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 °C 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.

Actualmente, o Palácio Nacional da Ajuda, possui uma valiosa colecção encomendada aos irmãos Stephens, adquirida na altura pelo rei D. Luís I e pela sua mulher, a rainha Dª. Maria Pia.

Sólido versus líquido[editar | editar código-fonte]

Existem alguns mal-entendidos quanto aos mecanismos de caracterização do vidro na transição do estado líquido para o sólido. Em meados da década de 1980, R.C. Plumb analisou possíveis explicação para "os vidros de antigas catedrais serem mais grossos na base", descartando a ideia de que teriam escoado com o tempo e colocando também em causa a veracidade, em termos estatísticos, de estes vidros serem de facto mais "grossos na base"; a verificar-se, a explicação que sugere é a técnica de assentamento dos vidros imperfeitos da altura: seria mais sensato colocar os vidros com a parte mais grossa para baixo[2]. O mito do "vidro que escorre" tem sido repetidamente desmentido, mas ainda perdura. Edgar D. Zanotto, em 1998, publicou artigo na revista American Association of Physics, com um cálculo a partir da seguinte equação:

τ = η / G

em que 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], ou seja, mais de 2 nonilhões , sendo assim impossível qualquer escoamento perceptível nas centenas de anos de existência 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 compostos 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.

O óxido de alumínio é um componente de quase todos os tipos de vidro. Certos componentes dos medicamentos ou de soluções nutritivas podem incorporar o alumínio do vidro e causar intoxicação. [5][6]

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.[7]

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. O problema da contaminação na determinação de traços de alumínio. Disponível em: www.scielo.br
  6. Alumínio nas veias. http://revistapesquisa.fapesp.br/2013/10/17/aluminio-nas-veias/
  7. http://mundoestranho.abril.com.br/materia/por-que-o-acido-nao-corroi-vidro

Ligações externas[editar | editar código-fonte]

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