El proceso de fabricación del vidrio es muy antiguo, con evidencias arqueológicas que datan de antes del 2500 a. C. Una vez considerado un arte raro y valioso, la fabricación del vidrio se ha convertido en algo común y sus productos se utilizan comercialmente y en el hogar como contenedores, aislantes, fibra de vidrio. lentes y arte decorativo. Aunque los materiales utilizados pueden variar, el proceso general es el mismo y se describe a continuación.
pasos
Método 1 de 2: Uso de un horno u horno
Paso 1. Obtenga arena de sílice
También llamada arena de cuarzo, es el ingrediente principal en la fabricación de vidrio. La sílice sin impurezas de hierro se utiliza para las piezas transparentes, ya que el metal volverá el vidrio verdoso cuando esté presente.
- Use una mascarilla si está manipulando arena muy fina, ya que si la inhalara puede irritarle la garganta y los pulmones.
- La arena de sílice se puede comprar en línea y es muy barata, ya que pequeñas cantidades no deberían costar más de 20 reales. Si desea operar de manera industrial, puede obtener precios más competitivos en pedidos grandes, a veces pagando menos de R $ 100 por ton.
- Si no es posible encontrar suficiente arena sin impurezas de hierro, su efecto se puede contrarrestar añadiendo pequeñas cantidades de dióxido de manganeso. O, si quieres una copa verdosa, ¡deja la plancha!
Paso 2. Agregue carbonato de sodio y óxido de calcio a la arena
La ceniza de sosa reduce la temperatura necesaria para fabricar vidrio, pero permite que el agua pase a través del producto, por lo que se agrega óxido de calcio o cal para neutralizar esta propiedad. Los óxidos de magnesio o aluminio también se pueden usar para hacer que el vidrio sea más duradero. En general, estos aditivos no representan más del 26 al 30 por ciento de la mezcla.
Paso 3. Agregue otros elementos químicos según el propósito del vidrio
La adición más común al vidrio decorativo es el óxido de plomo, que le da a la cristalería el brillo y la suavidad necesarios para que sea más fácil de cortar, además de reducir el punto de fusión. Los lentes de los anteojos pueden contener óxido de lantano debido a sus propiedades refractivas, mientras que el hierro ayuda al vidrio a absorber el calor.
Los cristales de plomo pueden contener hasta un 33 por ciento de óxido de plomo; sin embargo, cuanto más, mayor es la habilidad necesaria para dar forma al vidrio fundido, por lo que quienes trabajan con estos cristales optan por usar menos de este óxido
Paso 4. Agregue productos químicos para producir el color deseado
Como se mencionó anteriormente, las impurezas de hierro en la arena de cuarzo hacen que el vidrio hecho con ella se vuelva verdoso, por lo que se agrega óxido de hierro para aumentar el color verde, así como óxido de cobre. Los compuestos de azufre producen un color amarillento, ámbar, pardusco o incluso negro, dependiendo de la cantidad de carbono o hierro que también se agregue a la mezcla.
Paso 5. Coloque la arena en un crisol resistente al calor
El recipiente debe poder soportar temperaturas extremadamente altas, ya que dependiendo de los aditivos, la mezcla puede derretirse a temperaturas entre 1.500 y 2.500 grados centígrados. El contenedor también debe ser fácil de recoger con herrajes de metal.
Paso 6. Derretir la mezcla
Al fabricar vidrio de sílice comercial, se usa un horno de gas, mientras que se pueden crear vidrios especiales usando un fundidor, horno u horno eléctrico.
La arena de cuarzo sin aditivos se convierte en vidrio a 2300 grados Celsius. La adición de carbonato de sodio reduce la temperatura requerida a 1500 grados Celsius
Paso 7. Retire las burbujas del vidrio fundido y alise
Esto significa mezclar hasta obtener un espesor constante y agregar productos como sulfato de sodio, cloruro de sodio u óxido de antimonio.
Paso 8. Moldea el vidrio fundido
Puedes hacerlo de varias formas:
- El vidrio fundido se puede verter en un molde y dejar enfriar. Este método fue utilizado por los egipcios y sigue siendo la forma en que se fabrican muchas lentes en la actualidad.
- Se puede recoger una gran cantidad de material en el extremo de un tubo hueco, que luego se gira y sopla. El vidrio se forma con el aire que ingresa al tubo, con la gravedad tirando del material y las herramientas que el artesano usa para trabajar con él.
- Puede verterlo en un baño de estaño fundido como soporte y soplarlo con nitrógeno presurizado para moldearlo y pulirlo. El vidrio fabricado de esta manera se denomina vidrio plano, y así se fabrican los paneles de este material desde la década de 1950.
Paso 9. Deje que el vaso se enfríe
No lo deje en ningún lugar donde pueda ser alterado o donde pueda caer polvo, hojas o agua. La introducción de materiales fríos en el vidrio caliente puede hacer que se agriete.
Paso 10. Trate el vidrio con calor para fortalecerlo
Este proceso se llama recocido y elimina los puntos de tensión que pueden haberse formado durante el enfriamiento. El vidrio no recocido es mucho más débil. Una vez que se completa este proceso, el material puede revestirse, laminarse o tratarse de otro modo para mejorar la resistencia y durabilidad.
- La temperatura exacta de recocido puede variar, dependiendo de la composición del vidrio, de 399 ° C a 537,7 ° C. La velocidad a la que el material necesita enfriarse también puede variar, y las piezas más grandes generalmente necesitan enfriarse más lentamente que las más pequeñas. Investigue los métodos de recocido antes de comenzar.
- Un proceso relacionado es el templado, en el que el vidrio moldeado y pulido se coloca en un horno, se calienta a 600 grados Celsius y luego se enfría rápidamente con chorros de aire a alta presión. El vidrio recocido se rompe en astillas a 0,29 MPa, mientras que el vidrio templado se rompe en trozos pequeños a no menos de 0,48 MPa y, por lo general, a aproximadamente 1,15 MPa.
Método 2 de 2: usar carbón para barbacoa
Paso 1. Prepare un horno de reemplazo usando una parrilla de carbón para barbacoa
Este método utiliza el calor generado por un gran fuego de carbón para fundir arena de sílice en vidrio. Los materiales utilizados son relativamente baratos y comunes; en teoría, solo necesitará un viaje rápido a una tienda de suministros de construcción para hacer su propio vidrio. Use una parrilla de barbacoa común; los modelos de "domo" de tamaño estándar funcionan bien. Compre el más grueso y fuerte disponible. La mayoría de las parrillas tienen una abertura en la parte inferior que debe permanecer abierta.
- Incluso con las temperaturas extremadamente altas que se alcanzan con este método, puede ser difícil derretir arena de sílice en una rejilla. Agregue una pequeña cantidad (aproximadamente de 1/3 a 1/4 del volumen de su arena) de carbonato de calcio, cal y / o bórax (tetraborato de sodio) antes de comenzar, ya que disminuyen la temperatura de fusión del vidrio.
- Si va a soplar vidrio, tenga a mano un tubo de metal largo y hueco. Si lo vas a poner en un molde, primero prepara el molde. Si desea un molde que no se queme ni se derrita por el calor del vidrio fundido, el grafito es una buena opción.
Paso 2. Conozca los peligros de este método
Llevará una parrilla de barbacoa convencional más allá de sus límites de temperatura normales, tanto que podrá derretir la parrilla misma. Si se intenta descuidadamente, puede causar lesiones graves o la muerte. Por tanto, proceda con precaución y deje a mano una gran cantidad de arena o tierra, o un extintor homologado para altas temperaturas, para apagar el fuego si fuera necesario.
Paso 3. Tome todas las precauciones posibles para protegerse y proteger su propiedad del calor
Pruebe este método en una superficie de hormigón al aire libre, con mucho espacio, y no utilice ningún equipo insustituible. Mantente alejado de la parrilla mientras se calienta el vaso. También use la mayor cantidad de ropa protectora posible, que incluya:
- Guantes de cocina resistentes
- una máscara de soldador
- un delantal de soldador
- Ropa resistente al calor
Paso 4. Compre una aspiradora con tubo largo
Usando cinta adhesiva u otro método, incline el tubo de modo que sople directamente en la abertura inferior sin tocar el cuerpo principal de la parrilla. Puede sujetar el tubo a una de las patas o ruedas de la rejilla. Deje la unidad de vacío lo más lejos posible de la parrilla.
- Asegúrese de que el tubo esté asegurado y no se mueva. Si se suelta durante el proceso, no acérquese a la parrilla si está demasiado caliente.
- Encienda la aspiradora para probar la ubicación del tubo, que debe soplar directamente en la abertura.
Paso 5. Cubra el interior de la parrilla con carbón
Use más de lo que usaría para preparar carne: Se han obtenido resultados satisfactorios llenando la parrilla casi hasta el borde. Coloque una olla de hierro fundido o un crisol que contenga la arena en el centro de la rejilla, rodeada de carbón.
El carbón de madera dura se quema más rápido y genera más calor que las briquetas, lo que lo convierte en una mejor opción si está disponible
Paso 6. Encienda el carbón
Consulte el empaque para ver si se puede encender directamente o si requiere líquido. Deje que las llamas se extiendan uniformemente.
Paso 7. Espere hasta que el carbón esté caliente
Cuando esté atenuado y de color naranja brillante, estará listo. Debería poder sentir el calor con solo pararse cerca de la parrilla.
Paso 8. Encienda la aspiradora para airear el carbón
El carbón alimentado con aire del fondo puede calentarse mucho (hasta 1093 ° C). Tenga cuidado, pueden surgir grandes llamas.
Si aún no puede alcanzar temperaturas lo suficientemente altas, intente volver a colocar la tapa mientras sopla aire a través de la abertura
Paso 9. Cuando el vidrio se haya derretido, use utensilios de metal para quitarlo y darle forma con mucho cuidado
Debido a la baja temperatura de este método, el vidrio fundido puede ser más y más difícil de trabajar que el vidrio que sale de un horno. Dale forma con un tubo, molde u otras herramientas como lo harías normalmente.
Consejos
- Algunas arenas de playa se pueden usar en lugar de sílice pura, aunque el vidrio resultante puede ser opaco, descolorido o de mala calidad. Utilice la arena más blanca, fina y uniforme disponible.
- Si la arena o los aditivos tienen gránulos grandes, rocíelos con una arena y un mortero o una trituradora mecánica, ya que las partículas más finas se derriten más rápido.
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Puede agregar pedazos molidos de vidrio viejo a la arena antes de derretirlo para reciclarlo en vidrio nuevo. El vidrio viejo debe revisarse primero para ver si no tiene impurezas que puedan debilitar el nuevo. Busque burbujas.
Cuando muele vidrio, use una máscara para evitar la inhalación accidental
Avisos
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Intentar extinguir incendios muy calientes con agua puede empeorarlos. Por ejemplo, un fuego que arde a 2000 grados Celsius es lo suficientemente caliente como para dividir el agua en átomos de hidrógeno y oxígeno, liberando una gran cantidad de energía en forma de calor. Para incendios muy calientes, es mejor tener un balde grande de arena o tierra. cercano.
Los extintores de incendios de clase D contienen cloruro de sodio (sal común) y se utilizan para apagar incendios alimentados por metales
- Siempre tenga cuidado cerca de fuentes de calor intenso. Nunca intente hacer vidrio cerca de niños o mascotas.