Princípios e Ciências dosMateriais - Vidro

Fernanda LamounierIsabella Fernanda

Isis CorrêaMariana Bernardes

Índice

• Introdução• Custo• Disponibilidade de Matéria- Prima• Aplicações• Propriedades e Produção• Corrosão e degradação• Reciclagem e Reutilização• Conclusão• Questões

Introdução• Em ciência dos materiais o vidro é uma substância líquida e

amorfa, que apresenta temperatura de transição vítrea.• Peças de vidro foram descobertas no antigo Egito que

datam de 3000 AC. Esses vidros eram basicamente constituídos de Na2CaO-SiO2, composição que ainda hoje e usada nos vidros industriais.

• A aplicabilidade do vidro é a mais diversificada possível: objeto de corte e armamento, pontas de flechas, passando por objetos ornamentais,utilitários domésticos, lentes, chegando a tecnologia como matéria prima das modernas fibras óticas.

Introdução• História

– Os povos que disputam a primazia da invenção do vidro são os fenícios e os egípcios. Os fenícios contam que, ao voltarem á pátria, do Egito, pararam em Sidom. Chegados margens do rio Belus, pousaram os sacos que traziam, que estavam cheios de trona. A trona é carbonato de sódio natural, que eles usavam para tingir lã. Acenderam o fogo com lenha, e empregaram os pedaços mais grossos de trona para neles apoiar os vasos onde deveriam cozer os animais caçados. Depois comeram e deitaram-se; adormeceram e deixaram o fogo aceso. Quando despertaram, ao amanhecer, em lugar das pedras de trona encontraram blocos brilhantes e transparentes, que pareciam enormes pedras preciosas. O vidro estava descoberto!

Custo• De acordo com o uso, a embalagem de vidro pode ter

custo muito baixo. Se for uma embalagem retornável, por exemplo, o custo para o fabricante do produto envasado vai depender do número de vezes que a embalagem for reaproveitada, podendo chegar a 1/30 do valor de compra. Caso a embalagem seja reutilizada pelo consumidor, também terá esse valor agregado. Como o vidro é considerado embalagem nobre, o consumidor tem a percepção de que o produto tem maior valor, o que acaba se refletindo em margem de ganho mais elástica para o fabricante e o distribuidor do produto envasado.

Disponibilidade de Matéria-Prima• Para o vidro as principais matérias utilizadas são: • Areia

– É constituída de no mínimo 99,0% de sílica;– Pode ser obtida por extração convencional ou de jazidas minerais.

• Calcário– Mineral constituído por carbonato de cálcio e extraído de jazidas

naturais.• Dolomita

– Mineral constituído de carbonato duplo de cálcio e magnésio;– Extraído de jazidas naturais, fornece óxido de magnésio à composição

do vidro;– Na produção de vidros de embalagem não há muita diferença entre seu

uso e o uso de calcário.

Disponibilidade de Matéria-Prima• Feldspato

– Mineral complexo, constituído de alumino-silicato duplo de sódio e potássio;

– Além da sílica, fornece vários componentes ao vidro, tais como: óxido de alumínio ou alumina, óxido de sódio e óxido de potássio;

– Extraído de jazidas naturais.• Nefelina sienito

– Pode substituir o feldspato;– Extraído de jazidas naturais;– Fonte de alumina e álcalis mais eficiente que o feldspato.

Disponibilidade de Matéria - Prima

• Alumina calcinada– Fonte alternativa ao feldspato para incorporação exclusiva

de alumina, sem a presença dos demais óxidos.• Barril

– Carbonato de sódio que fornece o óxido de sódio;– Componente mais significativo no custo das matérias

primas do vidro, podendo representar até 60% desse valor.• Lixívia de soda cáustica

– Solução de hidróxido de sódio a 50%, como fonte alternativa da barrilha.

Aplicações

• Clássicas– Construção Civil;– Moveleiro e decorações em geral;– Transporte (rodoviário e marítimo)...

• Modernas– Vidros Oftálmicos;– Fibras de Vidro;– Vidros Porosos– Janelas Inteligentes...

Aplicações

• Construção Civil– Coberturas, fachadas, guarda-corpos, escadas, pisos,

portas, janelas...– Proporciona um ambiente exclusivo e moderno;– Oferece controle do calor e da luz;– Conforto acústico;– Economia de energia e segurança.

Ex: Vidros auto-limpantes e que não riscam.

Aplicações

• Moveleiro e Decorações– Usados em portas, tampos de mesa, estantes,

prateleiras e etc.– Material reciclável, transparente, com boa

resistência mecânica, de grande durabilidade e que consegue manter a aparência de novo por muito tempo

Aplicações

• Transporte– Design e Conforto paratodo tipo de veículo;– Resistência;– Alta Visibilidade;– Trens, Lanchas, Barcos, Ônibus, etc...

Aplicações

• Vidros Oftálmicos– Lentes Fotocromáticas– Se adaptam a diferentes níveis de iluminação;– Transformação Reversível entre dois estados, onde

os Raios Ultravioletas fornecem a energia para essa reação.

Aplicações

• Fibras de Vidro– Aglomeração de finíssimos filamentos de vidro– Construções: Isolamento térmico e acústico;– Fibras têxteis: Resistência ao calor, a produtos

químicos e não são inflamáveis;– Fibras ópticas: Capacidade de propagar a luz, Alta

capacidade de transmissão, Uso de pouco espaço e Total insensibilidade à interferência eletromagnética.

Aplicações

• Vidros Porosos– Contém poros abertos e membranas capilares;– Produzidos através de sinterização ou lixiviação;– Apresentam alta durabilidade química e mecânica. – Usados em filtros, para separação de gases e

líquidos, oftalmologia, imobilização de enzimas, etc.

Aplicações• Janelas Inteligentes– Controlam a luminosidade e

temperatura das salas;– Utilizam a eletricidade para mudar

de cor;– Conta com uma espécie de

“memória”, que faz com que uma pequena variação na voltagem já seja suficiente para essa passar de m estado para o outro.

– A transição pode durar entre 10 segundos e alguns minutos.

Propriedades e Produção

• Principais Propriedades:– Transmissão de luz/radiação, reflexão, absorção– Índice de refração– Condutividade e transmissão térmica– Resistência– Dureza e resistência à abrasão– Durabilidade química– Densidade– Resistência ao fogo– Isolamento acústico e elétrico

Propriedades e Produção

• Alguns tipos de vidro:

– Vidro soda-cal (vidro comum): 90% do total de vidros fabricados;

– Vidro borosilicato, que contém óxido de boro, como o Pyrex;

– Vidro de chumbo, que contém óxido de chumbo, como o cristal

Propriedades e Produção• Composições típicas de diversos vidros comerciais:

Propriedades e Produção

• Produção:– Composição: areia (sílica), barrilha, calcário, alumina,

dolomita, feldspato, sulfato de sódio, entre outros.– Essas matérias-primas são pesadas e misturadas– A mistura fica homogênea e é conduzida ao forno– Torna-se um material viscoso, a temperatura elevada– A temperatura do material varia com a sua composição

e temperatura– A massa, ainda viscosa e quente, ganhará a forma

desejada– Então, será resfriada lentamente, e estará pronta

Propriedades e Produção

• Exemplos:

– Vidros temperados

– Lã de vidro

Corrosão e degradação

• O vidro é um material que não sofre corrosão e degradação, mas também não é nocivo diretamente ao meio ambiente.

Reciclagem e Reutilização

• Vantagens:– Infinitamente reciclável, sem perdas de qualidade– Minimiza a utilização de fontes naturais;– Minimiza a quantidade de resíduos

Reciclagem e Reutilização

Conclusão

O vidro é um material com qualidades extraordinárias, as quais ainda estão sendo aperfeiçoadas com o avanço da ciência, e indispensável na concepção arquitetônica. Existe uma vasta gama de tipos de vidro disponíveis no mercado, mas é necessário o seu profundo conhecimento para ter capacidade de tomar as decisões corretas no momento da sua escolha tendo em vista o seu propósito, para tirar o máximo proveito possível das suas particularidades. Cada tipo de vidro possui propriedades e característica específicas para seu fim, por isso é de extrema importância compreender as propriedades do vidro para que os seus limites sejam respeitados e as suas qualidades otimizadas.

Questões

• Cite uma aplicação Moderna para o Vidro e o porquê da escolha desse material.

• Cite duas vantagens na reciclagem e/ou reutilização dos vidros.

• Qual matéria-prima utilizada na produção do vidro é substituível por outra? E quais componentes essa fornece ao vidro?

• Cite 5 propriedades do vidro.