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EL VIDRIO I MATERIALES

Construcción I. Materiales y técnicas. 1er curso

Àrea de Construcció Curso 2012-2013

Revisión 10/12/2012 Autores: Joan Espinàs y Neus Mateu

ÍNDICE 1.ORIGEN DEL MATERIAL 1.1. Definición 1.2. Origen 1.3. Procedencia 1.4. Transparencia 1.5. Inicio de la fabricación 2.PROPIEDADES DEL VIDRIO 2.1. Propiedades físicas 2.1.a. Fragilidad 2.1.b. Dureza 2.1.c. Elasticidad 2.1.d. Resistencia 2.2. Características mecánicas 2.2.1. Cristales resistentes 2.2.1.a. Vidrio templado 2.2.1.b. Vidrio laminado 2.2.1.c. Vidrio armado 2.2.1.d. Cristales resistentes a altas temperaturas 2.3. Propiedades térmicas 2.3.a. Conductividad térmica 2.3.b. Efecto invernadero 2.3.c. Aislamiento térmico 2.3.d. Calor específico 2.3.e. Vidrios con control de radiación 2.3.f. Cristales antirreflectantes 2.3.g. Cristales tintados 2.3.h.. Cristales reflectantes 2.3.i.. Vidrios laminados 2.3.j. Vidrio de Cámara 2.3.k. Estrés térmico

2.4. Propiedades acústicas 2.4.a. Aislamiento acústico 2.4.b. Absorción acústica 2.5. Propiedades medioambientales 2.5.a. Huella ecológica 2.5.b. Reciclaje del vidrio 2.5.c. Vidrio industrial / vidrio doméstico 2.5.d. Toxicidad del estaño 2.5.e. Contaminación atmosférica 3. PRODUCTOS EN EL MERCADO 3.1. Vidrio común 3.2. Vidrio soplado 3.3. Vidrio moldeado 3.6. Cristales decorativos 4. EL VIDRIO EN LA CONSTRUCCIÓN. PUESTA EN OBRA 4.1. Sistemas habituales: ventanas y muros cortina 4.2. Sistemas de fijación 4.3. Acciones a las que están sometidos los cierres de vidrio 4.4. El vidrio en los edificios. 4.5. Materiales de fijación. 4.6. Tipo de fijación.

1. ORIGEN DEL MATERIAL

¿De que son las copas de casa? ¿Y los paramentos transparentes de las ventanas? ¿Cuál es la diferencia entre un

vidrio y un cristal?

Definición:

El vidrio es una materia amorfa: Esto quiere decir que no tiene una estructura cristalina, Sino que las partículas que lo forman están ordenadas al azar (desordenadas), Muy parecido a las de un líquido. Su estado concreto es líquido muy viscoso, llamado VÍTREO, A + t ª + viscoso, hasta llegar a sólido en frío.

Por lo tanto, aunque tradicionalmente se ha considerado que la materia podía presentarse bajo tres formas (sólida, líquida y gaseosa), nuevos medios de investigación han puesto al descubierto durante el siglo XX otras formas o Estados en que se puede presentar la materia, y una de ellas es el estado en que se

encuentra el vidrio; el estado vítreo (o líquido con una viscosidad tan alta que le confiere aspecto de sólido, sin serlo),que no presenta una ordenación interna determinada (como ocurre con los sólidos cristalinos) pero en muchos casos se observa un desorden ordenado, es decir, la presencia de grupos ordenados que se distribuyen en el espacio de manera aleatoria.

Más allá de sus propiedades de sustancia relativamente dura, químicamente inerte y biológicamente inactiva, el vidrio es inodoro, no altera el sabor, es reutilizable y fácilmente reciclable.

Estructura cristalina Estado VÍTREO

¿De qué está hecho el vidrio? ¿Y porque es transparente?

¿De dónde proviene? Por a la fabricación del vidrio a partir de elementos naturales no reciclados, Se mezclan y se funden los

siguientes componentes:

-Sílice: es el principal componente del vidrio (más de un 60%), y se obtiene a partir de la arena.

-Carbonato o sulfato de sodio o de potasio: sirve para que el sílice funda a menor

temperatura.

-Piedra caliza: su función es estabilizar la mezcla y darle durabilidad.

Añadiendo otros ingredientes se puede dar al vidrio determinadas propiedades físicas y características según las aplicaciones técnicas a las que se quiera aplicar.

¿Por que es transparente el vidrio? El vidrio es un producto de la combustión y fusión de la arena. El resultado que se obtiene a partir de este

proceso es una estructura molecular muy poco compacta y organizada por tanto deja muchos espacios a través de los cuales pasan los rayos de luz.

El grado de transparencia de un material viene determinado por la cantidad de luz que éste deja pasar en comparación con el total que llega a la superficie, la parte restante de luz que no atraviesa el objeto puede ser reflejada o absorbida

Calzado Sodio

Oxígeno Sílice

2.1. PROPIEDADES FÍSICAS

¿Es frágil? ¿Porque? ¿Es duro? ¿Porque? ¿Es resistente? ¿Porque?

Fragilidad

• El problema físico de la fragilidad del vidrio radica en una red de fisuras a

nivel imperceptible que afectan a la superficie del vidrio y provocan unas

tensiones localizadas que minoran la resistencia mecánica del vidrio. Son las

fisuras de Griffith y cada una de ellas puede ser el origen de una ruptura

general. Así pues, la probabilidad de ruptura aumenta con mayor frecuencia

de grietas de Griffith. También aumentará el riesgo de ruptura como

mayores sean las grietas o debido a sustancias como el agua que ataca las

tensionadas uniones atómicas.

• Encontramos una diferencia de fragilidad entre el vidrio y el cristal

considerable. Un vidrio es un silicato que en estado líquido tiene las

moléculas formando anillos desordenados y incompletos con átomos de

sodio incluidos. Enfriando este líquido a gran velocidad, para que al pasar de

líquido a sólido no cristalice, obtendremos un sólido no cristalizado al que

llamaremos vidrio. Si el vidrio cristaliza, es decir que se enfría lentamente,

las moléculas se ordenan geométricamente obteniendo un cuerpo más

opaco y mucho más frágil.

Irregularidades en la superficie del

vidrio

cristal

vidrio

Dureza

• El vidrio, como muchos otros materiales tiene una dureza media, es decir, su resistencia a ser rayado es de

grado 5/6 sobre 10. (Escala de Mohs).

• Que el vidrio sea frágil significa que en el diagrama de tensiones - deformaciones, la línea que surja de la

proporcionalidad entre las dos variables es interrumpida bruscamente, es decir que no aparece un periodo

plástico donde las deformaciones sigan aumentando más allá de lo que lo hacen las tensiones.

• Sólo se comportará plásticamente a altas temperaturas. A partir de 600 º C se deforma plásticamente y en

1000 º C se funde.

Elasticidad

Resistencia

• Aunque los cristales se pueden formar con materiales diferentes, la mayoría de propiedades son

consecuencia directa del estado físico en que se encuentra el vidrio.

• La composición básica del vidrio es Silicio-Oxígeno -uniones muy fuertes material muy fuerte.

A TRACCIÓN:

Teóricamente: soporta 70 000Kg/cm2 , 5 veces más que el acero.

Prácticamente: soporta 400/1000Kg/cm2 Valor muy inferior debido a las fisuras de Griffith.

Varía en función del tipo de vidrio y tratamientos a los que

haya sido sometido.

A COMPRESIÓN: soporta 10.000Kg/cm2

• Cualquier fuerza aplicada sobre el cristal se concentrará sobre cualquier irregularidad en su superficie y debido a que es un material homogéneo porque viene del líquido, las grietas se propagan muy rápidamente.

• Muy débil en la tracción pero muy resistente a la compresión.

• Las grietas se originan a partir de los defectos superficiales, para evitarlo: Pulir la superficie o mediante tratamientos térmicos como el templado que incrementan su resistencia

2.2. CARACTERÍSTICAS MECÁNICAS

Carácter. MECÁNICAS. EL PROBLEMA DE LA SUJECIÓN

Se trata de evitar que nunca se apliquen cargas concentradas al vidrio, y en especial a sus cantos, que son los puntos más frágiles, porque es donde se concentran más microfisuras. Se utilizan siempre materiales elásticos o plásticos para ponerlos en contacto con el vidrio (madera, plomo, plásticos, cauchos, siliconas, etc)

Carácter. MECÁNICAS. EL PROBLEMA DE LA SUJECIÓN

Los sistemas de sujeción y fijación han de soportar el peso propio del vidrio (1), los esfuerzos a flexión (viento, nieve, etc.)(2) y los movimientos entre vidrios (dilataciones)(3). Siempre se debe evitar las concentraciones de esfuerzos en un punto del vidrio o entre ellos.

Carácter. MECÁNICAS. EL PROBLEMA DE LA SUJECIÓN

¿Cómo puedo mejorar sus propiedades mecánicas? ¿Qué cristales encontramos en el mercado con tratamientos de

mejora?

• Es un cristal que ha sido sometido a un tratamiento térmico de cambio de temperatura súbita que modifica sus propiedades físicas.

• La cara superficial se enfría rápidamente y el cuerpo central tarda más, Lográndose esfuerzos de compresión en las caras externas (100 N /mm2) Y de tracción en el interior.

• Este tratamiento aumenta su resistencia al choque mecánico (x4) Y térmico (x6), Así como a flexión, sin afectar demasiado sus cualidades ópticas.

• Se caracteriza por su SEGURIDAD ya que, en caso de golpe, se fragmentará en trocitos pequeños evitando heridas y otros daños perjudiciales. Otra característica es la RESISTENCIA A LA FLEXIÓN de 120 a 200 MPa. La RESISTENCIA AL CHOQUE TÉRMICO es otro aspecto importante de este producto (rotura por diferencia de temperatura en un mismo cristal)

LOS CRISTALES RESISTENTES

Vidrio templado Vidrio laminado

• Es un conjunto formado por dos o más planchas de

vidrio, unidas entre si, entre las cuales hay una película

intermedia de láminas de PVB (butiral de polivinilo)

elástico. Se unen en un proceso de autoclave con calor y

presión.

• El vidrio laminado se caracteriza por su SEGURIDAD,

presenta una buena resistencia al impacto. Cuando recibe

un golpe, la rotura se localiza en el punto de impacto y

mantiene la transparencia. La lámina de PVB asegura que

las piezas de vidrio se mantengan adheridas.Reduce el

riesgo de cortes por fragmentos de vidrio o caídas a

través del cristal laminado. El PBV es elástico, con fuerte

adherencia y puede ser transparente, opaco o de

cualquier color.

• L'ACÚSTICA es otra propiedad importante; Estos cristales

ofrecen una atenuación acústica muy superior a la del

vidrio monolítico del mismo grosor. Los valores de

aislamiento acústico de un PVB acústico son, de media,

superiores en 3 dB a los cristales laminados con un PVB

clásico.

Rotura del vidrio templado Rotura del vidrio laminado

VIDRIOS CON PROPIEDADES MECÁNICAS MEJORADAS: templado

El templado es un tratamiento térmico del vidrio:

1 - Se calienta el vidrio hasta que sea algo

plástico, a unos 600 º C. 2 - Se enfrían rápidamente las caras

exteriores, de manera que se solidifican nuevamente.

3 - La banda central es aún plástica y se va enfriando, por tanto, se contrae. Se contrae pero está unida a las caras exteriores ya sólidas, que se ven comprimidas por el arrastre que la banda central provoca.

El resultado es un cristal "pretensado", Con

las caras exteriores sometidas a una compresión interna remanente y la banda interior traccionada.

La compresión de las caras exteriores garantiza que no habrá tracciones en los fondos de las fisuras de Griffith que puedan desencadenar una rotura, al menos hasta anular la compresión de partida.

VIDRIOS CON PROPIEDADES MECÁNICAS MEJORADAS: templado

En la cara de un vidrio normal sometido a flexión, habría tracciones que podrían desencadenar la rotura del fondo de una microfisura. En un vidrio templado, las caras exteriores se mantendrán comprimidas dentro de un cierto margen, y sólo se romperá cuando se rebase.

VIDRIOS CON PROPIEDADES MECÁNICAS MEJORADAS: templado

Vidrio armado

• El vidrio armado es aquel vidrio que se

obtiene por proceso de colado.

• En el vidrio armado, se le deja embebido

en su interior una malla metálica en

forma de retícula, de modo que en su

rotura los trozos quedan unidos al metal

evitando su caída y posibles lesiones.

• Aún así, no es muy adecuado si se expone

a temperaturas extremas. Estos cambios

de temperatura dan lugar a la dilatación

de ambos materiales, que pueden

provocar la rotura del vidrio.

Vidrio resistente a altas temperaturas

• Sus objetivos son aislar el calor. Tener suficiente resistencia

para aguantarlo sin ningún tipo de modificación (rompiéndose

o fundiéndose) y eliminar o limitar la probabilidad de que se

transmita un incendio.

• Se obtiene añadiendo una sal (borosilicato de sodio) a la masa

del vidrio en fabricación , este componente reduce

notablemente el coeficiente de dilatación del vidrio (1/3 del

vidrio común).

• Hay una serie de características básicas que deben tener los

vidrio usados con el objetivo de tener seguridad ante incendios:

1. ESTABILIDAD O RESISTENCIA MECÁNICA A LOS CAMBIOS

TÉRMICOS (Dilatación controlada). Se consigue añadiendo

aditivos a la masa del vidrio (borosilicato de sodio).

2. ESTANCAMIENTO DE LAS LLAMAS, HUMOS Y GASES

CALIENTES Y/ O INFLAMABLES.

3. AISLAMIENTO TÉRMICO POR REDUCCIÓN DE LA

RADIACIÓN (Manteniendo durante un cierto tiempo el

vidrio con una temperatura no elevada).

• Vidrios en el mercado:

- Cristales parallamas (Vidrio con borosilicato de sodio

que incorpora además una lámina armada. Siempre

transparente. No evita la transmisión de temperatura).

- Cristales cortafuegos (Vidrio multiláminas con

láminas intumescentes que reaccionan a temperaturas

superiores a 120 grados volviéndose rígidas y opacas. Hasta

RF120. Evita transmisión de temperatura).

Vidrio armado

2.3. PROPIEDADES TÉRMICAS

En construcción su uso principal es el de cerramiento de fachada. ¿Cómo se comporta frente a la radiación? ¿Podemos considerarlo un

material aislante? ¿Y con inercia?

Propiedades térmicas

La conductividad térmica es una propiedad física de los materiales que valora la capacidad de transmitir el calor. Su inversa es la resistencia térmica que es la capacidad de los materiales para oponerse al paso del calor. Cuando la radiación solar incide sobre un cristal, una parte es reflejada hacia el exterior, otra pasa directamente hacia el interior y la restante es absorbida por la masa del vidrio, de la que las 2/3 partes son irradiadas hacia el exterior y el tercio restante pasa hacia el interior.

El vidrio permite la transmisión de la radiación solar entre las longitudes de onda de 315 y 2.500 nm, Es decir, desde el rayo ultravioleta (315-389 nm) Pasando por el visible (380-780 nm) Hasta casi todo el infrarrojo (780-2500 nm). El ultravioleta por debajo de 315 nm y el infrarrojo de onda larga por encima de 2.500 nm se absorben por completo.

Esta impermeabilidad a las radiaciones de onda larga explica el efecto invernadero y varios usos concretos del vidrio.

Conductividad térmica

La radiación solar calienta los cuerpos que se encuentran dentro, los cuales emiten calor (radían) de onda larga a la que el vidrio es menos permeable. Este fenómeno produce un ascenso de la temperatura en el espacio interior. El efecto invernadero será favorable o desfavorable según el emplazamiento y la época del año en que nos encontramos. Puede ser favorecido como medio pasivo de calentamiento de un espacio interior o, por el contrario limitado a base de protecciones solares exteriores, con un diseño ajustado a la orientación.

Modos que tiene el vidrio de transmitir el calor:

- por la condición de sólido transmite el calor por conducción.

- por su característica transparente transmite el calor por radiación. +

- Por conducción, en los cristales con cámara, ésta no es demasiado gruesa para dificultarla

La transmisión de calor: siempre se produce desde un espacio o cuerpos más calientes a

unos menos calientes.

Aislamiento térmico: al igual que otros materiales (un techo) depende del coeficiente de

conductividad térmica de los materiales, componentes y la forma en que es utilizada.

El efecto invernadero

Aislamiento térmico

A-Vidrio sencillo: Teniendo en cuenta los coeficientes de resistencia superficial del aire en las dos caras de un cristal se obtiene el valor de K vidrio sencillo de 4 MMK = 5,70 W /m2K. B-Doble vidriado hermético: El mejor recurso para mejorar el aislamiento térmico de una superficie variada es utilizar unidades de doble vidriado compuestas por dos vidrios separados entre sí por una cámara de aire seco y estanco, que es la que aporta la mejora de aislamiento térmico. K 4/12/4: 2,80 W /m2K. C-Doble vidriado hermético con cristal tintado en masa: Unidad de doble vidriado compuesta por dos vidrios, float verde/gris 6 mm, separados entre sí por una cámara de aire seco y estanco. A pesar del aumento de espesor, la absorción del conjunto no mejora las prestaciones del anterior. K 6/12/6: 2,80 W /m2K. D-Doble vidriado Hermético con vidrio LOW-E de baja emisividad:La utilización de un vidrio de baja emisión en un DVH permite reducir el valor del coeficiente térmico. K6/12/6: 1,80 W /m2K. Ventajas adicionales de un DVH: cuando más pequeño es el valor del coeficiente K mayor es la capacidad para retrasar el flujo de calor entre las temperaturas del aire a ambos lados del vidrio.

A B C D

Calor específico

• La calor específico (c) es la cantidad de energía en forma de

calor, que debe recibir una sustancia para elevar un kelvin la

temperatura de un cierta masa

• Donde:

Q= Cantidad de calor.

m= Masa.

c = Calor específico.

At= Variación de tiempo

Sustancia C = J g-1 K-

1

Hierro 0'44

Ladrillo 0,84

Hormigón 0,88

Vidrio

(silicato) 0,84

Mármol 0,880

Madera 0,48

0· tm

Qc

¿Cuál sería el vidrio adecuado para instalar en un escaparate de moda?

¿Y en un sala de reuniones donde queremos más privacidad?

• El Vidrio de Baja Emisividad,Vidrio de Baja Irradiación

o Low E es un vidrio desarrollado para reducir las pérdidas de calor desde el interior o ganancias desde el exterior. A través de un proceso pirolítico se aplica una lámina metálica sobre la superficie del vidrio flotado.

• La lámina Low-E se aplica exclusivamente sobre la cara

interior de las unidades de vidrio de cámara (cara 2 o cara 3), aumentando en un 35% su capacidad de aislamiento térmico ya que consigue una mayor reflexión de la radiación de onda larga los cuerpos radiantes

CLIMAS FRÍOS: Recomendable aplicar en la cara 3. Podría decir que INCREMENTA LA CAPACIDAD DE EFECTO INVERNADERO DEL VIDRIO ya que refleja la radiación de los cuerpos interiores.

CLIMAS CÁLIDOS: Recomendable aplicar en la cara 2 para limitar las ganancias térmicas provenientes de la radiación de la superficie terrestre, atmósfera y demás cuerpos radiantes (edificios, etc). En invierno también evitará las pérdidas interiores.

• Su aspecto es casi el mismo que el de un vidrio incoloro. Puede ser posteriormente templado, endurecido, curvado y laminado.

• El valor K de transmisión térmica para unidades con

cámara de aire de 12 mm con vidrio normal es de 2.8 W / m2K y con Vidrio de Baja Emisividad el K = 1.8 W / m2K.

• La cara revestida con la capa de baja emisividad de un vidrio de estas características siempre debe quedar expuesta mirando hacia la cámara de aire.

Cristales con láminas de control térmico Vidrio con cámara de aire

• El vidrio con cámara de aire es un cristal formado por al menos dos piezas de vidrio separadas por una cámara de aire deshidratado, dispuestas paralelamente y formando una única unidad de vidrio.

• Su característica diferenciadora es un importante incremento del grado de aislamiento térmico

• Para formar la cámara de aire cada unidad de vidrio contiene un marco perimetral de aluminio llenado de un material deshidratante (gel de sílice) que garantizará la inexistencia de humedad dentro del aire interior y, por tanto, la imposibilidad de condensación en la cara interior del vidrio.

• La cámara de aire también puede estar llena de algún gas noble (argón o kriptón) Los cuales mejoran las propiedades de aislamiento térmico.

VIDRIOS CON CONTROL DE RADIACIÓN

• El vidrio antirreflectante posee un tratamiento en las dos caras a base de aplicación de capas metálicas logrando así la disminución de la reflexión de la luz sin distorsionar los colores (pasa del 8% al 1%) Este producto es muy útil porque se le puede aplicar el proceso del templado y laminado, consiguiendo unas características muy parecidas a éstos.

• Es el producto adecuado para instalarlo en escaparates, oficinas, salas de representaciones o también para cubrir cuadros. Por otro lado el vidrio antirreflectante puede añadir propiedades de aislamiento térmico y acústico si se combina con otras soluciones (cámaras, láminas de PVB, etc ...)

Cristales antirreflectantes

VIDRIOS CON CONTROL DE RADIACIÓN

Vidrio tintado

• El vidrio tintado se obtiene a partir de añadir óxidos metálicos (hierro, cobalto o selenio) a la mezcla fundida del vidrio.

• Sus propiedades son:

vidrios de diferentes colores según él metal utilizado:

El verde se obtiene a partir de óxido de hierro

El gris se obtiene a partir de óxido de níquel

El bronce se obtiene a partir de selenio

Disminución de la entrada de luz ya que parte de la radiación es reflejada y mucha parte absorbida.

Debido al incremento de la temperatura que alcanzan por absorción DEBEN SER templados para garantizar su estabilidad.

Cristal reflectante

• El vidrio reflectante se obtiene aplicando mediante pirólisis una capa metálica (silicio) sobre su superficie. Si no forma parte de un vidrio de cámara, la capa reflectante puede degradarse rápidamente.

• Consigue la máxima reflexión aunque disminuye mucho su transmisión lumínica

¿Qué entiendes por estrés térmico? ¿Depende del tipo de vidrio?

Coeficiente de dilatación

• La dilatación es el aumento del volumen y las dimensiones de un cuerpo por efecto del calor.

• El vidrio, debido a que es mal conductor del calor, si se expone a gradientes importantes de temperatura puede desarrollar tensiones internas que pueden provocar la fractura.

• Si una parte de un cristal se dilata y otra adyacente no lo hace, la primera trata de arrastrar a la segunda, ensanchándola, y por tanto generándole tensiones internas de tracción. Estas son las que pueden provocar una rotura.

Tipos de vidrio coeficiente

vidrio de silicio 8 x 10-7

silicio puro 5,5 x 10-7

vidrio común 90 x 10-7

vidrios de silicato de

boro 32 x 10-7

vidrio de aluminosilicato

de boro 42 x 10-7

Estrés térmico

• El estrés térmico es un fenómeno que va ligado a la dilatación cuando el sol no incide por igual al la

superficie de una lámina de vidrio. Así pues todo vidrio que está expuesto al sol absorbe calor elevando así

su temperatura y dilatándose, mientras que las zonas en obra permanecen sin dilatar. Estas dilataciones

diferenciales pueden producir la rotura del vidrio.

• La máxima tensión térmica se produce cuando una superficie igual o menor al 25% de una superficie está

a la sombra durante más de cuatro horas (sombra estática), o cuando el sector sombreado abarca más del

25% del perímetro.

2.4. PROPIEDADES ACÚSTICAS

¿Cómo podemos aislar acústicamente con un cristal?

La acústica es una rama de la física que estudia el ruido a través de dos parámetros: el aislamiento acústico y la absorción acústica. El aislamiento acústico permite proporcionar una protección al recinto contra la penetración del ruido, al tiempo que evita que el ruido salga hacia el exterior. Para tener un buen aislamiento acústico necesitamos materiales que sean duros, pesados, no porosos y flexibles. Cuanto mayor es la presión sonora mayores son las dificultades para aislar el paso del ruido. Los ruidos graves son más difíciles de aislar con vidrio que los agudos. A través de un material no poroso como el vidrio, la transmisión de un ruido aéreo depende de: -Su masa y rigidez. -Su modo de fijación, rígida o flotante. Cuando mayor sea el grosor peso e independencia del vidrio con la carpintería más aislará El mejor comportamiento acústico lo tienen los denominados vidrios laminados (Una o más hojas de vidrio con una capa intermedia que funciona como amortiguador acústico sin modificar su transparencia visual). Como capa intermedia se pueden utiliza resinas coladas de baja emisividad o membranas plásticas de diferentes tipos. El vidrio, al ser totalmente impermeable (no poroso) no puede ser considerado como material de absorción acústica, Ya que la totalidad de la onda acústica rebota en su superficie.

Propiedades acústicas

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EL VIDRIO II MATERIALES

Àrea de Construcció Curso 2012-2013

Revisión 10/12/2012 Autores: Joan Espinàs y Neus Mateu

Construcción I. Materiales y técnicas. 1er curso

2.5. PROPIEDADES MEDIOAMBIENTALES

¿El vidrio de nuestras ventanas puede provenir de vidrio reciclado?

Y después de su vida útil, ¿se podrá reciclar? ¿Porqué?

Diferencias entre vidrio industrial y vidrio doméstico

Vidrio industrial:

No se utiliza como envase para productos alimentarios y otros, si no que se usa para ventanas de edificios, muros cortina, espejos, elementos vidriados en decoración, vehículos, etc.

Vidrio doméstico:

Se utiliza para almacenar productos alimentarios y de otros tipos de contenedores destinados a este fin.

Por cada tonelada de vidrio reciclado, se genera un ahorro de energía de 1200Kg de materias primas.

El reciclaje del vidrio

El reciclaje del vidrio comporta beneficios ambientales:

-Disminución del consumo de energía 26,6%.

-Disminución del volumen de residuos municipales.

-Disminución de la contaminación atmosférica en un 20% y de las aguas en un 50%.

-Ahorro de recursos naturales.

El vidrio es 100% reciclable y mantiene el 100% de sus cualidades después de un nuevo proceso de fusión-enfriamiento.

A PESAR DE ESTAS CONDICIONES TAN FAVORABLES SOLO PODEMOS CONSIDERAR QUE SE RECICLA, EN GRAN VOLUMEN, EL VIDRIO DOMÉSTICO.

El VIDRIO INDUSTRIAL no siempre es devuelto al ciclo (VOLVER A FUNDIR PARA HACER UN NUEVO VIDRIO) ya que, a veces, los tratamientos a los que ha sido sometido invalidan este proceso (manipulaciones donde intervienen otros materiales que, si se funden, pueden alterar la composición química del vidrio resultante. Estos procesos serían: adhesión de láminas, adhesión de metales, serigrafías, etc.)

El VIDRIO INDUSTRIAL que no ha sufrido estos procesos puede volver al ciclo sin problemas.

3. PRODUCTOS EN EL MERCADO

¿Qué es el vidrio que encontramos en el mercado con el que se fabrican

los cristales para carpinterías y cerramientos de fachada? ¿Cómo se fabrica?

¿Cuáles son sus propiedades?

Proceso de fabricación Durante la historia el proceso de fabricación del vidrio ha ido evolucionando gracias a las mejoras tecnológicas, así encontramos métodos desde el tradicional vidrio soplado (s.X) Hasta el vidrio flotado. Estos diferentes procesos de fabricación del vidrio, podríamos decir, diferentes técnicas, Están cada una de ellas encarada a la producción de diferentes objetos

Vidrio soplado:

Una de ellas es la técnica del vidrio soplado, Encarada a la

producción de objetos de uso cotidiano, especialmente aceiteras, porrones, potes, lámparas y garrafas. La fábrica cuenta, en principio, con un horno con múltiples bocas ante las que están los morteros, unos dedicados a la fusión del material y otros al trabajo. En el mortero se pone el material llamado "casco" formado por vidrio aplastado, sílice, sosa y algún otro elemento (manganeso, cobalto...) en función de la vasija que se quiere producir y se calienta en el horno a altas temperaturas, alrededor de los 1300 º C. Allí al fundirse se forma la pasta que posteriormente se trabaja.

La mayoría del vidrio producido tiene como materia prima el vidrio reciclado; cuando llega al horno es necesario seleccionarlo, sacar las partes inservibles, como etiquetas, tapones ...

Proceso de redondo a plano:

1. Soplando una puesta hacia abajo con lo que se formaba un cilindro de gran longitud y diámetro.

Al estar frío, se cortaba el mismo por sus extremos y se abría el cilindro por una generatriz, después se volvía a calentar y se allanaba sobre una mesa.

2. Haciendo girar la caña rápidamente sin soplar en posición horizontal y manteniendo el vidrio caliente por sucesivas introducciones en la mufla, la fuerza centrífuga hacía que el vidrio formase una especie de disco muy aplanado.

Vidrio flotado: El vidrio flotado,tradicionalmente llamado vidrio plano es el único que se utiliza actualmente por los

arquitectos y diseñadores en sus construcciones. Su proceso de fabricación consiste en hacer pasar el vidrio fundido por encima de una piscina de estaño a 1000 º C de manera que la masa de vidrio flote y se extienda horizontalmente sobre él.

Al estar a altas temperaturas, este vidrio que se va fundiendo, va eliminando sus irregularidades hasta volverse plano, paralelo a la capa de estaño. Posteriormente, esta lámina se enfría lentamente y va avanzando sobre unos rodillos (sin que estos afecten su cara inferior) hasta pasar por una cámara de recocido y entonces sólo falta cortarlo.

Este vidrio es insustituible cuando se quiere obtener una visión clara, sin distorsión óptica, y es la materia prima por excelencia para ser transformado en vidrio templado, laminado, fabricar espejos y unidades de doble acristalamiento hermético.

Patente: La primera descripción de la técnica del vidrio flotado apareció en Estados Unidos, En

1902, En una patente de W. E. Heal. Posteriormente hubo algunas variedades más, pero fue entre 1953 y 1957 que Sir Alastair Pilikington y Kenneth Bickerstaff, de la empresa manufacturera británica Pilkington Brothers, desarrollaron la primera aplicación comercial con éxito de estas patentes, consiguiendo formar una lámina continua de vidrio al descubrir la técnica del vidrio flotado con el estaño fundido.

Vidrio flotado. Producción y propiedades.

• El vidrio flotado es el tipo de vidrio plano más empleado hoy en día. Las dimensiones máximas que pueden alcanzar son de 321 x 600 cm con un grosor de entre 2 y 19 mm.

• Aún así es posible fabricar cristales de tamaños más grandes, pero resulta bastante más caro. Por ejemplo el vidrio para las ventanas con un espesor de entre 1,8 a 3,8 mm suelen fabricar mediante el proceso de estirado.

• De vidrio flotado se puede encontrar hasta 19 mm, sin embargo los más habituales son los de 2 mm, que son bastante reflectantes. Para que no lo sea tanto, hay un tipo de vidrio flotado que se trata con ácidos (véase CRISTALES antirreflectantes).

• Propiedades - Material compacto y homogéneo, impermeable e incoloro. - Dureza entre 5 y7 en la la escala de Mohs. - Coeficiente de dilatación térmica = 0,008 mm /m. º C - Aislante de la electricidad - Permeabilidad a la radiación solar infrarroja; - Escasa permeabilidad a la radiación ultravioleta.

4. EL VIDRIO EN LA CONSTRUCCIÓN

¿Cuál es la diferencia

entre una ventana y un muro cortina?

LA VENTANA Y EL MURO CORTINA

LA VENTANA

Función : Cerrar un agujero arquitectónico DENTRO del cierre general de fachada (normalmente opaco), mantener los láminas de vidrio en su correcta posición y controlar la estanqueidad al agua y al aire.

Componentes :

EL MURO CORTINA

Función : Configurar el elemento FACHADA del edificio. Posible combinación de cristales fijos y practicables, fachadas únicas o dobles pieles exteriores.

1. BASTIMENT, MARC marco, cerco 10. GALZE renvalso 11. ESCOPIDOR DEL MARC bateaguas, vierteaguas 13. BATENT, FULLA hoja 14. ESCOPIDOR DE LA FULLA bateaguas, vierteaguas 15. RIBET CLAVAT junquillo 16. BATENT batiente 18. FINESTRÓ, PORTICÓ postigo, contraventana

11. MUR CORTINA Muro cortina 12. MUNTANT montante 13. ENVIDRAMENT acristalamiento 14. TRAVESSER travesaño 15. PLAFÓ OPAC DE REBLIMENT Plafón opaco de relleno 16. ANCORATGE alclaje 20. TIPUS DE MUR CORTINA 21. MUR CORTINA CONVENCIONAL, Muro cortina convencional 22. MUR CORTINA AMB ENVIDRAMENT EXTERIOR ENCOLAT Murp cortina con acristalamineto exterior encolado 23. SILICONA ESTRUCTURAL Silicona estructural

¿Sabes decir cuál es la función de cada uno de los elementos de una ventana?

Premarcos

MARCO

HOJA

VIDRIO

RIBETE

Tapajuntas

Tectónica 10 (Vidrio I) El vidrio estructural (Ignacio Paricio.Ed. Bisagra) La Protección solar (Ignacio Paricio.Ed. Bisagra) Las claraboyas (Ignacio Paricio.Ed. Bisagra) Detail Sept-Oct 2005 Arquitectura Solar Prontuario Citaban. Diccionarios on-line: Diccionario de la Real Academia de la Lengua Española: http://buscon.rae.es/diccionario/drae.htm Diccionario del Instituto de Estudios Catalanes http://pdl.iec.es/entrada/fitxa_DIEC.asp?MOCODI=42624&Page=diec

FUENTES DE INFORMACIÓN