Como o vidro é produzido
Um breve guia sobre como o vidro é feito
Os métodos de fabricação de vidro mudaram consideravelmente ao longo dos séculos, passando de trabalho artesanal altamente qualificado para a produção industrial de alto volume de hoje. Uma das maiores inovações da indústria vidreira foi o desenvolvimento do processo de fabricação do vidro plano. Convidamos você a conhecer como esse material é produzido atualmente e a entender as tecnologias que garantem sua qualidade e desempenho.
De artesãos habilidosos à industrialização
O vidro foi descoberto pela primeira vez em torno de 5.000 a.C. Durante séculos, o trabalho artesanal individual dominou. Foi apenas no século XX que a produção de vidro tornou-se industrializada e produzida em massa na forma de folhas. Mas ainda havia um grande problema: o vidro precisava ser lixado e polido em ambos os lados até atingir a qualidade desejada, um processo que era muito demorado e caro.
E então surgiu talvez a maior inovação na história do vidro: a introdução do processo de produção do vidro plano, popularizado na década de 1960. Essa inovação levou a um aumento dramático no uso do vidro em todo o mundo.
O vidro float é a base do portfólio da Guardian atualmente, desde vidros com revestimento de controle solar até vidros laminados de segurança, antirreflexo e espelhos.
O processo do vidro plano
O processo de fabricação do vidro plano é como preparar e cozinhar uma refeição cuidadosamente planejada. Você começa juntando todos os ingredientes necessários. Depois, segue um conjunto específico de processos que incluem aquecimento até a temperatura correta e, em seguida, resfriamento adequado. Siga a receita ao pé da letra e os resultados valerão o esforço.
Do que é feito o vidro?
Principalmente, o vidro soda-cal-sílica é composto por três componentes principais: areia, barrilha (carbonato de sódio) e calcário. O vidro plano também contém dolomita, usada para melhorar a dureza e a resistência química do vidro plano.
Uma breve história do vidro
Os objetos de vidro mais antigos conhecidos, pequenos ornamentos de vidro, datam de cerca de 2.000 a.C. Durante séculos, a fabricação de vidro dependia da habilidade artesanal especializada dos indivíduos, e o vidro continuava sendo um material luxuoso, normalmente usado para joias ou itens decorativos. Foi só no século XIX que o vidro se tornou comum em casas e edifícios públicos. Embora a tecnologia de vidro plano tenha sido patenteada pela primeira vez no início do século XX, ela foi significativamente avançada e trazida ao mercado na década de 1950 pela Pilkington Brothers Limited. Em meados da década de 1960, a versão deles do processo float começou a substituir os métodos tradicionais de fabricação de vidro, oferecendo melhor qualidade de superfície e redução nos custos de produção.
O método inovador de vidro float da Pilkington é atualmente a técnica mais utilizada no mundo para a fabricação de vidro plano.
Como o vidro plano é produzido
O vidro plano é feito dissolvendo matérias-primas em um forno (um processo comumente chamado de fusão) e, em seguida, despejando a mistura continuamente em um banho de estanho fundido. A gravidade e a tensão superficial permitem que ela flutue na superfície e se transforme em uma folha plana e lisa conhecida como fita. Após os processos de fusão e conformação, a fita é resfriada e cortada no tamanho.
A largura típica da chapa é 3,21 metros (126 polegadas) na Europa e 3,30 metros (130 polegadas) ou 3,66 metros (144 polegadas) na América do Norte. As dimensões padrão de produção de vidro plano podem variar ligeiramente dependendo da região. A espessura da chapa pode variar de aproximadamente 2 a 19 mm (3/32 a 3/4 pol.).
As linhas de produção de vidro planopodem atingir até 500 metros (1.600 pés) de comprimento e operam de forma contínua. Normalmente, uma linha de produção de vidro plano terá uma vida útil de cerca de 18 a 20 anos. Uma linha de tamanho médio pode produzir aproximadamente 600 toneladas de vidro por dia.
Veja neste vídeo como o vidro plano é feito:
Quais são as matérias-primas usadas na fabricação de vidro plano?
O processo do vidro plano começa com uma mistura de matérias-primas, incluindo os principais ingredientes: areia de sílica, barrilha (carbonato de sódio), calcário e dolomita. Em termos de peso, o vidro float contém aproximadamente 70–75% de areia de sílica, 15% de barrilha (carbonato de sódio) e 15% de uma combinação de calcário e dolomita. O vidro float também contém pequenas quantidades de sulfato de sódio, carbono e óxido de ferro.
Cada componente desempenha um papel crítico. A areia de sílica cria uma estrutura rígida e vítrea. A barrilha (carbonato de sódio) reduz a temperatura de fusão da sílica, tornando o vidro mais maleável e facilitando sua fusão. O calcário atua como estabilizador e melhora a durabilidade e a dureza do vidro. A dolomita aumenta o controle de viscosidade do vidro e sua resistência química.
Como funciona o processo de fusão
Uma vez que cada matéria-prima tenha sido pesada com precisão de acordo com a receita necessária, eles são cuidadosamente misturados na casa de mistura (batch house) antes de serem transferidos para o silo de alimentação do forno. Entre 15% e 25% da mistura utilizada na produção do vidro plano padrão é composta por vidro reciclado triturado, conhecido como caco de vidro O caco de vidro geralmente é proveniente de lotes de produção anteriores, mas podem ser fornecidos por empresas especializadas em reciclagem ou processadores de vidro. O caco de vidro deve ser rigorosamente inspecionado para garantir que atenda aos padrões de qualidade.
Equipamentos conhecidos como alimentadores de forno (chargers) são utilizados para introduzir a mistura no forno. O forno de uma linha de vidro float possui uma zona de fusão com temperatura aproximada entre 1.500 e 1.600 °C (2.700 a 2.900 °F).
Em um forno regenerativo, uma série de queimadores laterais de gás natural mantém a temperatura. Cada conjunto de queimadores opera por sua vez por aproximadamente 20 minutos antes de alternar para o outro lado. Os gases de exaustão do forno passam pelo regenerador oposto, que está temporariamente inativo, mantendo sua temperatura e permitindo a recuperação de uma quantidade significativa de energia
Como o vidro é moldado
Após o processo de fusão, a chapa de vidro fundido é conduzida em uma bacia de condicionamento por meio de um mecanismo de restrição de fluxo. O vidro fundido é agitado por pás resfriadas a água antes de entrar no banho de estanho. Antes de ser flutuado sobre o estanho derretido, o vidro passa por uma barreira móvel chamada tweel. A estanho derretido tem baixa reatividade com vidro e alta densidade, maior do que o vidro derretido. Essas propriedades permitem que o vidro flutue suavemente em sua superfície, resultando em folhas perfeitamente planas.
A espessura do vidro normaliza em aproximadamente 6 mm. Diferentes espessuras podem ser obtidas por meio da atuação de rolos, que estiram o vidro à medida que a velocidade da linha é aumentada para produzir chapas mais finas. Para produzir vidro mais espesso, os rolos comprimem o vidro e a velocidade da linha é reduzida.
No final do processo de modelagem, a temperatura do vidro cairá de aproximadamente 1.100 °C (2.000 °F) para aproximadamente 600 °C (1.100 °F). O vidro deixa o banho de estanho em um estado quase sólido.
A importância do resfriamento do vidro.
Em seguida, o vidro passa para o forno de recozimento, onde é resfriado de forma controlada. Trata-se de uma área com temperatura controlada, utilizada para resfriar gradualmente o vidro recém-formado. O forno de recozimento é composto por um canal fechado, seguido por um trecho aberto exposto à circulação de ar forçado. Os fornos de recozimento são bastante longos e geralmente correm por aproximadamente 200 metros (700 pés).
Durante o processo de recozimento, o ar forçado reduz a temperatura do vidro até o nível ambiente. À medida que o vidro esfria, as tensões internas são removidas e o vidro assume um perfil de tensões uniforme. A uniformidade do perfil de tensões permite que o vidro seja cortado em chapas padrão industriais e posteriormente armazenado.
Quais são as propriedades do vidro?
O vidro arquitetônico moderno vai muito além da transparência. O vidro plano é um material projetado com precisão, com resistência, durabilidade e clareza óptica bem definidas.
Essas propriedades permitem que o vidro seja usado para uma ampla variedade de aplicações. O tratamento térmico, a aplicação de revestimentos e a laminação do vidro aprimoram suas propriedades e agregam funcionalidades, como maior resistência, controle solar, isolamento térmico, segurança, proteção, desempenho acústico, entre outras.
Controle de qualidade na fabricação de vidro
Manter a qualidade é crucial na fabricação de vidro. Sensores a laser ou câmeras de alta resolução são usados para detectar defeitos. Essas áreas são cortadas das folhas de vidro e usadas como caco de vidro.
Desempenho ambiental na produção de vidro
Estamos dedicados a melhorar o desempenho ambiental de nossos processos e produtos de fabricação em todo o seu ciclo de vida. Isso inclui usar menos recursos naturais, minimizar o desperdício e inovar continuamente para operar de forma eficiente e responsável.
Um exemplo de destaque é o nosso forno em Bascharage, Luxemburgo, que conta com tecnologia de última geração e é, até o momento, o forno mais eficiente em termos energéticos da nossa operação.
Outro exemplo é o Guardian NEXA . Uma linha de soluções de vidro com baixo teor de carbono (até 38% de redução no carbono incorporado*), obtida pela otimização dos processos de fabricação e seleção de matérias-primas.
Como o vidro é produzido
Quais são os estágios da fabricação de vidro
Coletar matérias-primas, derreter, moldar, resfriar e cortar.
Do que é feito o vidro?
Areia, barrilha (carbonato de sódio), calcário e dolomita. Outras substâncias também podem ser adicionadas para melhorar o vidro.
O que é o vidro plano?
O vidro plano é feito derramando matérias-primas derretidas em um leito de estanho líquido. O resultado são chapas de vidro perfeitamente planas e uniformes, que não necessitam de processos de desbaste ou polimento.
Produção do vidro laminado
Embora o vidro plano forneça um excelente produto base, a laminação pode adicionar outros benefícios, como cor, controle de som, segurança e proteção. Isso ajuda a tornar o vidro mais adequado às aplicações arquitetônicas exigentes de hoje, seja o uso final redução de ruído, resistência a impactos de furacões, proteção contra invasões, proteção contra vidros quebrados – ou uma combinação de tudo.
O vidro laminado consiste em folhas de vidro unidas por uma camada intermediária de plástico. O vidro e as camadas intermediárias podem ser fornecidos em diversas cores e espessuras para fornecer a aparência e o desempenho desejados de acordo com a aplicação.
Enquanto o vidro laminado ainda pode quebrar, os fragmentos tendem a aderir à camada intermediária de plástico e permanecer em grande parte intactos, reduzindo o risco de ferimentos. Por isso, o vidro laminado pode ser qualificado como um vidro de segurança.
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