para formar partculasde mayor tamao. Las partculas pequeas son ms solubles que las grandes y debido aque las partculas formadas no son del mismo tamao irn creciendo en tamao y disminuyendo en cantidad debido a que las ms pequeas se van disolviendo y lasgrandes no.

12GENERACIN DE CONTAMINACIN. 3.1 FUENTES DE GENERACIN DE CONTAMINANTES. 3.1.1 Produccin de vidrio En la figura 3.1 se muestra los distintos tipos de emisin que se van generando a travs del proceso de produccin de productos de vidrio.

A continuacin se detallan las emisiones generadas en cada un de las etapas del proceso productivo. a. Preparacin de materias primas. Emisiones permanentes. En esta etapa se producen emisiones de material particulado, ocasionadas por manipulacin de materias primas de origen mineral finamente molidas. Se generan residuos slidos durante las operaciones de recepcin de materias primas, como en el traslado de las mismas dentro de la fbrica. Estos se producen en general debido al derrame durante operaciones de manipulacin y trasvasije. Debido a que las materias primas se suelen mezclar en seco, no se producen residuos lquidos. b. Fusin.Emisiones permanentes. Durante la operacin de fusin de las materias primas es cuando se produce la mayor cantidad de emisiones atmosfricas, estas consisten tanto en material particulado, como de gases, las cuales estn asociadas al funcionamiento de los hornos de fundido. Las emisiones de material particulado son debidas a la volatilizacin del material contenido en el bao fundido, el cual al combinarse con los gases presentes es emitido en forma condensado. El material particulado puede contener metales pesados (arsnico, plomo, cadmio, etc.), dependiendo de las materias primas utilizadas. Los gases emitidos consisten principalmente de xidos de nitrgeno (NOx), los que se forman debido a las altas temperaturas alcanzadas en el horno y a la presencia de nitrgeno tanto en el aire de combustin como en las materias primas en fusin. Tambin son emitidos xidos de sulfuro (SOx), formado principalmente a partir del azufre contenido el combustible, y en menor medida en las materias primas. Como regla general se puede suponer que todo el nitrgeno y azufre contenido tanto en las materias primas como en el combustible, es emitido en la forma de NOx y SOx. Los residuos slidos asociados al proceso de fundicin, corresponden principalmente al material particulado captado por los equipos secos de control de emisiones atmosfricas (filtros de manga y precipitadores electrostticos). Si se utilizan equipos hmedos de control de gases (scrubber o venturi scrubbers) para abatir las emisiones de SOx, se pueden generan tanto residuos slidos como lquidos. Los residuos slidos se generan al evaporarse el agua contenida en el lquido de lavado , el cual consiste en carbonato de sodio disuelto en agua. Dependiendo de las materias utilizadas en la fabricacin del vidrio, el residuo puede contener selenio, cromo, cadmio, cobalto, plomo y sulfato de sodio. El funcionamiento de los equipos de control hmedos tambin puede eventualmente generar residuos lquidos. Si se utiliza Reduccin Cataltica Selectiva (SCR) o Reduccin Cataltica No Selectiva (SCR), para controlar las emisiones de xidos de nitrgeno (hacindolos reaccionar con amoniaco para producir nitrgeno y agua), se pueden producir tanto residuos lquidos como slidos. Emisiones ocasionales. Otro residuo slido lo constituyen la escoria de los hornos consiste en trozos no usados de vidrio fundido. La escoria esta compuesta fundamentalmente de xido de magnesio y sulfato de sodio, pudiendo contener tambin metales pesados. Cuando son cambiados los ladrillos refractarios de los hornos (aproximadamente cada 9 aos), tambin stos pasan a constituir residuos slidos del proceso.c. Formado del vidrio.Emisiones permanentes. Durante las operaciones de formado de envases, se producen emisiones de COV y material particulado, producto de la descomposicin del lubricante del molde al entrar ste en contacto con la gota de vidrio fundido. Tambin se producen emisiones gaseosas, al limpiar el molde de su recubrimiento de grafito, lo que se hace aplicndoles 1,1,1 tricloroetano el que se evapora rpidamente a la atmsfera. Emisiones ocasionales Pueden generarse residuos lquidos debido al contaminarse el agua de enfriamiento de las maquinas de formado con aceite lubricante. d. Recocido. Emisiones permanentes. Emisiones de material particulado y gases son generadas como subproducto del procesos de combustin del horno tnel de recocido. e. Acabado. Emisiones permanentes. Material particulado y residuos slidos se generan de los procesos de acabado con arranque de viruta (pulidos, arenados, esmerilados y otros). Se genera material particulado y gases en los procesos de esmaltado donde es necesario horneado de la pieza. Se generan emisiones de VOC en los procesos de pintado donde se utilizan compuestos orgnicos. Residuos lquidos pueden ser originados de las operaciones de decorado con cido. f. Inspeccin y ensayo. Emisiones permanentes. Se generan residuos slidos provenientes de las piezas defectuosas (scrap), cuando estas no son recicladas. g. Molienda de scrap. Emisiones permanentes.Se generan emisiones de material particulado durante las operaciones de molienda de scrap, la que es en seco.

La utilizacin del llamado Sistema de Fusin Rpida, el cual involucra el precalentamiento del batch de materias primas previo a su fusin por medio de un intercambiador de calor que aprovecha el calor remanente en los gases de escape del horno para calentar el bach a una temperatura de entre 205 y 260 C. Esta operacin reduce el tiempo del proceso y el consumo de energa, as como las emisiones atmosfricas asociadas a l. Mantener un riguroso control de la temperatura del horno reduciendo el consumo de combustible y por lo tanto las emisiones asociadas a su combustin. Evitar temperaturas excesivas en el horno disminuyendo tanto la formacin de material particulado como de NOx. Para reducir las emisiones de NOx existen varias tecnologas posibles de usar entre las que se cuentan, el uso de quemadores de bajo NOx y la oxi-combustin. Los quemadores de bajo NOx, son quemadores especialmente diseados para disminuir la generacin de NOx producto de la combustin. El uso de hornos con oxi-combustin, en los cuales el aire de combustin (conteniendo cerca de un 80% de nitrgeno) es reemplazado por oxigeno puro, permite una reduccin del volumen de los gases de escape de entre 4 y 5 veces, comparado con los emitidos por un horno regenerativo. Adems, las emisiones de NOx son reducidas hasta en un 80 % y el material particulado entre un 20 y un 80%. Tambin han sido reportadas reduccin en la emisin de fluoruros, de por sobre el 45%. Debido a que las emisiones de SOx en la produccin de vidrio, estn asociadas principalmente al contenido de azufre en el combustible, el empleo de gas natural asegura una reduccin importante de este contaminante, por su bajo contenido de azufre. En la industria de productos de vidrio, una buena oportunidad de prevencin de la contaminacin es el uso de vidrio de desecho o reciclado, como parte de la materia prima utilizada. Los fabricantes norteamericanos de vidrio usan tpicamente un 30% de material reciclado junto con otras materias prima en la fabricacin de sus productos. Los envases de vidrio ofrecen excelentes oportunidades de reciclaje. Suponiendo que ellos estn libres de cualquier suciedad u otros contaminante, el vidrio de envases puede ser reciclado una y otra vez sin produccin de residuos o perdidas de su calidad. Una tonelada de vidrio reciclado permite ahorrar cerca de 1.2 toneladas de materias primas. Por cada tonelada de vidrio reciclado se ahorra adems, cerca de 35 litros de petrleo.