Como o vidro é fabricado? O método clássico consiste em fundir a 1500ºC uma mistura de sílica, barrilha e calcário, realizar a moldagem e, por fim, o resfriamento gradativo.
O vidro é um material bastante usado em nosso cotidiano. Sua utilização inclui recipientes de remédios, garrafas de cervejas e refrigerantes, mesas, janelas, espelhos, copos, pratos, objetos de arte e decoração e os mais diversos, sem os quais não vivemos sem. Mas como o vidro é fabricado? Do que ele é feito? Como é possível que ele fique em formatos tão variados e belos?
Bem, o método clássico e mais utilizado atualmente para a produção do vidro é chamado de fusão/resfriamento. Resumidamente, as matérias-primas são misturadas, levadas ao aquecimento em temperaturas elevadíssimas, o que causa a sua fusão (derretimento), moldadas no formato desejado e, depois, resfriadas.
A principal matéria-prima do vidro é a sílica ou dióxido de silício (SiO2 ), que está presente na areia. Mas nas fábricas costuma-se utilizar outra forma cristalina do dióxido de silício, que é o quartzo, mostrado a seguir:
O quartzo é uma forma cristalina do dióxido de silício
Os outros dois componentes que formam o vidro são a barrilha ou soda (carbonato de sódio - Na2CO3) e o calcário (carbonato de cálcio - CaCO3). Esses três materiais são triturados, transformados em pó e, depois, misturados na proporção adequada, formando o que é chamado de mistura vitrificável. Essa mistura é levada para o forno, a uma temperatura de cerca de 1500ºC.
barrilha + calcário + areia → vidro comum + gás carbônico
Na2CO3 + CaCO3 + SiO2 → silicatos de sódio e cálcio + gás carbônico
x Na2CO3 + y CaCO3 + z SiO2 → (Na2O)x . (CaCO)y . (SiO2)z + (x + y) CO2
Com a fundição, forma-se uma espécie de massa pastosa com uma viscosidade próxima à do mel, que é formada pelos silicatos de sódio e cálcio.
Na fabricação artesanal, o artesão, com bastante habilidade, coleta a quantidade de vidro líquido que necessita com uma ferramenta chamada cana de vidreiro e começa a realizar a sua modelagem através de um molde. Conforme as imagens a seguir mostram, a parte oca ou a parte de dentro de jarras ou garrafas de vidro, por exemplo, é feita quando o artesão assopra dentro do molde com a cana de vidreiro, que é um tubo oco, semelhante a um cano fino.
Podem ser usados também maçaricos para manter certas partes da peça na temperatura certa para realizar a modelagem, pois, depois de resfriado, não é possível mais moldar o vidro.
Etapas de fabricação de vidro de modo artesanal
Com base nesse processo, podemos definir o vidro como um produto inorgânico fundido que atinge por resfriamento uma condição rígida, sem que ocorra cristalização.
No entanto, a demanda de vidro é muito grande para esse método artesanal de fabricação. Por isso, nas indústrias, o método de produção sofre algumas variações. Entre elas, adicionam-se à mistura vitrificável cacos de vidro, que é um processo de reciclagem de vidro utilizado.
Aí sim é que essa mistura vai para o forno de fusão. Conforme você pode verificar na reação mostrada mais acima, há uma liberação de gás carbônico (CO2) para que não se formem bolhas no vidro. Essa mistura é levada para as máquinas de conformação, que realizam a sua moldagem em grande escala. O resfriamento do vidro precisa ser de forma gradual de acordo com o artigo que está sendo produzido.
Depois de rígido, o vidro passa por mais uma etapa de tratamento térmico, na qual fornos o reaquecem (etapa de recozimento), mas, depois, ele é novamente resfriado.
O vidro feito assim fica transparente. Para a produção de vidro colorido, é necessária a adição de alguns compostos à mistura vitrificável antes do processo de produção. Para obter o vidro vermelho, por exemplo, adicionam-se selênio e cádmio; para o vidro verde, cromo; para adquirir a cor azul, chumbo; e para obter o âmbar, usa-se uma mistura de enxofre, resina vegetal e grafite.
Garrafas feitas com vidros coloridos
Dependendo do tipo de vidro que se deseja obter, são adicionadas outras substâncias que lhe conferem propriedades superiores. Veja três exemplos: cristal, alta sílica e borosilicato.
O cristal é um tipo de vidro especial que recebe a adição de, pelo menos, 24% de chumbo, por isso, ele é chamado de silicato de chumbo. Esse material é usado na fabricação de taças, jogos de utensílios de mesas e em peças artísticas, bem como na fabricação de intrumentos ópticos, como lentes e prismas, tubos de TV, anteparos para blindagem de radiação gama e como vidro para solda. O cristal possui a vantagem de ser lapidado mais facilmente, o que inclui gravações e polimento.
Existe também outro tipo de vidro que é bastante resistente ao calor e ao ataque de substâncias químicas, a alta sílica. No entanto, a sua produção apresenta um inconveniente: sua fusão só ocorre em temperaturas de cerca de 2000 ºC. Esse vidro é formado por altos teores de sílica (cerca de 96%) e é utilizado em equipamentos especiais de laboratório. Porém, a maioria das vidrarias de laboratório, como pipetas, buretas, dessecadores, béqueres, etc., é formada por um tipo de vidro denominado borossilicato.