Una breve guía sobre cómo se fabrica el vidrio
Los métodos de fabricación del vidrio han cambiado considerablemente a lo largo de los siglos, desde una artesanía altamente especializada hasta la producción industrial de grandes cantidades de hoy en día. Una de las innovaciones más importantes en la industria del vidrio fue el desarrollo del proceso de producción de vidrio flotado. Nos gustaría mostrarle cómo se fabrica el vidrio flotado en la actualidad.
Desde artesanos expertos hasta la industrialización
El vidrio se descubrió por primera vez alrededor del año 5000 a. C. Durante siglos, la artesanía individual dominó y no fue sino hasta el siglo XX que la producción de vidrio se industrializó y este se produjo masivamente en láminas. Sin embargo, todavía había un gran inconveniente: el vidrio tenía que ser tallado y pulido en ambas caras para obtener la calidad deseada; un proceso que era muy costoso y llevaba mucho tiempo.
Entonces llegó quizás la mayor innovación en la historia del vidrio: la introducción del proceso de producción de vidrio flotado, que se popularizó en la década de 1960. Este avance condujo a un aumento drástico en el uso del vidrio en todo el mundo.
El vidrio flotado es la base de la oferta actual de Guardian, desde el vidrio recubierto de control solar hasta el vidrio laminado de seguridad, antirreflectante y espejo.
El proceso del vidrio flotado
El proceso de fabricación del vidrio flotado es similar a preparar y cocinar una comida cuidadosamente planificada. Se comienza con la reunión de todos los ingredientes necesarios y, a continuación, se sigue un conjunto específico de procesos que incluyen el calentamiento a la temperatura correcta y el enfriamiento de la manera adecuada. Siga la receta al pie de la letra y los resultados valdrán 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 flotado también contiene dolomía, utilizada para mejorar la dureza y la resistencia química del vidrio flotado.
Una breve historia del 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 flotado 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 float 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 producción de la línea de flotado estándar pueden variar ligeramente dependiendo de la región. El grosor de la cinta puede variar de aproximadamente 2 a 19 mm o de 3/32” a 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 tamaño medio puede producir aproximadamente 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?
El proceso del vidrio flotado comienza con una mezcla de materias primas entre las que se incluyen ingredientes clave, como la arena de sílice, el carbonato de sodio, la caliza y la dolomita. En peso, el vidrio consta aproximadamente de entre un 70 a un 75 % de arena de sílice, un 15 % de carbonato de sodio y un 15 % de piedra caliza y dolomita juntas. 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 los productos químicos.
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, manteniendo la temperatura del regenerador y conservando cantidades significativas 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 pinza. 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 espesor 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. Consiste en un canal cerrado seguido de un estiramiento abierto expuesto al aire forzado. Los hornos de recocido son bastante largos y suelen medir 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 arquitectónico?
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 es 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.
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 flotado se fabrica vertiendo materias primas fundidas en un lecho de estaño fundido. Esto da como resultado hojas de vidrio planas y perfectamente uniformes que no requieren esmerilado ni pulido.
Fabricación de vidrio laminado
Mientras que el vidrio flotado proporciona un excelente producto base, el laminado del vidrio puede agregar otras ventajas, como color, control de sonido, seguridad y protección. Esto ayuda a hacer que el vidrio sea más adecuado para las exigentes aplicaciones arquitectónicas actuales, aunque el uso final sea la reducción de ruido, resistencia a cargas de vientos huracanados, la protección contra intrusos o vidrios rotos, o una combinación de estas opciones.
El vidrio laminado consta de láminas unidas entre sí mediante una capa intermedia de plástico. El vidrio y las capas intermedias se pueden suministrar en una variedad de colores y grosores para obtener el aspecto y el comportamiento deseados a fin de adaptarse a su aplicación.
Si bien el vidrio laminado todavía puede romperse, los fragmentos tienden a adherirse a la capa intermedia de plástico y a permanecer, en gran medida, intactos, lo que reduce el riesgo de lesiones. El vidrio laminado, como tal, puede calificarse como acristalamiento de seguridad.
