Vidro

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Vasos de vidro coloridos.

Em ciência dos materiais o vidro é uma substância sólida e amorfa, que apresenta temperatura de transição vítrea[1] . No dia a dia o termo se refere a um material cerâmico transparente geralmente obtido com o resfriamento de uma massa líquida à base de sílica.

Em sua forma pura, o vidro é um óxido metálico super esfriado transparente, de elevada dureza, essencialmente inerte e biologicamente inativo, que pode ser fabricado com superfícies muito lisas e impermeáveis. Estas propriedades desejáveis conduzem a um grande número de aplicações. No entanto, o vidro geralmente é frágil, quebra-se com facilidade. O vidro comum se obtém por fusão em torno de 1.250 ºC de dióxido de silício, (SiO2), carbonato de sódio (Na2CO3) e carbonato de cálcio (CaCO3).

História[editar | editar código-fonte]

Os povos que disputam a primazia da invenção do vidro são os egípcios e os fenícios. Segundo a Enciclopédia Trópico:

"Os fenícios contam que ao voltarem à pátria, do Egito, pararam às margens do Rio Belus, e pousaram sacos que traziam às costas, que estavam cheios de natrão (carbonato de sódio natural, que eles usavam para tingir ). Acenderam o fogo com lenha, e empregaram os pedaços mais grossos de natrão para neles apoiar os vasos onde deviam cozer animais caçados. Comeram e deitaram-se, adormeceram e deixaram o fogo aceso. Quando acordaram, em lugar das pedras de natrão encontraram blocos brilhantes e transparentes, que pareciam enormes pedras preciosas. Um deles, o sábio Zelu, chefe da caravana, percebeu que sob os blocos de natrão, a areia também desaparecera. Os fogos foram reacesos, e durante a tarde, uma esteira de liquido rubro e fumegante escorreu das cinzas. Antes que a areia incandescente se solidificasse, Zelu plasmou, com uma faca aquele líquido e com ele formou uma empola tão maravilhosa que arrancou gritos de espanto dos mercadores fenícios. O vidro estava descoberto."

Esta é uma das versões, um tanto lendária. Mas, notícias mais verossímeis, relatam que o vidro surgiu pelo menos 4.000 anos A.C.. Julga-se entretanto que os egípcios começaram a soprar o vidro em 1.400 A. C., dedicando-se, acima de tudo, a produção de pequenos objetos artísticos e decorativos, muitas vezes eram confundidos com belas pedras preciosas. Sua decomposição é de 4000 anos. A cada 1000 kg de vidro leva-se 1300 kg de areia.

Em Portugal[editar | editar código-fonte]

Taça de vidro.

Foi só no século XVIII que se estabeleceu em Portugal a indústria vidreira — na Marinha Grande — e ainda hoje esta existe. Anteriormente, há notícia, desde o século XV, da existência de alguns produtores artesanais de vidro. É conhecido o labor do vidreiro Guilherme, que trabalhou no Mosteiro da Batalha. O vidro era obtido através da incineração de produtos naturais com carbonato de sódio (erva-maçaroca). Houve diversos fornos para a produção vidreira em Portugal, mas a passagem de uma produção artesanal, muito limitada, para a produção industrial foi lenta. Uma fábrica existente em Coina veio a ser transferida para a Marinha Grande, em consequência da falta de combustível. Estava-se no reinado de D. João V. A proximidade do Pinhal de Leiria, teria aconselhado a transferência da antiga Real Fábrica de Coina. Depois, o Marquês de Pombal concedeu um subsídio para o reapetrechamento desta fábrica vidreira na Marinha Grande.

Em 1748 estabeleceu-se na Marinha Grande John Beare, dedicando-se ali à indústria vidreira. A abundância de matérias primas e de carburante aconselhavam o fomento dessa indústria naquela região. Em 1769 o inglês Guilherme Stephens beneficiou de importante protecção do Marquês de Pombal e estabeleceu-se na mesma localidade: subsídios, aproveitamento gratuito das lenhas do pinhal do Rei, isenções, etc. A Real Fábrica de Vidros da Marinha Grande desenvolveu-se a ponto de ser Portugal, a seguir à Inglaterra, o primeiro país a fabricar o cristal.

Sólido versus líquido[editar | editar código-fonte]

Existem controvérsias quanto aos mecanismos de caracterização do vidro na transição do estado líquido para o sólido. Em meados da década de 1980 Plumb, R.C propôs que os vidros de antigas catedrais eram mais grossos na base, pois teriam escoado com o tempo[2] . Essa ideia perdura até os dias de hoje, muito embora já tenha sido provada matematicamente falsa. Edgar D. Zanotto em 1998 publicou artigo na revista American Association of Physics, com um calculo a partir da seguinte equação:

τ = η / G

Onde τ é o tempo de relaxação, η é viscosidade (Pa·s) e G o Módulo de cisalhamento (Pa). Em 1999 foi publicada uma revisão do cálculo tomando como base o valor de viscosidade de equilíbrio do vidro na temperatura ambiente. O novo resultado foi de 10²³ anos [3] anos, ou seja bem mais que uns 2 nonilhões , sendo assim impossível qualquer escoamento perceptível nos poucos milhares de anos de uma catedral.

Vidro e o meio ambiente[editar | editar código-fonte]

Ainda não se pode determinar o tempo que o vidro fica exposto no meio ambiente sem se degradar.

O vidro é um material que não se pode determinar o tempo de permanência no meio ambiente sem se degradar, e também não é nocivo diretamente ao meio ambiente, por isso é um dos materiais mais recicláveis que existem no consumo humano[4] . Para minimizar as emissões gasosas dos fornos a gás, as indústrias utilizam gás natural, que provoca menor impacto no meio ambiente.

Composição[editar | editar código-fonte]

São basicamente feitos por areia, calcário, barrilha, alumina, corantes e descorantes. As matérias primas que compõem o vidro são os vitrificantes, fundentes e estabilizantes.

Os vitrificantes são usados para dar maior característica à massa do vidro e são compostos de anidrido sílico, anidrido bórico e anidrido fosfórico.

Os fundentes possuem a finalidade de facilitar a fusão da massa silícea, e são compostos de óxido de sódio e óxido de potássio.

Os estabilizantes têm a função de impedir que o vidro composto de silício e álcalis seja solúvel, e são: óxido de cálcio, óxido de magnésio e óxido de zinco.

A sílica, matéria prima essencial, apresenta-se sob a forma de areia; de pedra cinzenta; e encontra-se no leito dos rios e das pedreiras.

Depois da extração das pedras, da areia e moenda do quartzo, procede-se a lavagem a fim de eliminar-se as substâncias argilosas e orgânicas; depois o material é posto em panelões de matéria refratária, para ser fundido.

A mistura vitrificável alcança o estado líquido a uma temperatura de cerca de 1.300°C e, quando fundem as substâncias não solúveis surgem à tona e são retiradas. Depois da afinação, a massa é deixada para o processo de repouso, de assentamento, até baixar a 800°C, para ser talhada.

Fabricação[editar | editar código-fonte]

Fabricação de peças em vidro usando moldagem por sopro.

A fabricação é feita no interior de um forno, onde se encontram os panelões. Quando o material está quase fundido, o operário imerge um canudo de ferro e retira-o rapidamente, após dar-lhe umas voltas trazendo na sua extremidade uma bola de matéria incandescente.

Agora a bola incandescente, deve ser transformada numa empola. O operário gira-a de todos os lados sobre uma placa de ferro chamada marma. A bola vai se avolumando até assumir forma desejada pelo vidreiro.

Finalmente a peça vai para a seção de resfriamento gradativo, e assim ficará pronta para ser usada.

Tipos de vidros[editar | editar código-fonte]

Obsidiana: vidro formado naturalmente.

Principais características[editar | editar código-fonte]

Vantagens[editar | editar código-fonte]

  • Reciclável;
  • Higiênico;
  • Inerte;
  • Versátil;
  • Impermeável;
  • Transparente;
  • Difícil corrosão.[5]

Desvantagens[editar | editar código-fonte]

  • Fragilidade;
  • Preço mais elevado;
  • Peso relativamente grande;
  • Menor condutibilidade térmica;
  • Dificuldade no fechamento hermético;
  • Dificuldade de manipulação.

Ver também[editar | editar código-fonte]

Referências

  1. Elliott, S.R. (1994) Amorphous Solids: An Introduction. In: Catlow, C. R. A. (eds.), "Defects and Disorder in Crystalline and Amorphous Solids", NATO Advanced Studies Institutes Series; Series C, Mathematical and Physical Sciences, 418, Kluwer Academic Publishers, Dordrecht: 73-86. ISBN 0792326105.
  2. Plumb, R. C. (1989) Antique windowpanes and the flow of supercooled liquids. Journal of Chemical Education, 66(12): 994-996.
  3. "Do cathedral glasses flow?" Edgar D. Zanotto & Prabhat K. Gupta - American Journal of Physics - March 1999 - Volume 67, Issue 3, pp. 260-262 March 1999
  4. Viminas
  5. http://mundoestranho.abril.com.br/materia/por-que-o-acido-nao-corroi-vidro

Ligações externas[editar | editar código-fonte]

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