PLÁSTICOS COMO SUBSTITUTOS DOS VIDROS

Apresentação em tema: "PLÁSTICOS COMO SUBSTITUTOS DOS VIDROS"— Transcrição da apresentação:

1 PLÁSTICOS COMO SUBSTITUTOS DOS VIDROS
Escola Secundária de Caldas das Taipas Plásticos, Vidros e Novos Materiais PLÁSTICOS COMO SUBSTITUTOS DOS VIDROS Com este trabalho pretendemos analisar ao pormenor os vidros e as suas aplicações, de forma a compreender a substituição destes pelos plásticos, daí o título Plásticos como substitutos dos Vidros. Este trabalho insere-se nos conteúdos programáticos da terceira Unidade, Plásticos, Vidros e Novos Materiais. Química 12º

2 Para começar... Indústria Vidreira Vidros Cristais Plásticos Mundo
Portugal Os objetivos a cumprir para a concretização deste trabalho foram de encontro ao conhecimento total das propriedades e aplicações dos vidros na sociedade moderna, bem como, a sua origem e o seu impacto no quotidiano. De forma a cumprir os objetivos, dividiremos o nosso trabalho nos seguintes tópicos: - Indústria Vidreira: origem e repercussão no Mundo e em Portugal; - Vidros: composição, estrutura, materiais transparentes, índice de refração, ação dos fundentes, tipos de vidro comercializado e reciclagem; - Cristais: comparação entre vidros, polímeros e cristais; - Plásticos e Vidros: semelhanças e diferenças e sobreposição de um sobre o outro. Química 12º

3 Indústria Vidreira Substituição Desenvolvimento Origem
O nascimento de uma Indústria de biliões! A moderna história dos plásticos, nasceu na América na década de 1860, com um concurso para se encontrar uma bola de bilhar de melhor qualidade. Oferecia-se um prémio de dólares para quem descobrisse um substituto de baixo preço para as bolas de marfim. O vencedor foi John Wesley Hyatt, que fez uma bola com uma substância a que chamou “celulóide”. Depressa se descobriram novos usos para o celulóide: armações para óculos, cabos de facas, pára-brisas, películas fotográficas, etc. Sem o celulóide a indústria cinematográfica nunca poderia ter nascido! O celulóide não é uma substância inteiramente sintética, porque a sua matéria prima é a celulose que se encontra nas plantas. Leo Baekeland, químico belga a trabalhar na América, criou o primeiro material inteiramente sintético em 1907, ao combinar fenol com o gás formaldeído – o plástico produzido viria a chamar-se baquelite. Origem Desenvolvimento Substituição Tudo o que o Homem toca deve a sua origem à Química. A sociedade contemporânea encontra-se rodeada de materiais sintetizados artificialmente; os plásticos, em particular, fazem parte do quotidiano. Um pouco antes da Segunda Guerra Mundial a indústria dos plásticos viveu o seu auge, permitindo que, na atualidade, o Homem produza e utilize novos materiais, como ligas de diversos tipos. Assim se deve, ao desenvolvimento dos plásticos, as inovações tecnológicas com as quais lidamos segundo a segundo. No entanto, antes dos plásticos usavam-se materiais transparentes, duros e resistentes... usavam-se os vidros! Nos próximos slides falaremos um pouco do desenvolvimento histórico dos vidros até à sua substituição pelos plásticos. Mas uma vez que o nosso trabalho rondará constantemente os vidros, gostaríamos de explicar um dos avanços para a origem dos plásticos “sabias que...?” Química 12º

4 Indústria Vidreira  MUNDO
Natrão Na2CO3.10H2O Há quem acredite que a descoberta do vidro advém de uma lenda: uns mercadores Fenícios que viajavam pelo Mar Mediterrâneo, aportaram numa praia e ao cair da noite, acenderam uma fogueira. Nessa fogueira apoiaram os potes, para cozimento dos alimentos, sobre blocos de natrão, a fonte natural de carbonato de sódio (Na2CO3) e uma das matérias-primas para o fabrico do vidro. De manhã, os Fenícios ficaram maravilhados com os pedaços brilhantes e transparentes a reluzir sobre a areia, crê-se assim que, por volta de 5 mil anos a.C., se tenha obtido acidentalmente os primeiros pedaços de vidro. Não obstante, o historiador e naturalista latino Plínio (23-79 a.C.) registou muito antes dos Fenícios terem descrito a lenda, que o vidro era confecionado para decorar as casas dos nobres. Afinal de contas, é muito provável que a queima de peças cerâmicas ou a fusão das primeiras peças metálicas tenha correspondido à verdadeira descoberta do vidro. Contudo, a lenda pode ser fundamentada quimicamente: o calor proveniente da fogueira favoreceu a mistura e a fusão do natrão com a areia da praia, rica em sílica (SiO2) e em óxido de cálcio proveniente das conchas. Os óxidos de sódio e de cálcio ter-se-iam aglomerado com grãos de areia e formado os pedaços de vidro, enquanto o calor do fogo diminuía. “sabias que...?” Sabias que...? O natrão era uma das substâncias utilizadas pelos antigos egípcios nos processos de mumificação; sendo que, as múmias ficavam imersas nele por 70 dias. Na mumificação, o natrão tinha como principal função combater bactérias e desidratar as células. Lenda Fenícia; Plínio. Química 12º

5 Indústria Vidreira  MUNDO
Sabias que...? Saint-Gobain manufaturou vidros planos com o nome de La Compagnie des Glaces e produziu também os famosos espelhos do Palácio de Versalhes. As mais antigas peças de cerâmica com revestimento vítreo, datam de aproximadamente 12 mil anos a.C., enquanto que as mais antigas peças de vidro apenas datam de 7 mil anos a.C. Apesar da justificação científica da lenda dos fenícios e dos escritos de Plínio (falado anteriormente), há investigadores que defendem que o vidro começou a ser produzido no Egito, por volta de 3 mil a.C. [clicar!] Estes vidros eram opacos, tinham um formato relativamente irregular e uma coloração escura, tal como se pode verifica rcom a imagem. A atividade vítrea atingiu o seu apogeu no século XIII em Veneza, durante o Império Romano, graças à fama dos cristais e espelhos de Murano. Alguém já ouviu , por exemplo, as mães a falar dos vidros de Murano? É que são dos mais famosos! Antes de mais, já alguém aqui visitou Veneza? Foram a Murano? Bem, temos aqui um mapa onde se identifica a Ilha de Murano em Veneza – [clicar 2x!] Colocamos aqui duas imagens: [clicar!] uma primeira de uma fábrica de vidro em Murano e uma segunda [clicar!] que comprova, sem qualquer dúvida (!), a riqueza dos vidros de Murano! Porém, também em França a indústria vítrea promoveu a produção de vidros que duram até aos dias de hoje. Em meados do século XVIII, o rei francês Luís XIV [clicar!] montou a companhia de Saint-Gobain, hoje uma companhia privada mas com o título das mais antigas empresas do mundo. “sabias que...?” Vidros Egípcios Química 12º

6 Indústria Vidreira  MUNDO
Sabias que...? Em jeito de curiosidade, Floatglass é a técnica mais utilizada atualmente (90% das vidrarias usam a técnica) para fabricar vidros planos, como o vidro float. Neste processo, o vidro é fundido e a seguir passa por dois cilindros de aço e “desagua” num tanque de estanho líquido, no final volta a passar por outro tanque de aço antes de alcançar o canal de resfriamento. A indústria moderna do vidro sofreu um desenvolvimento significativo a partir da Revolução Industrial, graças à mecanização dos processos. Desde então, foi-se produzindo vidros mais resistentes e com qualidades estéticas superiores às dos primeiros vidros. Nos anos 50, em Inglaterra, a Pilkington inventou o vidro float, também conhecido com vidro-cristal. “sabias que...?” - explicar sabias que com ajuda da imagem Vidros float Química 12º

7 Indústria Vidreira  PORTUGAL
Vidro plano Dispersa por pequenas oficinas, a produção de vidro nacional começou de forma artesanal ou pré-industrial. Ao longo dos anos, a produção decorrida no Norte e Centro do país de vários tipos de vidro revelava, a inexistência de especialização. A produção nacional associa-se frequentemente à “arte de saber fazer”; existindo assim, uma capacidade nacional para satisfazer a procura nos diferentes ramos do mercado e para responder aos diferentes desafios produtivos e comerciais. Se quiserem ver com mais detalhe a “cronologia” dos factos relativos ao desenvolvimento da Industria Vítrea no nosso país podem consultar a página 43 do nosso manual para ficar a conhecer um bocadinho mais. De qualquer maneira vamos tentar explicar muito detalhadamente o que permitiu o culminar da indústria que conhecemos atualmente. O vidro de embalagem, o vidro plano e o vidro doméstico constituem o essencial da produção nacional; enquanto que, as fibras de vidro, vidros especiais e produtos de alta tecnologia (utilizados na ótica, eletrónica e química) constituem uma produção muito menos significativa. Em Leiria, na zona da Marinha Grande, concentra-se a indústria vidreira nacional, verificando-se uma forte dependência regional do setor a nível económico e social. Por fim, decidimos por bem enunciar algumas da matérias-primas da indústria do vidro: areia, argila refratária, barita, pedra calcária, calcite, dolomito, espatoflúor, quartzo e feldspato; o uso do chumbo na produção de cristal torna-o diferente dos restantes vidros, como veremos adiante - “sabias que...?” Vidros domésticos Vidros de embalagem Sabias que...? A incorporação, nos vidros, de óxido de chumbo produz o cristal de chumbo – um vidro pesado e brilhante. Química 12º

8 Composição do Vidro Na composição básica do vidro constam diferentes óxidos: óxido de silício (obtido a partir de areia ou quartzo), óxido de cálcio (resultante do carbonato de cálcio, vulgarmente conhecido por soda, presente na areia) e óxido de potássio (vulgarmente designado por potassa). Relativamente ao gráfico das percentagem dos constituintes do vidro, temos a enunciar as seguintes percentagens: Sílica (SiO2) - 72% - matéria prima básica (areia) com função vitrificante. Alumina (Al2O3) - 0,7% - Aumenta a resistência mecânica. Sódio (Na2SO4) - 14% - Aumenta a resistência mecânica. Cálcio (CaO) - 9% - Proporciona estabilidade ao vidro contra ataques de agentes atmosféricos. Magnésio ( MgO) - 4% - Garante resistência ao vidro para suportar mudanças bruscas de temperatura e aumenta a resistência mecânica. Potássio (K2O) - 0,3%. Quanto maior for a percentagem de sílica na mistura fundida, mais resistente será o vidro às flutuações de temperatura; uma vez que, maior será o coeficiente de expansão. Na imagem em baixo estão representados os esquemas reacionais relativos à produção do vidro: Uma vez que o vidro possui cerca de 70% de sílica, decidimos por bem mencionar que esta arrefece rapidamente, formando uma estrutura aleatória com os tetraedros, constituídos por átomos de silício no centro e quatro átomos de oxigénio nos vértices [clicar!], dando origem à sílica vítrea [clicar!]. Gráfico das percentagens dos constituintes dos vidros Unidade tetraédrica da Sílica Química 12º

9 Composição do Vidro Janelas de aviões  aluminossilicato
Utensílios de lab.  borossilicato Cristal  chumbo (...) Óxido de ferro ou de cobre  verde Óxido de urânio  amarelo Óxido de cobalto e de cobre  azul Ouro + cobre  vermelho No entanto, de forma a modificar as suas propriedades, alguns vidros possuem composições alteradas; por exemplo: os vidros de garrafas (vidros de embalagem) e as lâmpadas são produzidos com cal. As janelas dos aviões contêm aluminossilicato e os utensílios de laboratório contêm borossilicato que lhes permitem uma resistência elevada ao calor e ao fogo. O vidro de elevado grau de transparência (também designado de cristal) é fabricado à base de chumbo. Como explicaremos adiante, também a adição de carbonato precipitado influencia significativamente os índices de refração e a densidade do vidro. Também os padrões coloridos dos vidros se devem à adição de elementos químicos aos ingredientes base para a produção de vidro; é a adição de manganês, cobalto, ferro, níquel, antimónio e outros elementos metálicos que atribui as belas cores aos vidros. Ou seja, a cor deve-se, nomeadamente, à presença de iões metálicos (na forma de óxidos), sendo que a maior parte deriva de metais de transição. Os vidros que contêm óxido de ferro (III) ou óxido de cobre (II) possuem uma coloração esverdeada, os que possuem óxido de urânio (IV) são amarelos, os que possuem óxido de cobalto (II) e cobre (II) são azuis; por sua vez, os vidros vermelhos contêm partículas de ouro e cobre. Desta forma, a variedade de vidros justifica-se pela adição de outros elementos químicos à sílica, à soda, à potassa e à cal. Química 12º

10 Sem estrutura cristalina
Estrutura do Vidro Sem estrutura cristalina Inorgânico Homogéneo O vidro é uma substância inorgânica e homogénea, e, apesar de ser um material duro e comportar-se como um sólido, trata-se de um líquido resfriado e sem estrutura cristalina (substância amorfa). Desta forma, o vidro é um líquido subarrefecido, que contrariamente a outros materiais, não forma cristais quando arrefece. O vidro comum obtém-se por fusão a cerca de 1250 ºC, razão pela qual a sua manipulação só é possível enquanto quente. Especificando o facto do vidro ser uma substância amorfa, temos a denotar o facto de possuir uma estrutura não cristalina; uma vez que, as moléculas de vidro não estão dispostas numa ordem regular como as moléculas que existem em sólidos cristalinos. O facto do vidro poder ser manipulado enquanto quente deve-se ao modo aleatório com que as moléculas mudam de orientação. [clicar!]Na seguinte imagem é possível verificar as diferenças estruturais entre o vidro e o cristal comparativamente aos líquidos. Como é possível verificar, as moléculas de vidro não estão tão “organizadas” quanto as dos cristais. VIDRO Química 12º

11 Vidro com sílica + quartzo
Estrutura do Vidro Poderão ver nas imagens comparações do retículo estrutural do quartzo e de um vidro constituído por quartzo. Respetivamente da esquerda para a direita observa-se o retículo de um vidro com sílica e quartzo e um retículo do mineral de quartzo. Salientamos novamente a organização estrutural da rede cristalina em comparação com a estrutura vítrea. Vidro com sílica + quartzo Mineral de quartzo Química 12º

12 Materiais Transparentes
No que toca aos materiais transparentes, gostaríamos de denotar o facto de se tratar de materiais com impacto elevado quer em tamanhos quer em espessuras, já que atraem muito mais comércio pelo seu grau de pureza e transparência. É óbvio que os vidros são materiais transparentes (na sua generalidade), no entanto os plásticos demarcam-se nesta categoria pelas suas inúmeras vantagens. Em geral, os materiais transparentes são materiais altamente maleáveis com ótima qualidade e um grau de transparência fora do comum. O mais comum dos materiais transparentes no mercado é o acrílico... Mas atenção que se trata de um polímero e não de um vidro! Acrílico Química 12º

13 Índice de Refração Para abordar o índice de refração dos vidros, decidimos fazer uma referência às fibras óticas. Os vidros com maior grau de pureza podem sofrer um estiramento de modo a fabricar tubos muito finos com diâmetros da ordem de algumas centésimas de milímetro. As fibras óticas baseiam-se na propagação da luz: a luz reflete-se nas paredes internas da fibra ótica sem qualquer diminuição significativa da intensidade luminosa, já que a luz não atravessa o tubo. Associando a fibra ótica aos vidros, é possível referir que esta “conduz” a luz pelo facto de existir um vidro com elevado índice de refração no núcleo da fibra; por sua vez, a parte superficial da fibra (ou vulgarmente chamada “casca”) é formada por um vidro de baixo índice de refração... Daí o facto de ocorrer reflexão total no interior da fibra [clicar!] – nesta figura é possível a fibra ótica segundo uma estrutura cilíndrica, um corte transversal e outor longitudinal. No que toca a aplicações das fibras óticas, nos dias de hoje verifica-se um uso exponencial na Medicina, já que se tratam de materiais ótimos para observação de certas partes internas do corpo humano (para endoscopias por ex.). Também com a modulação da amplitude da luz laser é possível transmitir mensagens áudio com recurso às fibras óticas, de forma idêntica à de uma onda de rádio (ex: internet e tv por cabo). Química 12º

14 Refração da luz na água, no vidro e no diamante (um cristal natural)
Índice de Refração [Revisão] Quanto maior é o índice de refração de um material, em comparação com o ar, maior é o desvio da luz quando passa do ar para esse material. Na figura seguinte, podemos verificar que a luz incide na fronteira de separação do ar e de outro material (água, vidro ou diamante) com um ângulo de 60º. Comparando as três situações, verificamos que no diamante, o desvio é maior, pois o ângulo de refração aproxima-se bastante da normal; daí o facto do diamante possuir maior índice de refração que a água ou o vidro. Refração da luz na água, no vidro e no diamante (um cristal natural) Química 12º

15 Diminuição da viscosidade
Ação dos fundentes Baixar o ponto de fusão Diminuição da viscosidade Catiões Metálicos Quebra de Ligações No fabrico do vidro, é recorrente adicionar outros materiais à sílica, com o objetivo de diminuir os custos de produção, relacionados com o consumo energético e com a utilização de revestimento refratário especial nos fornos e outros utensílios. O tipo de vidro obtido varia consoante a adição de determinados fundentes. Como os fundentes têm como objetivo baixar o ponto de fusão da mistura, verifica-se, com a sua adição, uma diminuição da viscosidade do vidro. Quanto menos viscoso for o vidro mais facilmente pode ser trabalhado e enformado. Na sua composição [clicar! 2x] , os fundentes possuem catiões metálicos responsáveis pela quebra de ligações da sílica (estas quebras devem-se a interações eletrostáticas); desta forma, os catiões não entram na rede de sílica, mas permanecem nos interstícios desta como iões metálicos ligados ionicamente. O preenchimento dos interstícios pelos fundentes promove, durante o arrefecimento, a cristalização do vidro. Assim, a ação dos fundentes revela o seu lado vantajoso no campo económico e energético. Diminuição do consumo energético Química 12º

16 Vidros comercializados
Vidro sódico-cálcico; Vidro de borossilicato; Vidro de chumbo; Vidro quadrato; Vidro laminado; Vidro temperado; Vidros especiais; (...) A diversidade de vidros deve-se às variações na composição e, consequentemente, às diferentes temperaturas de fusão. Por esta mesma razão, os diferentes tipos de vidro estão associados à composição da mistura de origem. Os vidros mais comercializados estão designados nos seguintes tópicos: Vidro sódico-cálcico (vidro comum); Vidro de borossilicato [pírex]; Vidro de chumbo (vidro-cristal); Vidro quadrato; Vidro laminado; Vidro temperado; Vidros especiais [fibras óticas]; (...) Como o nosso trabalho se foca tanto nos VIDROS, achamos por bem falar com um mínimo de detalhe cada um deste vidros comercializado, por isso: aqui vai! Química 12º

17 Vidro sódico-cálcico Crown Glass Vidro Comum Plano Transparência Verde
Bronze Incolor Janelas Garrafas Frascos (...) 60-75% sílica 12-18% óxido de sódio 5-12% óxido de cálcio Vidro sódico-cálcico (crown glass ou vidro comum): constitui 90% do vidro fabricado, por ser plano e possuir ótima transparência. Contém, geralmente, 60 a 75% de sílica, 12 a 18% de óxido de sódio e 5 a 12% de óxido de cálcio. É comum ser dado a conhecer no mercado com coloração verde, bronze e incolor. As suas principais aplicações vão de encontro ao fabrico de janelas, garrafas, frascos e lâmpadas fluorescentes. Vidro comum Química 12º

18 Vidro de borossilicato
Pírex Resistente ao calor Baixo coeficiente de dilatação Incolor Instrumentos culinários Instrumentos de laboratório (...) 81% sílica 4% óxido de sódio 13% óxido de boro 2% óxido de alumínio Vidro de borossilicato (exemplo – pírex): trata-se de um vidro bastante resistente ao calor, o que o torna um material comum na fabricação de materiais de laboratório* – os instrumentos de vidro mantêm a precisão das suas medidas, mesmo quando sujeitos ao calor, devido ao seu baixo coeficiente de dilatação. Outro uso comum é a fabricação de instrumentos culinários – tipo as travessas para ir ao forno e assim... Este vidro silicatado contém óxido de boro e uma pequena quantidade de óxido de alumínio. *[os gobelés e tubos de ensaio que se encontram neste mesmo laboratório são produzidos com este vidro para resistirem a elevadas temperaturas e para não dilatarem e alterarem as precisões científicas.] Vidro de borossilicato Schott Química 12º

19 Vidro de chumbo Vidro-cristal Transparência Incolor Lentes
Peças decorativas (...) 70% sílica 13% óxido de sódio 7% óxido de cálcio 10% óxido de chumbo Vidro de chumbo (exemplo – vidro-cristal): a palavra cristal leva-nos a admitir que este vidro possui um elevado grau de transparência. Estes cristais não são mais do que vidro com óxido de chumbo. Em termos de aplicações, o cristal costuma ser utilizado em lentes e peças decorativas. Vidro-cristal Química 12º

20 Vidro quadrato Transparência Textura característica Sofisticado
Moderno Incolor Divisórias Portas Janelas (...) Vidro quadrato: tal como o nome indica, este vidro possui uma textura em forma de pequenos quadrados. Entrou recentemente no mercado e, segundo o design moderno: é bastante sofisticado, valoriza os ambientes engrandecendo-os e proporcionando bem-estar. É aplicado em divisórias, portas e janelas e, é comercializado na cor incolor. Vidro quadrato Química 12º

21 Vidro laminado Película Butiral Lâminas de vidro Resistente Incolor
Verde Cabines Carros Fachadas Divisórias (...) Sabias que...? O vidro à prova de bala é feito a partir do reforço do vidro com “folhas” de plástico endurecido – o vidro absorve a energia da bala, e o plástico evita os estilhaços. Vidro laminado: é constituído por uma película Polivinil Butiral e duas lâminas de vidro (desta forma a sua estrutura vítrea conjuga-se com uma estrutura polimérica). A existência da película torna este vidro mais resistente, e, em caso de quebra, os estilhaços ficam presos à película (o que reduz o risco de ferimentos). Existe também uma versão mais resistente deste vidro, uma vez que, é à “prova de bala” – é vulgarmente designado por laminado múltiplo uma vez que usa três ou mais vidros. São vendidos nas cores verde e incolor e utilizados em cabines, fachadas, divisórias, claraboias, pisos, revestimentos e guarda corpos. “sabias que...?” Vidro laminado Química 12º

22 Vidro temperado Resistente Incolor Bronze Mobiliário Divisórias (...)
Vidro temperado: no seu processo de produção, injeta-se ar direcionado na superfície vítrea, o que lhe confere uma maior resistência a atritos e uma diminuição das quebras durante a sua utilização. Em qualquer caso, se este vidro quebrar fica reduzido a pequenos pedaços sem pontas. A sua principal aplicação vai de encontro ao mobiliário e a vitrinas, sendo comercializado nas cores verde, bronze, incolor e pontilhado. Vidro temperado Química 12º

23 Vidro especiais Fibras óticas Fórmula especial Custo elevado
Telecomunicações Medicina (...) Vidros especiais (exemplo – fibras óticas): estes vidros são produzidos a partir de uma fórmula especial, razão pela qual são difíceis de fabricar e muito caros. As fibras óticas, por exemplo, são óxido de silício puro no estado não cristalino. As suas principais aplicações destacam-se na Medicina e nas Telecomunicações. Vidros especiais Química 12º

24 Reciclagem do Vidro 1kg de vidro reciclado  500kJ de energia
1kg de vidro novo  4500kJ de energia Sabias que...? Quando se criaram leis para a reciclagem do vidro, só no estado de Nova Iorque, em 1093, estimou-se que em 2 anos teriam poupado 50 milhões de dólares em despesas de recolha de lixos e cerca de 75 milhões em custos de energia. O fabrico do vidro liberta imensos poluentes, facto estimulante da reciclagem deste. Se atendermos que a produção de 1 kg de vidro reciclado necessita de 500 kJ, ao passo que para produzir 1 kg de vidro novo são necessários 4500 kJ, comprovamos que a reciclagem do vidro promove a poupança de energia. A reciclagem do vidro destina-se a recipientes em geral: garrafas, boiões, frascos, etc. Mas nem todos os tipos de vidro são apropriados para reciclagem, são-no apenas os vidros de embalagem. [clicar!] Não se devem colocar no contentor vidros especiais, como por exemplo vidraças, pratos, copos, chávenas, espelhos, lâmpadas e cristais, por possuírem uma composição diferente das embalagens de vidro normais e, por isso, fundirem a temperatura diferente dos restantes vidros. Também não devem ser colocados no vidrão, vidros com polímeros, como o vidro laminado, uma vez que possuem uma composição “sabias que...?” Química 12º

25 Reciclagem do Vidro Deposita Recolha Trituração Descontaminação
Fundição Moldagem Quando o vidrão está cheio, o vidro é recolhido, partido, esmagado e descontaminado (são-lhe extraídas todas as impurezas). Para sintetizar, sequenciamos o processo da seguinte forma: 1. O consumidor deposita os vidros no vidrão; 2. O vidro é recolhido e levado para uma central de reciclagem; 3. Parte-se e esmaga-se o vidro recolhido; 4. Limpa-se os pequenos pedaços de vidro; 5. Os pequenos pedaços de vidro são introduzidos em fornos de fundição; 6. Depois de fundidos são moldados, dando origem a novos objetos. O vidro é reciclável sem limite, uma vez que a reciclagem não lhe retira qualidades. É de denotar, que na separação do vidro (triagem) se distinguem os vidros segundo as suas cores e texturas; sendo que, a separação dos vidros azuis dos verdes (por exemplo) e a separação dos vidros lisos dos ondulados (por exemplo) é a responsável pela atribuição ao vidro das qualidades iniciais. Como já vimos anteriormente, a reciclagem do vidro reduz o consumo de energia, estima-se que cerca de 32%, em relação à produção de vidro novo. Um passo importante para a concretização da reciclagem é a separação; sendo que, o consumidor faz a primeira triagem e durante o próprio processo de reciclagem são removidos os rótulos de papel, geralmente colados e mais difíceis de remover pelo consumidor. “sabias que...?” Sabias que...? Os países onde se recupera maior percentagem de vidro produzido são a Suiça e a Holanda – com cerca de 50%. Química 12º

26 Reciclagem do Vidro Casco de Vidro: Menor poluição Menos matéria-prima
Menor consumo de energia Menor custo O vidro para reciclagem (partido e lavado) toma a designação de casco de vidro; sendo que, a reutilização deste resíduo do vidro tem as suas vantagens: * Os níveis de gases libertados para a atmosfera com a fusão do casco são inferiores aos produzidos com a fusão de matérias-primas, como a areia, o calcário e a soda; * Uma tonelada de casco economiza 1.2 toneladas de matéria-prima; * Por cada 10% de casco incorporado, poupa-se cerca de 2.5% de energia no fabrico do vidro, pois há menos matéria-prima para fundir; * O casco é mais barato que a matéria-prima. Química 12º

27 Vidros e Cristais Como já explicamos anteriormente, um cristal é um vidro de alta qualidade e transparência. Apesar da designação, trata-se de um material com uma estrutura não cristalina ou amorfa, portanto não constitui um verdadeiro cristal no sentido “literal” do conceito. A pureza da massa vítrea e do polímero da peça promovem a grande transparência, brilho e dispersão da luz, caraterísticas destes cristais-vidros ou vidros de chumbo. No que toca às diferenças entre os cristais e os vidros: o arrefecimento dos vidros deve ser mais rápido para que não se forme qualquer rede cristalina. O comportamento de solidificação de um vidro difere do de um sólido cristalino em função da temperatura com a variação de um volume específico (inverso da densidade). Como podemos depreender com o gráfico ao lado, o trajeto ABC corresponde à solidificação do sólido cristalino; sendo que, no seu ponto de fusão (Tf) se verifica uma diminuição de volume específico graças à cristalização e à contração resultante da solidificação. Por sua vez, ao arrefecer um líquido não vai haver cristalização (trajeto AD). Um líquido do tipo representado no gráfico, torna-se mais viscoso à medida que a temperatura diminui, passando de um estado pastoso (tipo borracha), para um estado vítreo rígido e frágil, num intervalo estreito de temperaturas. Verifica-se nesta situação uma diminuição significativa do declive da curva do volume específico em função da temperatura. Salientamos também o ponto E, um ponto de transformação, que toma a designação de temperatura de transição vítrea (Tg). Este valor é uma temperatura caraterística para os vidros, definido pela passagem do estado vítreo para o estado viscoelástico ou pastoso. Abaixo da Tg o volume continua a diminuir, por consequência das menores amplitudes de vibração dos átomos em torno das posições fixas. Gráfico da temperatura em função da variação de volume: vidro versus cristais Química 12º

28 Estruturas [Comparação] Estrutura Polimérica Estrutura Vítrea
Estrutura Cristalina Sabias que...? Numa lista das 10 maiores inovações tecnológicas no Japão em 1983, onde convivem desenvolvimentos fantásticos como a biotecnologia e supercomputadores, 3 são diretamente relacionadas com vidros e cerâmicas: fibras óticas, cerâmicas especiais e novos materiais. De forma a distinguir estas três estruturas, temos a dizer que na estrutura cristalina as unidades estruturais estão organizadas tridimensionalmente, de um modo regular, uniforme e repetitivo; na estrutura amorfa (não cristalina) as unidades estruturais não estabelecem arranjos tridimensionais e a organização, de uma forma geral, não ultrapassa os limites da molécula; a estrutura polimérica pode ser amorfa ou semi-cristalina; sendo que, uma estrutura semi-cristalina está associada a polímeros cujas cadeias conseguem formar zonas cristalinas quando se encontram no estado sólido, porém mantêm também regiões desorganizadas ou amorfas.   “sabias que...?” Estrutura cristalina Estrutura polimérica Química 12º

29 Plásticos e Vidros Policarbonatos Polimetracrilato de metilo
Politereftalato de etileno As características dos plásticos revelam vantagens no nosso quotidiano em comparação com a utilização dos vidros. Existem diferentes tipos de plásticos que têm vindo a substituir os vidros, são exemplos os: Policarbonatos (resistentes a temperaturas elevadas e a quebras); Polimetracrilato de metilo (que possui um índice de refração muito próximo do do vidro); Politereftalato de etileno (muito leve e praticamente inquebrável). Para abordar este último tópico geral do nosso trabalho intitulado “Plásticos como substitutos dos vidro” (ou seja um tópico com o mesmo título que o nosso trabalho), decidimos identificar as propriedades dos vidros e dos plásticos (individualmente) e só depois comparar e identificar as semelhanças e diferenças entre ambos. Química 12º

30 Propriedades do Vidro Não são porosos São impermeáveis
Não são absorventes São duros São bons isoladores Recursos abundantes São transparentes São recicláveis Têm baixo índice de dilatação São esterilizáveis São duráveis Têm baixa condutividade térmica Suportam altas pressões São densos São quebráveis Relativamente ao vidro temos a dizer que se distingue dos restantes materiais pelas seguintes características/propriedades: Não são porosos; Não são absorventes; São ótimos isoladores; São transparentes; Possuem baixo índice de dilatação; Possuem baixa condutividade térmica; Suportam elevadas pressões; São muito densos; São quebráveis; São impermeáveis à luz e à água; São duros; As matérias-primas são abundantes na Natureza; São recicláveis; São esterilizáveis; São duráveis. Química 12º

31 Propriedades do Plástico
Sabias que...? Nos EUA vendem- se atualmente mais de milhões de bebidas em lata de alumínio. Cerca de metade é refundida depois de usada, e, no espaço de 6 semanas, está de volta às prateleiras dos supermercados. São resistentes São amorfos São transparentes São recicláveis São inquebráveis São moldáveis São pouco densos São combustíveis São esterilizáveis Por sua vez, os plásticos têm vindo a substituir os vidros graças às seguintes propriedades: Resistência ao calor, a solventes orgânicos, à fricção, à oxidação e radiação ionizante; São materiais amorfos ou semi-cristalinos; São transparentes; São recicláveis; São inquebráveis; São moldáveis; Têm baixa densidade; Têm poder combustível; São esterilizáveis. “sabias que...?” Química 12º

32 Propriedades [Comparação] Plásticos Vidros Materiais orgânicos;
Materiais inorgânicos; Transparentes ou opacos; Transparentes ou translúcidos; Moldáveis; Inquebráveis; Quebráveis; A maior parte é reciclável; Resistentes à fricção; Tornam-se baços com a fricção; Pouco densos; Muito densos; Esterilizáveis; Podem deformar-se com a elevada temperatura; Fundem a temperaturas muito elevadas. Combustíveis Sabias que...? Só nos Estados Unidos da América, a indústria dos plásticos tem atualmente uma produção bruta superior a 100 biliões de dólares. Sabias que...? Apesar da produção e utilização de plástico desperdiçar energia, na fabricação do plástico consome-se atualmente menos 40% a 70% de energia do que há 20 anos. Sabias que...? Apesar da produção de plástico contribuir para o esgotamento das reservas de petróleo, apenas 4% do petróleo consumido no mundo ocidental se destina à produção de plásticos. Desta forma, conclui-se que os vidros e os plásticos possuem algumas propriedades em comum, mas diferenciam-se noutras. Na seguinte tabela fazemos essa mesma comparação: [ler e analisar com a turma a tabela] É de salientar que os plásticos têm menores custos de produção, sendo que não é necessário um gasto de energia tão elevado como no vidro. “sabias que...?” Tal como se verifica nos seguintes “Sabias que...?”, a substituição dos vidros pelos plásticos tem sido acompanhada por desenvolvimentos económicos e constatações ambientais: 2“sabias que...?” Química 12º

33 Cientistas criam vidro que pode substituir o concreto e o aço
The New York Times (8 de julho de 2009) Durante a nossa pesquisa deparamo-nos com imensas notícias relacionadas com a temática deste trabalho: Os plásticos como substitutos dos Vidros. Apresentamos de seguida alguns excertos/sínteses das mesmas: Cientistas criam vidro que pode substituir o concreto e o aço – The New York Times (8 de Julho de 2009) Diversos cientistas discutem a hipótese de o vidro vir a ser um material de construção vulgar, tal como o tijolo. Atualmente, ainda não existem construções totalmente em vidro, uma vez que, desde o momento em que sai da fábrica, as suas propriedades de dureza diminuem drasticamente, sendo assim um problema de segurança para as construções. Link: ciencia/interna/0,,OI EI8147,00.html ciencia/interna/0,,OI EI8147,00.html Química 12º Química 12º

34 Pirâmides de vidro são encontradas submersas no Triângulo das Bermudas
S1 Notícia (11 de abril de 2012) Pirâmides de vidro são encontradas submersas no Triângulo das Bermudas – S1 Notícia (11 de Abril de 2012) Segundo esta notícia, vários cientistas de diversos países estão a fazer pesquisa no Triângulo das Bermudas e descobriram umas estruturas piramidais a uma profundidade de 2 mil metros. Aparentemente estas duas pirâmides gigantes, maiores que as do Egito, são feitas de vidro, ou de um material muito semelhante, pois tem uma grande espessura, são lisas e parcialmente translúcidas. Link: Química 12º Química 12º

35 Regiões escuras de Marte são compostas por vidro
INFO Online (17 de abril de 2012) Regiões escuras de Marte são compostas de vidro – INFO Online (17 de abril de 2012) Cientistas da Universidade Estatual do Arizona (EUA) descobriram que as regiões mais escuras de Marte são compostas por vidro forjado nos antigos vulcões. Link: Química 12º Química 12º

36 Empresa quer desenvolver vidro indestrutível
INFO Online (13 de janeiro de 2012) Empresa quer desenvolver vidro indestrutível – INFO Online (13 de janeiro de 2012) Graças ao domínio de uma técnica que envolve química, aparelhos únicos e engenheiros de ponta, a Corning anunciou, em outubro, a chegada do Lotus Glass, uma lâmina de vidro superfina que aguenta muito mais calor e por isso pode ser acoplada às placas e processadores de imagens mais potentes, sem deformar ou perder qualidade. Essas lâminas podem ser a chave para a fabricação de televisores maiores, mais finos e com maior resolução. O uso externo desses painéis, em placas de trânsito interativas ou em propagandas exibidas na rua, também seria possível devido à resistência do material. Link: Química 12º Química 12º

37 Livro(s) Veneno de Cristal Donna Leon 2011 Editora Planeta Donna Leon
Relativamente a livros achamos interessante referir um livro policial de Donna Leon, Veneno de Cristal, e para isso deixaremos aqui um excerto: Está um dia luminoso de Primavera, quando o Comissário Brunetti e o Inspettore Vianello decidem fazer uma pausa na Questura para ajudar um amigo de Vianello, Marco Ribetti, que foi detido enquanto se manifestava contra a poluição química da lagoa de Veneza. Mas não foi Marco quem revelou o segredo vergonhoso das fundições de vidro poluidoras da ilha de Murano, nem é dele o corpo que foi encontrado diante dos fornos que ardem a 1400 graus, de noite e de dia. A vítima deixou pistas num exemplar de Dante e Brunetti e tem de descer a um inferno para descobrir quem está a sujar as águas da lagoa... Como podem perceber o enredo é todo ele nas Ilhas de Murano e, em parte, nas fábricas de vidro – aquelas de que vos falamos logo no início do trabalho quando falamos do desenvolvimento do vidro durante o Império Romano. Por isso, achamos interessante mencionar este livor em específico já que se aproxima tanto da nossa temática de trabalho! Donna Leon (1942, EUA) Química 12º

38 Filme(s) Sweet Home Alabama Andy Tennant 2002
Com Reese Witherspoon, Josh Lucas e Patrick Dempsey No que toca a filmes, podemos referir apenas um como curiosidade, já que o nosso tema de trabalho não nos permite muito mais. Sweet Home Alabama é uma comédia romântica com Reese Witherspoon, Josh Lucas e Patrick Dempsey de 2002 realizado por Andy Tennant. Em suma, decidida a fugir de Jake (Josh Lucas), seu marido, Melanie (Reese Whiterspoon) deixa o Alabama e passa a viver secretamente em Nova York. Lá ela conhece Andrew (Patrick Dempsey), filho da atual prefeita Kate Hennings (Candice Bergen), com quem começa a namorar. Tudo corre bem na vida de Melanie, até que Andrew decide pedi-la em casamento. Ela aceita o pedido, mas precisa retornar ao Alabama o mais rápido possível para conseguir o divórcio com seu atual marido. Mas ao voltar Melanie precisará mais uma vez confrontar seu passado, do qual buscava tanto fugir. É de denotar, que este filme se enquadra no nosso trabalho pelo facto de Jake possuir um espaço onde vende e fabrica peças de decoração em vidro. No filme é possível observar algumas dessas peças e o métodos de fabrico das mesmas. Vamos-vos mostrar um video que fizemos onde se encontram os excertos de maior importância para este trabalho. Com estes excertos poderam observar um dos inumeros processos de fabrico de vidro. Para além da fundição e moldagem industrial, existem outor smétodos tais como: o método de vidro soprado (que podem ver nesta imagem a verde) [- para soprar vidro, ele deve ser primeiro aquecido o suficiente para torná-lo flexível, usando um forno especial. Depois que o vidro estiver bem mole, o artista utiliza uma zarabatana para criar uma bolha no material. A bolha se torna a abertura no vaso, e é constantemente manipulada soprando ar através da zarabatana. A cor e a forma são adicionadas de forma gradual, até que o resultado final seja alcançado.] Porém, aquele método que viram no video é o método recorrido em tempestades e trovoadas - Na descarga elétrica de um raio, a energia pode viajar a velocidades de até m/s por relâmpago, e pode atingir temperaturas de 30 mil graus Celsius, o que é quente o suficiente para derreter a areia e fazer o vidro, que é conhecido como fulgurites, que são peças ocas enterrados no chão. Química 12º

39 Vídeos A Química de fazer o Vidro:
A Química de fazer o vidro - Este vídeo resume muito bem o fabrico, a composição e o quotidiano do vidro. Química 12º

40 Vídeos A arte de transformar o Vidro:
A arte de transformar o vidro - Um vídeo deveras interessante onde se pode observar os processos de moldagem dos belos vidros de decoração fabricados na Marinha Grande. Química 12º

41 Vídeos De onde vem o Vidro: http://www.youtube.com/watch?v=6DhD6hcEnzU
De onde vem o vidro? - Uns desenhos animados que revelam a história do vidro narrada pelo próprio vidro! Química 12º

42 Vídeos Fábrica de Vidros:
Fábrica de Vidros - Um vídeo onde se analisam entrevistas a especialistas da indústria vítrea e onde se identificam os segredos por detrás da fabricação do próprio vidro. Química 12º

43 À nossa volta! Vidraria Taipas
“Atividades paralelas” Para desenvolver a ideia de observar mais de perto o mundo do vidro tivemos a ideia de ver mais de perto a fabricação e a moldagem do vidro, e como na nossa região há uma série de vidrarias, contactamos algumas delas e tentamos estabelecer um dia para marcar um género de uma “visita guiada”. Contactamos a empresa “Vidro Souto de Moreira Fernandes Macedo & C Lda”, a “Vidraria Taipas” e ainda o Ecocentro de Aldão, Guimarães. Relativamente às duas vidrarias decidimos optar por uma só e interessou-nos mais a 2ª, pelas atividades desenvolvidas na fábrica em questão (como já falaremos). Mas como podem ver, no slide não colocamos “Ecocentro de Aldão”. Pois o nosso horário escolar não permitiu que lá fossemos dar um “saltinho” e espreitar o que fazem ao lixo que os camiões da câmara recolhem dos ecopontos do nosso concelho. Bem, o que nós fizemos num 1º momento, foi deixar um comentário/duvida aqui no site para ficarmos a saber o que realmente fazem na fábirca/vidraria; num 2º momento, depois de conhecidas as capacidades das pessoas que viríamos a entrevistar, tentamos combinar uns minutinhos para filmar a fábrica e processos e falar com a gerente e um ou outro operário; até que um acidente de última hora nos impediu de obter o que queríamos (tínhamos combinado fazer as filmagens na 6ª feira, 4 de maio, mas de 5ª para 6ª a fábrica foi assaltada e já não nos poderam fazer a tal “visita guiada”). Mesmo assim, não deixamos de conversar com a gerente da fábrica e de ver por ”alto” a Vidraria Taipas – daí termos um pequeníssimo e simples video feito por nós com as poucas informações e filmagens que conseguimos obter. Química 12º

44 Música(s) http://www.youtube.com/watch?v=wtoeZ9Nkeqk&feature=related
Para acabar bem esta apresentação fica aqui uma música sobre reciclagem, The 3 R’s: Podes falar um pouoc da músicca e do facto do título ser relativo aos tres ideais para proteger o ambiente; pode stb dizer que a música é bastante sugestiva e que imensos cantores têm reproduzido covers de forma a apoiar campanhas ambientais inclusivé! Link: Química 12º

45 O fim material de toda a atividade humana é o consumo, William Beveridge.
Concluindo... Depois de realizar a pesquisa e a organização da informação foi-nos possível a concretização deste trabalho. Consideramos que os objetivos que nos compremetemos a executar inicialmente foram devidamente alcançados; uma vez que, todos os elementos do grupo trabalharam todos os conteúdos e assimilaram os conhecimentos. As dificuldades sentidas remetem para a aquisição e a organização da informação, sendo que a seleção de vídeos, filmes e livros foi a parte mais complicada, já que existiam poucos vídeos (e os que existiam, eram maioritariamente brasileiros) e, uma vez que o nosso tema restringe-se sobre si mesmo e sobre o mundo científico. Através deste trabalho podemos concluir que os plásticos têm menor custo de produção do que os vidros e que as substâncias que se podem obter através destes são mais atrativas e resistentes do que os vidros. Em suma, a substituição dos vidros pelos plásticos é honrada e deve-o ser já que a nossa sociedade moderna tem como alicerces o “mundo dos plásticos” e as vantagens na sua utilização. Sem dúvida que os plásticos contribuem para o desenvolvimento de problemas ambientais mais graves, porém possuem propriedades muito diferentes das dos vidros que lhe garantem uma posição bastante prática na sociedade atual – uma sociedade muito prática também! Como forma de complementar este trabalho, fomos desenvolvendo algumas atividades paralelas (para além da pesquisa de curiosidades, filmes, vídeos e livros) como, por exemplo, a tentativa de entrevistar profissionais da área em vidrarias da região – falaremos adiante destas atividades que elaboramos. Para terminar, temos a dizer que apesar da substituição dos vidros pelos plásticos, trabalhada minuciosamente ao longo deste trabalho, não podemos deixar que os plásticos se apoderem da sociedade moderna, pois [clicar2x!] o fim material de toda a atividade humana é o consumo, e, por isso, o seu consumo exagerado trará destruição ao planeta (frase de William Beveridge). Química 12º

46 12ºC Escola Secundária de Caldas das Taipas Professora Luísa Esperança
2011/2012 Para finalizar gostaríamos de agradecer a uma série de paessoas que permitiram contribuir para a concretização deste trabalho: O Professor Francisco da Biblioteca da nossa escola que nos mostrou uma “montanha” de livros sobre o tema; O senhor Joaquim da Silva da empresa: Vidro Souto de Moreira Fernandes Macedo & C Lda (uma outra vidraria que contactamos); Os operários das informações do Ecocentro de Guimarães em Aldão que nos disponibilizaram informaram dos horários a que “visitantes” como nós poderiam ver de perto o destino dos resíduos (de ecoponto) que todos nós, aqui no concelho de Gumarães, produzimos; A Dona Luciana (receccionista), o Sr. Carlos Andrade (o senhor que respondeu a todos os nossos s e que nos tirou todas as dúvidas sobre a fábrica em que trabalha) e a Dona Ana (gerente) da Vidraria Taipas; e por fim a professora, que novamente sugeriu mais um trabalho que nos gratificou imenso concretizar! Fim!!! E obrigado pela vossa atenção!