Cómo se fabrica el vidrio
Una breve guía sobre cómo se fabrica el vidrio
Los métodos de fabricación de vidrio han cambiado considerablemente a lo largo de los siglos, desde una artesanía altamente cualificada hasta la producción industrial de gran volumen de hoy en día. Una de las innovaciones más importantes en la industria del vidrio fue el desarrollo del proceso de producción del vidrio float y nos gustaría darle una visión de cómo se fabrica el vidrio float hoy en día.
Desde artesanos cualificados hasta la industrialización
El vidrio se descubrió por primera vez alrededor del 5000 a. C. Durante siglos, la artesanía individual dominó y no fue hasta el siglo XX cuando la producción de vidrio se industrializó y se produjo en masa en láminas. Pero todavía había un inconveniente importante: el vidrio tenía que ser molido y pulido en ambos lados para obtener la calidad deseada, un proceso que consumía mucho tiempo y era costoso.
Entonces llegó tal vez la mayor innovación en la historia del vidrio: la introducción del proceso de producción del vidrio flotado, popularizado en la década de 1960. Este avance condujo a un aumento drástico del uso del vidrio en todo el mundo.
El vidrio float es la base de las ofertas actuales de Guardian, desde el vidrio de capa de control solar hasta el vidrio de espejo, antirreflectante y de seguridad laminado.
El proceso del vidrio flotado
El proceso de hacer vidrio flotado es más bien como preparar y cocinar una comida cuidadosamente planificada. Se empieza por reunir todos los ingredientes necesarios y luego se sigue una serie de procesos específicos que incluyen el calentamiento a la temperatura correcta y luego el enfriamiento de la manera adecuada. Siga la receta al pie de la letra y los resultados merecerán la pena.
¿De qué está hecho el vidrio?
Principalmente, el vidrio de sosa, lima y sílice consta de tres componentes principales: arena, ceniza de sosa y piedra caliza. El vidrio float también contiene dolomía, utilizada para mejorar la dureza y la resistencia química del vidrio float.
Un corto historial de vidrio
Los objetos de vidrio más antiguos conocidos, como las cuentas, se remontan al año 2000 a. C. Durante siglos, la fabricación de vidrio confió en la artesanía especializada de las personas, y el vidrio siguió siendo un material lujoso, utilizado normalmente para joyas o artículos decorativos. No fue hasta el siglo XIX cuando el vidrio se volvió común en casas y edificios públicos. Aunque la tecnología del vidrio float se patentó por primera vez a principios del siglo XX, fue significativamente avanzada y llevada al mercado en la década de 1950 por Pilkington Brothers Limited. A mediados de la década de 1960, su versión del proceso de flotado comenzó a sustituir a los métodos tradicionales de fabricación de vidrio, ofreciendo una mejor calidad superficial y menores costes de producción.
El innovador método del vidrio flotado de Pilkington es ahora la técnica más utilizada para fabricar vidrio plano.
¿Cómo se fabrica el vidrio flotado?
El vidrio float se fabrica disolviendo las materias primas en un horno (un proceso comúnmente llamado fusión) y luego vertiendo la mezcla continuamente en un baño de estaño fundido. La gravedad y la tensión superficial le permiten flotar en la superficie y transformarse en una lámina plana y lisa conocida como cinta. Después de los procesos de fusión y moldeado, la cinta se enfría y se corta a medida.
El ancho típico de la cinta es de 3,21 metros (o 126 pulgadas) en Europa y de 3,30 metros (130 pulgadas) o 3,66 metros (144 pulgadas) en Norteamérica. Las dimensiones de la producción de flotado estándar pueden variar ligeramente según la región. El espesor de la cinta puede oscilar entre aproximadamente 2 y 19 mm, o entre 3/32” y 3/4”.
Las líneas de vidrio flotado pueden tener una longitud de hasta 500 metros (1600 pies) y se mantienen en funcionamiento continuo. Normalmente, una línea de vidrio flotado tendrá una vida útil de unos 18 a 20 años. Una línea de vidrio flotado de tamaño medio puede producir 600 toneladas de vidrio al día.
Vea en este vídeo cómo se fabrica el vidrio flotado:
¿Cuáles son las materias primas utilizadas en la fabricación de vidrio flotado?
Las materias primas utilizadas en el proceso del vidrio float son una mezcla de arena de sílice, ceniza de sosa, piedra caliza y dolomía. En peso, el vidrio float contiene aproximadamente un 70-75 % de arena de sílice, un 15 % de ceniza de sosa y un 15 % de una combinación de piedra caliza y dolomía. El vidrio float también contiene pequeñas cantidades de torta salina, carbono y óxido de hierro.
Cada componente desempeña un papel fundamental. La arena de sílice crea una estructura rígida y vítrea. La ceniza de sodio reduce la temperatura de fusión del sílice y hace que el vidrio sea maleable y más fácil de disolver. La piedra caliza actúa como estabilizador y mejora la durabilidad y dureza del vidrio. La dolomía mejora el control de viscosidad del vidrio y su resistencia a las sustancias químicas.
Cómo funciona el proceso de fusión
Una vez que cada materia prima se ha pesado con precisión de acuerdo con la receta requerida, se mezcla a fondo en la casa por lotes antes de transferirse a la tolva del horno. El 15 % al 25 % de la mezcla por lotes para vidrio flotado estándar está compuesta por vidrio triturado conocido como calcín. El calcín suele provenir de lotes de producción anteriores, pero puede ser suministrado por empresas de reciclaje especializadas o procesadores de vidrio. La calcín debe inspeccionarse rigurosamente para garantizar que cumple con los estándares de calidad.
Las herramientas conocidas como cargadores se utilizan para insertar la mezcla en el horno. Un horno de línea de vidrio flotado tiene una zona de fusión de aproximadamente 1500 a 1600 °C (2700 a 2900 °F).
En un horno regenerativo, una serie de quemadores laterales de gas natural mantienen la temperatura. Cada conjunto de quemadores funciona a su vez durante aproximadamente 20 minutos antes de cambiar al otro lado. El gas de escape del horno se alimenta a través del regenerador inactivo opuesto, lo cual mantiene la temperatura del regenerador y ahorra una cantidad significativa de energía.
Cómo se da forma al vidrio
Después del proceso de fusión, la cinta de vidrio fundido se introduce en un recipiente de acondicionamiento a través de un mecanismo de cintura que restringe el flujo. El vidrio fundido se agita con paletas refrigeradas por agua antes de entrar en el baño de estaño. Antes de flotar sobre el estaño fundido, el vidrio pasa a través de una barrera móvil llamada tweel. El estaño fundido tiene una baja reactividad con el vidrio y una alta densidad, más alta que el vidrio fundido. Estas propiedades permiten que el vidrio flote suavemente en su superficie, lo que da como resultado láminas perfectamente planas.
El grosor del vidrio se normaliza a aproximadamente 6 mm. Se pueden lograr diferentes espesores accionando rodillos superiores, conocidos como moletas, que estiran el vidrio a medida que se aumenta la velocidad de la línea para producir vidrio más fino. Para producir vidrio más grueso, los rodillos superiores comprimen el vidrio y se reduce la velocidad de la línea.
Al final del proceso de moldeado, la temperatura del vidrio disminuirá de aproximadamente 1100 °C (2000 °F) a aproximadamente 600 °C (1100 °F). El vidrio deja el baño de estaño en un estado casi sólido.
La importancia de enfriar el vidrio
A continuación, el vidrio pasa a un recocido para enfriarse. Se trata de un área con temperatura controlada que se utiliza para enfriar gradualmente el vidrio recién formado. El recocido se compone de un canal cerrado seguido de un estiramiento abierto expuesto al aire forzado. Los lehrs de recocido son bastante largos y normalmente duran aproximadamente 200 metros (700 pies).
Durante el proceso de recocido, el aire forzado reduce la temperatura del vidrio a un nivel ambiente. A medida que el vidrio se enfría, se eliminan las tensiones internas y el vidrio adopta un perfil de tensión uniforme. La uniformidad del perfil de tensión permite cortar y almacenar el vidrio en hojas de stock industriales.
¿Cuáles son las propiedades del vidrio?
El vidrio arquitectónico moderno va mucho más allá de la transparencia. El vidrio float es un material diseñado con precisión con una resistencia, durabilidad y claridad óptica bien definidas.
Estas propiedades permiten utilizar el vidrio para una amplia variedad de aplicaciones. El tratamiento térmico, la capa y el laminado del vidrio mejoran las propiedades del vidrio y añaden funcionalidades como una mayor resistencia, control solar, aislamiento térmico, seguridad, protección, rendimiento acústico y mucho más.
Control de calidad en la fabricación de vidrio
Mantener la calidad es crucial en la fabricación de vidrio. Se utilizan sensores láser o cámaras de alta resolución para detectar defectos. Estas áreas se cortan de las hojas de vidrio y se utilizan como matraz.
Rendimiento medioambiental en la producción de vidrio
Nos dedicamos a mejorar el rendimiento medioambiental de nuestros procesos y productos de fabricación a lo largo de todo su ciclo de vida. Esto incluye utilizar menos recursos naturales, minimizar los residuos e innovar continuamente para operar de manera eficiente y responsable.
Un ejemplo destacado es nuestro horno en Bascharage, Luxemburgo, que cuenta con tecnología de última generación y se posiciona como nuestro horno más eficiente energéticamente hasta la fecha.
Otro ejemplo es Guardian NEXA™, una gama de soluciones de vidrio con bajo contenido en carbono (hasta un 38 % de reducción en carbono incorporado*), lo que se logra optimizando los procesos de fabricación y la selección de materias primas.
Preguntas frecuentes sobre cómo se fabrica el vidrio
¿Cuáles son las etapas de la fabricación de vidrio?
Recopilar materias primas, fundir, dar forma, enfriar y cortar.
¿De qué está hecho el vidrio?
Arena, ceniza de sosa, piedra caliza y dolomía. También se pueden añadir otras sustancias para mejorar el vidrio.
¿Qué es el vidrio flotado?
El vidrio float se fabrica vertiendo materias primas fundidas en un lecho de estaño fundido. Esto da como resultado hojas de vidrio perfectamente planas y uniformes que no requieren esmerilado ni pulido.
