EL VIDRIO GENERALIDADES.docx

8/15/2019 EL VIDRIO GENERALIDADES.docx

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TABLA DE CONTENIDO

TEMA

INTRODUCCIÓN

Objetivos

Historia del vidrio

Producción

Materias primas

Proceso

Reacciones químicas

Clases de vidrio

- Desde el punto de vista de su aplicación

Desde el punto devista del color

Desde el punto devista industrial

Aplicaciones

Industria Colombiana del vidrio

Conalvidrios

Peldar

Reciclaje del vidrio

HISTORIA DEL VIDRIO

El orien de la !abricación del vidrio se remonta "asta #$$$ a%C& con el

descubrimiento de la impermeabili'ación de las vasijasmediante un barni' que se obtenía a partir de una me'cla !undida de sosa natural&abundante en los oasis del desierto occidental de Eipto& o e(traída de las ceni'asde ciertas plantas ricas en )lcalis& con piedra calc)rea o cal * arena de cuar'o+ se


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vertía este líquido sobre los recipientes o se sumería en la masa de !usión * unave' !ríos quedaban recubiertos de una capa solidi,cada de vidrio% En el transcursode l os silos& el "ombre !ue apreciando las ventajas de este barni'& en particularsu maleabilidad a las temperaturas in!eriores a su punto de !usión& propiedad en laque se !undan alunas de las primeras tcnicas del vidrio% Desde el ./$$ a%C&apro(imadamente& el vidrio se convierte en una materia apreciada * !abricada porsí misma se0n tcnicas diversas%

E(isten alunos descubrimientos que permiten concluir que el arte de la vidriería!ue practicado en Mesopotamia entre los s 1III * 1i a%C * se dispone de

te(toscunei!ormes sobre dic"o arte& que se remontan "asta el s 21II a%C% En las mesasromanas& los vasos * recipientes de vidrio tallado * mosaico rivali'aban con laor!ebrería * platería+ pero "asta el a3o 4# a%C los sopladores de vidrio comen'arona producir & para uso domstico& artículos m)s asequibles que encontraron ranacoida% 5a innovación m)s espectacular !ue la consecución del vidrio plano deventanas que anteriormente tenían que ser cerradas con l)minas de tripa aceitada&

alabastro& selenita e incluso barro% 6i'ancio& aunque no !ue cuna de ninuno de losproresos reali'ados en esta industria& desempe3ó un papel importante en ladecoración de ilesias * randes edi,cios en Europa+ a sus vidrieros debe 1eneciasu esplendor como centro de producción de un vidrio de alta calidad& que se inicióracias a la invitación que les "icieron& en 7$#$& para decorar la basílica de 8anMarcos con mosaicos de vidrio& continuando sus descendientes con el desarrollo desu arte% 5os eipcios !abricaron el vidrio "asta el 7.$$ a%C%& produjeron un vidrioclaro * coloreado de a'ul * verde% Hacían vasos& amuletos& ,uras * cuentas%

Hacia 79.$ se inicia la !abricación del vidrio en Amrica& a cu*os vidrieros sedeben importantes inventos& el primero de los cuales !ue el moldeo a presión enmoldes de "ierro :79.4;% Durante los s 21II * 21III& racias a la actividad de la

construcción& se e(tiende * mejora r)pidamente la !abricación del vidrio plano deventanas& con los procedimientos de colado * laminado sobre mesa met)lica% En7ourcault inició el mtodo que lleva su nombre&consistente en sacar el vidrio del "orno en !orma de l)minas o placas% 5a masa?u*e por sí misma desde el "orno a una peque3a c)mara% Este sería el ,n delsoplado para la !abricación del vidrio plano de ventanas% 5a introducción de lasl)mparas de aceite * la camisa de incandescencia a as& en 799@& provocó randemanda de vidrios para l)mparas cu*a producción !ue automati'ada "acia 7


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utili'ando su nuevo vidrio re!ractario al borosilicato& las !)bricas 8c"ott de enallearon a producir unos =$ millones de vidrios para l)mparas al a3o% En 794inalmente se a3aden otras sustancias para obtener vidrios con característicasdeterminadas :coloreados& con propiedades ópticas& vidrios especiales& etc%;%8e0n su composición& los vidrios pueden tener características mu* diversas& tantoen sus propiedades ópticas :índice de re!racción& color& etc%;& como en suspropiedades mec)nicas * trmicas%

5a arena rica en o$ido de si"icio es la principal materia prima en la elaboracióndel vidrio% Este ó(ido representa el elemento !ormador de la estructura del vidrio%5a arena de estas características tiene una temperatura de !usión demasiada altapor la cual no se utili'a sola en la obtención del vidrio%

Para bajar la temperatura de !usión de la arena se le adiciona un seundocomponente que es la soda% 5a soda baja el punto de !usión desde 747$LC para laarena& "asta 7#@$LC para la me'cla de los dos% El vidrio que resulta de esta me'clapresenta la desventaja soluble en el auaG se requiere pues adicionarle un tercercomponente que elimine del vidrio esta solubilidad+ para ello se emplea la ca"i#a&la cual aporta el %$ido de ca"cio que act0a como estabili'ador%

En síntesis& las materias primas empleadas en la elaboración del vidrio son lassiuientesG

7% arena "asta un @# del total de la me'cla


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.% soda "asta un 7. del total de la me'cla

@% cali'a "asta un 7# del total de la me'cla

=% casco "asta un =# del total de la me'cla

PROCESO

5a primera etapa consiste en la obtención de la me'cla de materias primas% Paraello se trituran bien los materiales * se me'clan cuidadosamente las cantidadese(actas de cada uno de ellos% 5a operación es delicada& pues debe obtenerse uname'cla per!ectamente "omonea para !acilitar la !usión% Esta se reali'acalentando la me'cla a elevada temperatura :7.$$ - 7=$$L C; para que la masasea mu* ?uida * !acilite la "omoenei'ación :7$$ a 7#$LC m)s que la primeraetapa;% Posteriormente se deja reposar la masa+ de este modo las partículas nodisueltas * las impure'as salen a la super,cie !ormando una espuma :"e' devidrio;% >inalmente se disminu*e proresivamente la temperatura "asta que elvidrio toma la viscosidad deseada para trabajarlo& operación que puede reali'arsepor tres mtodo.s distintosG soplado& prensado * por colada%

El soplado consiste en in*ectar aire dentro del vidrio pastoso mediante un tubo% Deesta !orma se consiue una ampolla a la que se le da !orma utili'andoprocedimientos adecuados% El seundo mtodo consiste en someter al vidrio enprensas adecuadas * puede ir acompa3ado de la operación de soplado% El trabajopor colada consiste en llenar moldes adecuados con una colada de vidrio% Nna ve'trabajado el vidrio se en!ría lentamente "asta que endurece%

REACCIONES&U'MICAS

(Ecuacioes)

8i se !unde una me'cla de silicatos alcalinos * silicato c)lcico o de plomo * se dejaen!riar& se obtiene una sustancia amor!a * transparente llamada vidrio% 5asmaterias primas utili'adas para !abricarlo son la arena& la creta o carbonato c)lcico* el carbonato o sul!ato sódicoG

a.C@ O 8i. a.8i@ O C.

CaC@ O 8i. Ca8i@ O C.

.8i. [email protected]@ [email protected]@CaO.C.

El vidrio& cu*as propiedades dependen de la composición que tena& se puedeclasi,car en vidrios sódicos& !ormados por silicato sódico * silicato c)lcico& que son

bastantes !usibles * se emplean para las ventanas& vasos& etc+ vidrios pot)sicosme'cla de silicato c)lcico * pot)sico& que apenas son atacados por los reactivos *se utili'an para !abricar aparatos de óptica * material químico+ * cristales&constituidos por silicatos de plomo * silicatos alcalinos& que son m)s blandos&pesados& !usibles * re!rinentes que los dem)s vidrios%

ME*CLA + ,USIÓN


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Despus de una cuidadosa medida * preparación& las materias primas se me'clan* se someten a una !usión inicial antes de aplicarles todo el calor necesario para lavitri,cación% En el pasado& la !usión se e!ectuaba en recipientes de arcilla :barro;que se calentaban en "ornos alimentados con madera o carbón% odavía "o* seutili'an recipientes de arcilla re!ractaria& que contienen entre $ * 7 toneladasde vidrio& cuando se necesitan cantidades relativamente peque3as de vidrio paratrabajarlo a mano% En las industrias modernas& la ma*or parte del vidrio se !undeen randes calderos& introducidos por primera ve' en 794.% Estos calderos puedencontener m)s de 7%$$$ toneladas de vidrio * se calientan con as& !uel-oil oelectricidad% 5as materias primas se introducen de !orma continua por unaabertura situada en un e(tremo del caldero * el vidrio !undido& a,nado * templado&sale por el otro e(tremo% En unos randes crisoles o c)maras de retención& el vidrio!undido se lleva a la temperatura a la que puede ser trabajado *& a continuación& lamasa vítrea se trans,ere a las m)quinas de moldeo%

El vidrio se !abrica a partir de una me'cla compleja de compuestos vitri,cantes&como sílice& !undentes& como los )lcalis& * estabili'antes& como la cal% Estasmaterias primas se caran en el "orno de cubeta :de producción continua; pormedio de una tolva% El "orno se calienta con quemadores de as o petróleo% 5allama debe alcan'ar una temperatura su,ciente& * para ello el aire de combustiónse calienta en unos recuperadores construidos con ladrillos re!ractarios antes deque lleue a los quemadores% El "orno tiene dos recuperadores cu*as !uncionescambian cada veinte minutosG uno se calienta por contacto con los ases ardientesmientras el otro proporciona el calor acumulado al aire de combustión% 5a me'clase !unde :'ona de !usión; a unos 7%#$$ LC * avan'a "acia la 'ona de en!riamiento&donde tiene luar el recocido% En el otro e(tremo del "orno se alcan'a unatemperatura de 7%.$$ a 9$$ LC% Al vidrio así obtenido se le da !orma porlaminación :como en el esquema; o por otro mtodo%


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CLASI,ICACIÓN

5a !abricación del vidrio con car)cter industrial "a aumentado considerablementeen nuestro silo& racias a las mejoras tcnicas conseuidas con los nuevos "ornoselctricos * los materiales re!ractarios usados en su construcción+ todo lo cual&unido a los proresos de la química& "a permitido la !abricación de diversas

!órmulas& se0n la ,nalidad a que van destinados& con ran pure'a& uni!ormidad *propiedades !ísicas mu* apreciables%

Desde el punto de vista de su aplicación& el vidrio se clasi,ca en industrial *domstico%

• Vidrio idustria"- 8e entiende como vidrio industrial el vidrio que nó es utili'adocomo envase para productos alimenticios :almacenamiento de productos químicos&biolóicos& vidrio planoG ventanas& cristales blindados& ,bra óptica& bombillas& etc;%

• Vidrio do./stico- 8e entiende como vidrio domstico el que se emplea paraalmacenar productos alimenticios :conservas& vinos& *oures& etc;+ aunque de unamanera m)s enerali'ada& es el vidrio que el ciudadano deposita en loscontenedores destinados a este ,n :il0es;%

Desde el punto de vista del color los m)s empleados sonG

0 E" verde :/$;% Ntili'ado masivamente en botellas de vino& cava& licores *cerve'a& aunque en menor cantidad en este 0ltimo%

- E" !"aco :.#;% Nsado en bebidas aseosas& 'umos * alimentación en eneral%

• E" e$trac"aro :7;% Empleado esencialmerite en auas minerales& tarros *botellas de decoracion%

• E" o1aco :#;% Aplicado en cerv'as * alunas botellas de laboratorio%

E(isten otras !ormas m)s complejas de clasi,cación del vidrio :ver Esquema;&pero no entraremos a anali'arlas por la limitación de espacio * porque se saldríade la tem)tica del artículo%

M)s del =. & del vidrio reciclado procede del domstico& siendo el sector principalde producción de vidrio recuperable%

Desde el punto de vista industrial& de acuerdo con los sistemas de !abricación *aplicaciones& el vidrio puede clasi,carse como siueG

• Vidrio 1"ao& cu*a !abricación se e!ect0a eneralmente por los mtodos de>ourcault o de Colburn :vidrio de ventanas; o bien por laminado& rodando un

cilindro de "ierro sobre la masa en estado pastoso& colada en una mesa del mismomaterial para obtener una l)mina que& una ve' !ría& no requiere ulteriortratamiento :vidrio colado;%

• Vidrio 1resado% 8e obtiene moldeando en prensas una cierta cantidad de masaen estado pastoso& para !abricar botones& bolas& placas& baldosas * otros objetossimilares& así como cuerpos "uecos de !ormas sencillas% 8i estos objetos se en!ríanen el mismo "orno& resultan de aspecto ruoso * opaco& pero calent)ndolos denuevo en un "orno especial& adquieren la apariencia brillante%


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• Vidrio 2ueco so1"ado% Alunos artesanos aplican todavía el mtodo manual desoplado para obtener botellas& vasos * objetos similares%

• Vidrios 1ara %1tica% Aunque en alunas aplicaciones ópticas de menorimportancia puede utili'arse el vidrio para lunas& cuando se trata de instrumentosde precisión& como objetivos !otor),cos& lentes para microscopios& etc& la

estructura lamini!orme de aquel * su !alta de total dia!anidad& por el mati'lieramente verdoso que tiene& perturban las observaciones% Por tales motivos& elvidrio para instrumentos de ran precisión se deja en!riar durante varias semanasen el crisol& para eliminar totalmente las tensiones internas%

• Vidrios 1ara a1"icacioes es1ecia"es% E(isten numerosos tipos& como los vidriospara laboratorios& que deben resistir !uertes cambios de temperatura * se !abricanbajo !órmulas especiales& como el Bpire(F * el Bd0ralesF& nombres comercialesenerali'ados+ para termómetros se usan composiciones con mu* peque3ocoe,ciente de dilatación+ para automóviles * usos similares se usan los deseuridad * los inastillables& !abricados los primeros con un tratamiento trmicoespecial& que "ace que al romperse se !ramente en ranos * no en aujas * los

seundos a base de "ojas de vidrio de ventanas o de cristal de lunas& con unal)mina el)stica interpuesta& de celuloide o compuestos or)nicos no saturadospolimeri'ables :triples;+ los vidrios acora'ados son de ran rosor& compuestos porvarias "ojas de di!erentes rosores con l)minas el)sticas interpuestas%

3- APLICACIONES

In,nidad de avances tecnolóicos& * por tanto cientí,cos& se deben al desarrollo deobjetos construidos con vidrio% 8us propiedades tanto químicas como ópticaspermitieron desarrollar numerosos e(perimentos claves en la "istoria de la ciencia&como ser el cultivo de microbios en probetas de cuello de cisne reali'ado porPasteur& o el tubo de ra*os catódicos& comien'o de la !ísica de partículas%

El vidrio en la ciencia& es mu* 0til para el desarrollo de cultivo de bacterias& porejemplo en la investiación * desarrollo de antibióticos%


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La aplicación en las distintas clases de lentes es uno de los usos m)s e(tendidos

del vidrio& sobre todo como aparatos de medición para la ciencia%

Los espejos son otra de la aplicaciones importantes del vidrio% Adem)s de sus usoscomunes& aparatos como los telescopios de re?e(ión * los eneradores de ra*osl)ser los llevan en su mecanismo%

Tambin el desarrollo de vidrios especiales mejoró la investiación cientí,ca&proporcionando elementos para trabajar en e(periencias especí,cas& connecesidades particulares% res vidrios que se pueden mencionar como de uso en lainvestiación sonG

Q P*re(G M)s resistente a los cambios de temperatura que otros vidrios%

Q 1idrio NviolG ransparente a la radiación ultravioleta& a la que el com0n de losvidrios es opaco% 8irve para e(periencias de óptica o cuando se necesite el paso dela lu' ultravioleta "acia el contenido del recipiente%

Q 1idrio neutro de enaG Resistente a los reactivos%

E,ECTO INVERNADERO

Así como nuestra ropa nos abria& * retiene nuestro calor corporal& una variedad


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de ases disueltos en la atmós!era& retienen el calor de nuestro mundo% 5a lu' esun !enómeno electromantico& que puede darse de variadas !ormas sin dejar deser lo mismo+ el calor es tambin lu'& llamado radiación in!rarroja+ cuando

"ablamos de ultravioleta& el color a'ul&microondas o se3al de radio& estamos "ablando de lo mismo% El vidrio es unasustancia transparente& pero no para todas las variedades de radiación% Porejemplo o!rece una cierta resistencia al paso del in!rarrojo dependiendo delmaterial%En la tierra& la ma*or parte de la lu' que llea es visible& en un invernadero devidrio la lu' entra& * calienta el interior+ a"ora lo que era lu' se trans!ormó encalor& pero como el vidrio es opaco al calor radiante& este queda atrapado+ poreso se calienta tanto un automóvil cerrado al solG la lu' entra& se trans!orma encalor& * no puede salir% El vapor de aua de la atmós!era& * principalmente eldió(ido de carbono :C.; act0an como los vidrios de un invernadero% 8in esteabrio nuestra tierra sería tan !ría como los -@$Lc en promedio de Marte& que porcasi carecer de e!ecto invernadero su!re una amplitud trmica de #$Lc% Por otrolado& si abri)ramos demasiado la ierra& podríamos llear a su!rir los =.#Lcde 1enus& producidos principalmente por su e!ecto de invernadero mas que porsu pro(imidad al 8ol%

INDUSTRIAS DE VIDRIO

PELDAR

Cristalería Peldar 8%A% !ue !undada en Medellín& Colombia en 7


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envases * sellos ICEC para todas las líneas de producto%

uestras o,cinas comerciales * bodeas en las principales ciudades del país&aranti'an para el mercado nacional un e(celente servicio * respuesta inmediataa sus necesidades%

EL RECICLA4E DEL VIDRIO

Ho* en día la protección del medioambiente lleva implícita laspalabras 5recu1eraci%5 *To recic"ado% 5os países industriali'ados son randesproductores de desec"os que no se pueden destruir de una manera sencilla *r)pida% 5os altos costos de e"i.iaci% de residuos oblian a los obiernos atomar medidas encaminadas a minimi'ar esos residuos * reducir su dependenciade las materias primas%

El vidrio es un material que por sus características es !)cilmente recuperable%Concretamente el envase de vidrio es 7$$ reciclable& es decir& que a partir de un

envase utili'ado& puede !abricarse uno nuevo que puede tener las mismascaracterísticas del primero% Est) !acilidad de reutili'ación del vidrio abre un amplioabanico de posibilidades para que la sociedad * las administraciones a!ectadaspuedan autoestionarse de una manera !)cil su medioambiente%

E" vidrio6 u reci1iete atura"

5as cualidades medioambientales del vidrio no pasan desapercibidas a losconsumidores% 8e0n una encuesta del Centro de Envase del 1idrio& nueve de cadadie' espa3oles pre,ere los envases de vidrio porque son reciclables * preservan elmedio ambiente%

Asimismo& el 9# de los encuestados considera que un envase de vidrio evoca unaalimentación sana * m)s equilibrada% Ese mismo porcentaje estima que ese envaseevoca una calidad ma*or%

aturalDe todos los envases e(istentes en el mercado& los de vidrio son los que m)scontribu*en a la conservación del medio ambiente& por las siuientes ra'onesG

El vidrio !orma partede la naturale'a& no es consecuencia de ninuna manipulación%

Procede de unamateria prima abundante%

8u e(tracción essencilla * no contaminante%

8u deradaciónquímica * erosión !ísica son mu* lentas * no liberan nin0n tipo de sustanciase(tra3as%

Para su !usión sepude emplear cualquier tipo de enería%


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Mu"tiuso

El vidrio "a conseuido combinar las dos principales e(iencias de los envases deuna sociedad comprometida con la ecoloíaG reutili'able o para un solo uso% Ambasson complementarias * conjuntamente responden a las necesidades que delenvasado e(ie cada uno de los usuarios o consumidores%

>)cilmente reciclable%

Cuando el consumidor opta por no reutili'ar los envases& el mejor modo de nocontaminar el entorno * de eliminar la cantidad de basuras acumuladas es elreciclado%

El vidrio consiue un reciclado idóneo& porqueG

Aprovec"aínteramente la materia& de modo que se reduce la e(tracción de m)s materiasprimas%

Mantiene todas suscualidades tras el reciclado%

8iempre es reciclable%

A"orra enería en elproceso de !abricación de nuevos envases

Co.o se recic"a

El reciclado del vidrio se completa en la siuiente cadenaG

Recoida del vidrio depositado en los contenedores especiales& il0es%

raslado a las plantas de tratamiento& situadas en 'onas pró(imas a las !)bricas Allí se limpia el vidrio de cualquier impure'a :etiquetas& tapas& etctera;% Nna ve'limpio& se traslada a un molino donde se tritura% El resultado de este proceso es elcasco o calcín%

Convertido el casco en materia prima& se traslada a las !)bricas de envases devidrio% El calcín se me'cla con arena& sosa& cali'a * otros componentes * se !unde a7%#$$ rados centírados& apro(imadamente% Nna ve' !undido& el vidrio debe ser"omoenei'ado "asta obtener una masa en estado líquidoG la ota de vidrio% Estaota se lleva al molde& que dar) !orma al envase% Estos envases tienen las mismascaracterísticas que los oriinales%

Por 7ue recic"ar e" vidrio

Con este esto%%%

A"orras eneríaG Porcada @%$$$ botellas que se depositan en el il0 se a"orran 7@$ de !uel& debido aque el vidrio que se recicla !unde a una temperatura m)s baja% an sólo con laenería que a"orra el reciclaje de una botella se podría mantener encendida unabombilla de 7$$ Satios durante = "oras%


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A"orras materiasprimas * evitas la destrucción de terrenos por e(tracciónG Reciclando @%$$$botellas se a"orra una tonelada de materias primas%

Reduces losvertederosG @%$$$ botellas recicladas son 7%$$$ % menos de basura%

Reduces lacontaminación del aire en un .$& quemando menos combustible%

Reduces el consumode aua "asta un #$%

Evitas el raveproblema de los vertidos incontrolados%

Pero si%%%

Di,cultas el recicladode vidrio :los materiales se contaminan unos a otros; o lo imposibilitamos al enviarel residuo de envase directamente al vertedero%

>acilitas laproli!eración de vertederos ileales

Adem)s desaprovec"as el 4 de los residuos que diariamente se producen encada "oar& a*udando a que nuestro planeta se convierta& se0n auuran alunose(pertos& en un autntico basurero mundial%

INTRODUCCIÓN

El vidrio es un cuerpo sólido& transparente * !r)il que proviene de la !usión a

7%.$$ UC de una arena silícea me'clada con potasa o sosa% A temperaturaordinaria constitu*e una masa amor!a& dura& !r)il * sonora% Por lo eneral es

transparente& aunque tambin puede ser incoloro u opaco& * su color varía se0n

los inredientes de la "ornada%

Es sustancia amor!a !abricada sobre todo a partir de sílice :8i.; !undida a altastemperaturas con boratos o !os!atos% ambin se encuentra en la naturale'a& por

ejemplo en la obsidiana& un material volc)nico& o en los enim)ticos objetos

conocidos como tectitas% El vidrio es una sustancia amor!a porque no es ni un

sólido ni un líquido& sino que se "alla en un estado vítreo en el que las unidades

moleculares& aunque est)n dispuestas de !orma desordenada& tienen su,ciente

co"esión para presentar riide' mec)nica% El vidrio se en!ría "asta solidi,carse

sin que se produ'ca cristali'ación+ el calentamiento puede devolverle su !orma

líquida% 8uele ser transparente& pero tambin puede ser trasl0cido u opaco% 8u


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color varía se0n los inredientes empleados en su !abricación%

O84ETIVOS

bservar lasprincipales características enerales del vidrio %

bservar la "istoriadel vidrio desde sus orienes * que impacto "a

reali'ado en la en todos los campos sociales en el trancurso de l tiempo%

Clasi,caciones delvidrio * aplicaciones%

CONCLUSIONES

El vidrio !undido esmaleable * se le puede dar !ormas& en !rio es tallado * a

bajas temperaturas es quebradi'o& lo cual esmu* util para el arte% 5a industria a tomado

el vidrio como sin ,n de aplicaciones & las cuales son

mu* utiles en la vida diaria%

El principalcomponente del vidrio es 8ilicio :8i;%

Ambientalmente elvidrio es uno de los compuestos que son mas ben,cos

para nuestro ecosistema& *a que su !acil reciclamiento nos a*uda a

reaprovec"arlo * a no utili'ar desmesuradamente los recursos naturales para

su obtención

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