Fernanda Lamounier Isabella Fernanda Isis Corrêa Mariana Bernardes.
Post on 07-Apr-2016
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Princípios e Ciências dosMateriais - Vidro
Fernanda LamounierIsabella Fernanda
Isis CorrêaMariana Bernardes
Índice
• Introdução• Custo• Disponibilidade de Matéria- Prima• Aplicações• Propriedades e Produção• Corrosão e degradação• Reciclagem e Reutilização• Conclusão• Questões
Introdução• Em ciência dos materiais o vidro é uma substância líquida e
amorfa, que apresenta temperatura de transição vítrea.• Peças de vidro foram descobertas no antigo Egito que
datam de 3000 AC. Esses vidros eram basicamente constituídos de Na2CaO-SiO2, composição que ainda hoje e usada nos vidros industriais.
• A aplicabilidade do vidro é a mais diversificada possível: objeto de corte e armamento, pontas de flechas, passando por objetos ornamentais,utilitários domésticos, lentes, chegando a tecnologia como matéria prima das modernas fibras óticas.
Introdução• História
– Os povos que disputam a primazia da invenção do vidro são os fenícios e os egípcios. Os fenícios contam que, ao voltarem á pátria, do Egito, pararam em Sidom. Chegados margens do rio Belus, pousaram os sacos que traziam, que estavam cheios de trona. A trona é carbonato de sódio natural, que eles usavam para tingir lã. Acenderam o fogo com lenha, e empregaram os pedaços mais grossos de trona para neles apoiar os vasos onde deveriam cozer os animais caçados. Depois comeram e deitaram-se; adormeceram e deixaram o fogo aceso. Quando despertaram, ao amanhecer, em lugar das pedras de trona encontraram blocos brilhantes e transparentes, que pareciam enormes pedras preciosas. O vidro estava descoberto!
Custo• De acordo com o uso, a embalagem de vidro pode ter
custo muito baixo. Se for uma embalagem retornável, por exemplo, o custo para o fabricante do produto envasado vai depender do número de vezes que a embalagem for reaproveitada, podendo chegar a 1/30 do valor de compra. Caso a embalagem seja reutilizada pelo consumidor, também terá esse valor agregado. Como o vidro é considerado embalagem nobre, o consumidor tem a percepção de que o produto tem maior valor, o que acaba se refletindo em margem de ganho mais elástica para o fabricante e o distribuidor do produto envasado.
Disponibilidade de Matéria-Prima• Para o vidro as principais matérias utilizadas são: • Areia
– É constituída de no mínimo 99,0% de sílica;– Pode ser obtida por extração convencional ou de jazidas minerais.
• Calcário– Mineral constituído por carbonato de cálcio e extraído de jazidas
naturais.• Dolomita
– Mineral constituído de carbonato duplo de cálcio e magnésio;– Extraído de jazidas naturais, fornece óxido de magnésio à composição
do vidro;– Na produção de vidros de embalagem não há muita diferença entre seu
uso e o uso de calcário.
Disponibilidade de Matéria-Prima• Feldspato
– Mineral complexo, constituído de alumino-silicato duplo de sódio e potássio;
– Além da sílica, fornece vários componentes ao vidro, tais como: óxido de alumínio ou alumina, óxido de sódio e óxido de potássio;
– Extraído de jazidas naturais.• Nefelina sienito
– Pode substituir o feldspato;– Extraído de jazidas naturais;– Fonte de alumina e álcalis mais eficiente que o feldspato.
Disponibilidade de Matéria - Prima
• Alumina calcinada– Fonte alternativa ao feldspato para incorporação exclusiva
de alumina, sem a presença dos demais óxidos.• Barril
– Carbonato de sódio que fornece o óxido de sódio;– Componente mais significativo no custo das matérias
primas do vidro, podendo representar até 60% desse valor.• Lixívia de soda cáustica
– Solução de hidróxido de sódio a 50%, como fonte alternativa da barrilha.
Aplicações
• Clássicas– Construção Civil;– Moveleiro e decorações em geral;– Transporte (rodoviário e marítimo)...
• Modernas– Vidros Oftálmicos;– Fibras de Vidro;– Vidros Porosos– Janelas Inteligentes...
Aplicações
• Construção Civil– Coberturas, fachadas, guarda-corpos, escadas, pisos,
portas, janelas...– Proporciona um ambiente exclusivo e moderno;– Oferece controle do calor e da luz;– Conforto acústico;– Economia de energia e segurança.
Ex: Vidros auto-limpantes e que não riscam.
Aplicações
• Moveleiro e Decorações– Usados em portas, tampos de mesa, estantes,
prateleiras e etc.– Material reciclável, transparente, com boa
resistência mecânica, de grande durabilidade e que consegue manter a aparência de novo por muito tempo
Aplicações
• Transporte– Design e Conforto paratodo tipo de veículo;– Resistência;– Alta Visibilidade;– Trens, Lanchas, Barcos, Ônibus, etc...
Aplicações
• Vidros Oftálmicos– Lentes Fotocromáticas– Se adaptam a diferentes níveis de iluminação;– Transformação Reversível entre dois estados, onde
os Raios Ultravioletas fornecem a energia para essa reação.
Aplicações
• Fibras de Vidro– Aglomeração de finíssimos filamentos de vidro– Construções: Isolamento térmico e acústico;– Fibras têxteis: Resistência ao calor, a produtos
químicos e não são inflamáveis;– Fibras ópticas: Capacidade de propagar a luz, Alta
capacidade de transmissão, Uso de pouco espaço e Total insensibilidade à interferência eletromagnética.
Aplicações
• Vidros Porosos– Contém poros abertos e membranas capilares;– Produzidos através de sinterização ou lixiviação;– Apresentam alta durabilidade química e mecânica. – Usados em filtros, para separação de gases e
líquidos, oftalmologia, imobilização de enzimas, etc.
Aplicações• Janelas Inteligentes– Controlam a luminosidade e
temperatura das salas;– Utilizam a eletricidade para mudar
de cor;– Conta com uma espécie de
“memória”, que faz com que uma pequena variação na voltagem já seja suficiente para essa passar de m estado para o outro.
– A transição pode durar entre 10 segundos e alguns minutos.
Propriedades e Produção
• Principais Propriedades:– Transmissão de luz/radiação, reflexão, absorção– Índice de refração– Condutividade e transmissão térmica– Resistência– Dureza e resistência à abrasão– Durabilidade química– Densidade– Resistência ao fogo– Isolamento acústico e elétrico
Propriedades e Produção
• Alguns tipos de vidro:
– Vidro soda-cal (vidro comum): 90% do total de vidros fabricados;
– Vidro borosilicato, que contém óxido de boro, como o Pyrex;
– Vidro de chumbo, que contém óxido de chumbo, como o cristal
Propriedades e Produção• Composições típicas de diversos vidros comerciais:
Propriedades e Produção
• Produção:– Composição: areia (sílica), barrilha, calcário, alumina,
dolomita, feldspato, sulfato de sódio, entre outros.– Essas matérias-primas são pesadas e misturadas– A mistura fica homogênea e é conduzida ao forno– Torna-se um material viscoso, a temperatura elevada– A temperatura do material varia com a sua composição
e temperatura– A massa, ainda viscosa e quente, ganhará a forma
desejada– Então, será resfriada lentamente, e estará pronta
Propriedades e Produção
• Exemplos:
– Vidros temperados
– Lã de vidro
Corrosão e degradação
• O vidro é um material que não sofre corrosão e degradação, mas também não é nocivo diretamente ao meio ambiente.
Reciclagem e Reutilização
• Vantagens:– Infinitamente reciclável, sem perdas de qualidade– Minimiza a utilização de fontes naturais;– Minimiza a quantidade de resíduos
Reciclagem e Reutilização
Conclusão
O vidro é um material com qualidades extraordinárias, as quais ainda estão sendo aperfeiçoadas com o avanço da ciência, e indispensável na concepção arquitetônica. Existe uma vasta gama de tipos de vidro disponíveis no mercado, mas é necessário o seu profundo conhecimento para ter capacidade de tomar as decisões corretas no momento da sua escolha tendo em vista o seu propósito, para tirar o máximo proveito possível das suas particularidades. Cada tipo de vidro possui propriedades e característica específicas para seu fim, por isso é de extrema importância compreender as propriedades do vidro para que os seus limites sejam respeitados e as suas qualidades otimizadas.
Questões
• Cite uma aplicação Moderna para o Vidro e o porquê da escolha desse material.
• Cite duas vantagens na reciclagem e/ou reutilização dos vidros.
• Qual matéria-prima utilizada na produção do vidro é substituível por outra? E quais componentes essa fornece ao vidro?
• Cite 5 propriedades do vidro.
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