Princípios e Ciências dos Materiais - Vidro Fernanda Lamounier Isabella Fernanda Isis Corrêa Mariana 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 Modernas 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 para todo 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 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.