envase y embalaje
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Bienvenidos
Cobertura que:
Contiene
Protege
Facilita el uso
Permite el manipuleo
Identifica y
Vende, adecuadamente un producto.
Por todo lo expuesto se le llama: VENDEDOR
SILENCIOSO
Sirve de proteccion y es donde se
almacena el producto( solido, liquido,
gaseoso, en granulos, viscoso, pegajoso)
tipo de materiales (vidrio, hojalata,
aluminio, madera, plasticos, etc)ayudan
a prevenir riesgos del medio ambiente
Riesgos del manipuleo en almacenaje,
transporte y distribucion.(mayor vida
util. vida en estanteria)
Por su volumen, sistema de
apertura y cierre, tipos de
boquilla de salida, geometria y
estructura, sistema de seguridad,
ect, permiten el uso del producto
con facilidad, practicidad y
rendimiento.
Geometria
Diseño grafico
Combinacion de materiales
Colores
Rotulados
Peso neto
Origen y composicion
Indicadores preventivos
Fecha de elaboracion y caducidad
Codigo de barras
Depende del diseño
Alto valor de exhibicion
Extraordinaria herramienta de
venta
Conjunto de materiales que forman la envoltura y armazón de los paquetes, como papeles, telas, cuerdas, cintas, etc. packing
tecnología para guardar, proteger y preservar los productos durante su distribución, almacenaje y manipulación, a la vez que sirve como identificación y promoción del producto e información para su uso
Sobrecobertura
Mayor proteccion
Resistencia al manipuleo
Almacenaje y transporte
Reduce riesgos
Conserva su valor
Conserva el contenido y el envase
Envase o embalaje primario: contacto
directo con el producto.
Embalaje secundario: suelen ser cajas de
diversos materiales que agrupan
productos envasados para formar una
unidad de carga, de almacenamiento o de
transporte mayor.
Embalaje terciario: agrupa varios
embalajes secundarios. Los más utilizados
son el palé y el contenedor.
Envase, contacto directo con el consumidor
final y el producto; embalaje no contacto;
salvo que empaque y embalaje sean la misma
cosa.
Envase, venta directa; embalaje, proteccion
para el manipuleo y transporte.
Envase directo con el contenido = primario
Agrupacion de modulos que reunen varias
unidades o cajas colectivas = envase terciario
Según la tradición, Cai Lun fue el primero en fabricarpapel, en el año 105, utilizando corteza de morera.
Morera de papel, nombre común de arboles quealcanza hasta 12 m de altura.
Con la corteza del árbol se elabora papel. Para ello,las fibras se raspan, se impregnan en agua, se baten yse tratan con un blanqueador. La masa de fibras quese obtiene se mezcla con mucílago, se extiende enforma de película muy fina, se deja secar y seplancha en caliente. El producto de estasoperaciones, que en las zonas rurales de Japónsuelen realizarse a mano, es un papel utilizado paraconfeccionar farolillos, sombrillas y papel de escribirburdo.
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Antes de que se inventara el papel, algunos pueblos, en particular los egipcios, escribían en rollos de papiro. Cortando la planta en tiras, colocándolas en capas, mojándolas y dejándolas secar se obtenía una superficie apta para escribir. Este papiro con jeroglíficos forma parte del Libro de los muertosegipcio. El detalle de sus ilustraciones demuestra la durabilidad y calidad del papiro.
Durante unos 500 años, el arte de la fabricación depapel estuvo limitado a China; en el año 610 seintrodujo en Japón, y alrededor del 750 en Asiacentral. El papel apareció en Egipto alrededor del800, pero no se fabricó allí hasta el 900
Papiro, nombre común de cierta planta que alcanzaentre 1 y 3 m de altura. Las hojas son largas, El usodel papiro para escribir textos literarios pasó de lacivilización griega a la romana y se mantuvo hasta elsiglo IV d.C., época en la que fue sustituido por elpergamino.
Pergamino y vitela, superficies para escribirrealizadas con pieles de animales, especialmentepreparadas y sin curtir, por lo general de ovejas,terneros o cabras.
El problema de la fabricación de papel apartir de una materia prima barata seresolvió con la introducción del proceso detrituración de madera para fabricar pulpa,alrededor de 1840, y del primer procesoquímico para producir pulpa, unos 10 añosdespués.
Estados Unidos y Canadá son los mayoresproductores mundiales de papel, pulpa yproductos papeleros. Finlandia, Japón, laantigua Unión Soviética y Suecia tambiénproducen cantidades significativas de pulpade madera y papel prensa
Material en forma de hojas delgadas que se fabrica
entretejiendo fibras de celulosa vegetal.
El papel se emplea para la escritura y la
impresión, para el embalaje y el empaquetado, y
para numerosos fines especializados que van
desde la filtración de precipitados en
disoluciones hasta la fabricación de
determinados materiales de construcción.
El desarrollo de maquinaria para la producción de
papel a gran escala ha sido, en gran medida,
responsable del aumento en los niveles de
alfabetización y educación en todo el mundo.
El proceso básico de la fabricación de papel no ha cambiado a lo largo demás de 2.000 años, e implica dos etapas: trocear la materia prima enagua para formar una suspensión de fibras individuales y formar láminasde fibras entrelazadas extendiendo dicha suspensión sobre una superficieporosa adecuada que pueda filtrar el agua sobrante.
MATERIA PRIMA Y PRIMEROS PASOS
En la fabricación manual de papel, la materia prima (paja, hojas,corteza, trapos u otros materiales fibrosos) se coloca en una tina o bateay se golpea con un mazo pesado para separar las fibras. Durante laprimera parte de la operación, el material se lava con agua limpia paraeliminar las impurezas, pero cuando las fibras se han troceado losuficiente, se mantienen en suspensión sin cambiar el agua de la tina. Enese momento, el material líquido, llamado pasta primaria, está listo parafabricar el papel. La principal herramienta del papelero es el molde, unatela metálica reforzada con mallas cuadradas o rectangulares. El dibujode las mallas se puede apreciar en la hoja de papel terminada si no se leda un acabado especial.
El molde se coloca en un bastidor móvil de madera, y el papelero sumerge el molde y el bastidor en una tina llena de esta pasta. Cuando los saca, la superficie del molde queda cubierta por una delgada película de pasta primaria. El molde se agita en todos los sentidos, lo que produce dos efectos: distribuye de forma uniforme la mezcla sobre su superficie y hace que las fibras adyacentes se entrelacen, proporcionando así resistencia a la hoja. Mientras se agita el molde, gran parte del agua de la mezcla se filtra a través de la tela metálica. A continuación se deja descansar el molde, con la hoja de papel mojado, hasta que esta tiene suficiente cohesión para poder retirar el bastidor.
Una vez retirado el bastidor del molde, se da la vuelta aeste último y se deposita con suavidad la hoja de papelsobre una capa de fieltro. Después se coloca otro fieltrosobre la hoja, se vuelve a poner una hoja encima y asísucesivamente. Cuando se han colocado unas cuantas hojasde papel alternadas con fieltros, la pila de hojas se sitúaen una prensa hidráulica y se somete a una gran presión,con lo que se expulsa la mayor parte del agua que quedaen el papel. A continuación, las hojas de papel se separande los fieltros, se apilan y se prensan. El proceso deprensado se repite varias veces, variando el orden y laposición relativa de las hojas. Este proceso se denominaintercambio, y su repetición mejora la superficie del papelterminado. La etapa final de la fabricación del papel es elsecado. El papel se cuelga de una cuerda en grupos decuatro o cinco hojas en un secadero especial hasta que lahumedad se evapora casi por completo.
El tratamiento consiste en conferirle apresto al
papel sumergiéndolo en una disolución de cola
animal, secar el papel aprestado y prensar las
hojas entre láminas de metal o de cartón liso. La
intensidad del prensado determina la textura de
la superficie del papel.
Los papeles de textura rugosa se prensan
ligeramente durante un periodo relativamente
corto, mientras que los de superficie lisa se
prensan con más fuerza y durante más tiempo
El proceso mecánico es bastante más complicado.
La primera etapa es la preparación de la materia prima. Los materiales más usados hoy día son los trapos de algodón o lino y la pulpa de madera. En la actualidad, más del 95% del papel se fabrica con celulosa de madera. Para los papeles más baratos, como el papel prensa empleado en los periódicos, se utiliza sólo pulpa de madera triturada; para productos de más calidad se emplea pulpa de madera química, o una mezcla de pulpa y fibra de trapos, y para los papeles de primera calidad se utiliza sólo fibra de trapos.
Los trapos empleados para la fabricación de papel se limpian mecánicamente para quitarles el polvo y otras materias extrañas. Tras esta limpieza, se cuecen en una gran caldera giratoria a presión, donde se hierven con cal durante varias horas.
La cal se combina con las grasas y otras impurezas de los trapos para formar jabones insolubles, que se pueden eliminar más tarde mediante un aclarado, y al mismo tiempo reduce cualquier tinte de los trapos a compuestos incoloros.
Los trapos se transfieren a una máquina denominada pila desfibradora, una cuba larga dividida longitudinalmente de forma que haya un canal continuo alrededor de la misma. En una mitad de la pila hay un cilindro horizontal con cuchillas que gira rápidamente; la base curva de la pila también está equipada con cuchillas.
La mezcla de trapos y agua pasa entre el cilindro y la base, y los trapos quedan reducidos a fibras.
En la otra mitad de la pila, un cilindro hueco de lavado cubierto con una fina tela metálica recoge el agua de la pila y deja atrás los trapos y fibras. A medida que la mezcla de trapos y agua va fluyendo alrededor de la pila desfibradora, la suciedad se elimina y los trapos se van macerando hasta que acaban separados en fibras individuales.
La pasta primaria se pasa por una o más desfibradoras secundarias para trocear aún más las fibras. En ese momento se añaden los colorantes, las sustancias para aprestarlo, como la colofonia o la cola, y los materiales de relleno, como sulfato de calcio o cola, que aumentan el peso y la consistencia del papel terminado.
La preparación de la madera para la fabricación de papel se efectúa de dos formas diferentes.
En el proceso de trituración, los bloques de madera se aprietan contra una muela abrasiva giratoria que va arrancando fibras. Las fibras obtenidas son cortas y sólo se emplean para producir papel prensa barato o para mezclarlas con otro tipo de fibras de madera en la fabricación de papel de alta calidad. En los procesos de tipo químico, las astillas de madera se tratan con disolventes que eliminan la materia resinosa y la lignina y dejan fibras puras de celulosa. El proceso químico más antiguo fue introducido en 1851, y emplea una disolución de (hidróxido de sodio) como disolvente. La madera se cuece o digiere en esta solución en una caldera a presión. Las fibras producidas con este proceso no son muy resistentes, pero se utilizan mezcladas con otras fibras de madera. disolvente sulfato de sodio.
Fabricación mecanizada de papel
Esta gran máquina de una planta papelera convierte pasta de madera en
papel. La primera máquina de fabricación de papel fue desarrollada a
principios del siglo XIX; en la actualidad continúan introduciéndose
mejoras en los nuevos modelos.
En la ilustración se representa de forma esquemática el proceso de
fabricación del papel a partir de la madera.
Los papeles especiales se someten a
tratamientos adicionales.
El papel supersatinado es sometido a un
proceso posterior de satinado a alta presión
entre rodillos metálicos y otros rodillos
cubiertos de papel.
El papel estucado, como el empleado para la
reproducción fototipográfica de calidad, se
apresta con arcilla o cola y se satina.
Desde 1955 se fabrica papel con fibras de nailon,dacrón y orlón, y con mezclas de estas fibras y pulpade madera (véase Plásticos).
Este tipo de papel se produce con las máquinashabituales de fabricación de papel y puede tener unagran variedad de aspectos y características, desde elpapel brillante parecido al normal hasta materialesque parecen tejidos.
Las características únicas de los papeles de fibrasintética hacen que tengan muchas aplicaciones paralas que el papel corriente no resulta adecuado, enparticular como aislantes eléctricos, filtros paraaparatos de aire acondicionado, cintas magnéticaspara grabación de sonido, tejidos para calzados oentretelas de prendas de vestir.
Las técnicas de reciclaje para la obtención de papel se aplican tanto al papel de desecho como al cartón. Las balas de cartón de la fotografía están preparadas para su reutilización en la fabricación de papel.
En todo el mundo, el papel es el medio de lacomunicación impresa. Este quiosco de prensade Barcelona (España) vende periódicos, revistasy tarjetas postales, entre otros productos.
Papel cristal (pastas quimicas)celofan
Papel de estrazas (pedazos de tela),papel
recuperado
Papel kraft(pasta quimica con sulfato)sctas,
documentos oficiales
Paple liner, se usa en las cubiertas de los
cartones
Papel multicapa, se unen sin adhesivo
Papel tisue,(crespado en seco)
Plásticos, materiales polímeros orgánicos
(compuestos formados por moléculas
orgánicas gigantes) es decir, que pueden
deformarse hasta conseguir una forma
deseada por medio de extrusión, moldeo o
hilado. Las moléculas pueden ser de origen
natural, por ejemplo la celulosa, la cera y el
caucho (hule) natural, o sintéticas, como el
polietileno y el nailon.
El desarrollo de esta sustancia fue en 1960, estaunidenseweslwy hans quien trato con alcanfor y alcohol, posteriormente aparece
la Baquelita (nombre comercial)(Resina sintética que se obtiene calentando formaldehído y fenol (acidosaromaticos se usan para la elaboracion de plásticos, insecticidas, explosivos, tintes y detergentes, y como materia prima para la producción de algunos medicamentos, como la aspirina)en presencia de un catalizador. Tiene mucho uso en la industria, especialmente en la preparación de barnices y lacas y en la fabricación de objetos moldeados.
Sustancia fabricada con pólvora de algodón y alcanfor. Es un cuerpo sólido, casi transparente y muy elástico, que se emplea en la industria fotográfica y cinematográfica y en las artes para imitar el marfil, la concha, el coral
Es uno de los materiales plásticos de mayor producción. Se designa como PE. Según el proceso seguido en su polimerización, se distinguen varios tipos de polietilenos: de baja densidad, de alta densidad y lineales de baja densidad.
Los plásticos se caracterizan por una alta relación resistencia/densidad, unas propiedades excelentes para el aislamiento térmico y eléctrico y una buena resistencia a los ácidos, álcalis y disolventes. Las enormes moléculas de las que están compuestos pueden ser lineales, ramificadas o entrecruzadas, dependiendo del tipo de plástico. Las moléculas lineales y ramificadas son termoplásticas (se ablandan con el calor), mientras que las entrecruzadas son termoestables (no se ablandan con el calor).
La terminación es una reacción de
acoplamiento de dos macrorradicales. El PVC
es un plástico duro, resistente al fuego, a la
luz, a los productos químicos, a los insectos,
a los hongos y a la humedad. Es ignífugo, no
se rompe ni se astilla, ni se mella
fácilmente. Todas estas propiedades, y el
hecho de que no requiera ser pintado y que
pueda reciclarse, implican un coste bajo de
mantenimiento y un menor impacto
ambiental.
Uno de los plásticos más populares desarrollados durante este periodo es el metacrilato de metilo polimerizado, que se comercializó en Gran Bretaña con el nombre de Perspex y como Lucite en Estados Unidos, y que se conoce en español como plexiglás. Este material tiene unas propiedades ópticas excelentes; puede utilizarse para gafas y lentes, o en el alumbrado público o publicitario.
Las resinas de poliestireno, comercializadas alrededor de 1937, se caracterizan por su alta resistencia a la alteración química y mecánica a bajas temperaturas y por su escasa absorción de agua. Estas propiedades hacen del poliestireno un material adecuado para aislamientos y accesorios utilizados a bajas temperaturas, como en instalaciones de refrigeración y en aeronaves destinadas a los vuelos a gran altura. El PTFE (politetrafluoretileno), sintetizado por primera vez en 1938, se comercializó con el nombre de teflón en 1950. Otro descubrimiento fundamental en la década de 1930 fue la síntesis del nailon.Microsoft ® Encarta ® 2009. © 1993-2008 Microsoft Corporation. Reservados todos los derechos.
La naturaleza química de un plástico depende del monómero (la unidad repetitiva) que compone la cadena del polímero. Por ejemplo, las poliolefinas están compuestas de monómeros de olefinas, que son hidrocarburos de cadena abierta con al menos un doble enlace. El polietileno es una poliolefina. Su monómero es el etileno. Otros tipos de polímeros son los acrílicos (como el polimetacrilato), los poliestirenos, los halogenuros de vinilo (como el policloruro de vinilo), los poliésteres, los poliuretanos, las poliamidas (como el nailon), los poliéteres, los acetatos y las resinas fenólicas, celulósicas o de aminas.
La fabricación de los plásticos y sus
manufacturados implica cuatro pasos
básicos: obtención de las materias primas,
síntesis del polímero básico, obtención del
polímero como un producto utilizable
industrialmente y moldeo o deformación del
plástico hasta su forma definitiva.
En un principio, la mayoría de los plásticos se fabricaban a partir de resinas de origen vegetal, como la celulosa (del algodón), el furfural (de la cáscara de la avena), aceites de semillas y derivados del almidón o del carbón. La caseína de la leche era uno de los materiales no vegetales utilizados. A pesar de que la producción del nailon se basaba originalmente en el carbón, el aire y el agua, y de que el nailon 11 se fabrica todavía con semillas de ricino, la mayoría de los plásticos se elaboran hoy con derivados del petróleo. Las materias primas derivadas del petróleo son tan baratas como abundantes. No obstante, dado que las existencias mundiales de petróleo tienen un límite, se están investigando otras fuentes de materias primas, como la gasificación del carbón.
Con frecuencia se utilizan aditivos químicos para conseguir una propiedad determinada. Por ejemplo, los antioxidantes protegen el polímero de degradaciones químicas causadas por el oxígeno o el ozono. De una forma parecida, los estabilizadores lo protegen de la intemperie. Los plastificantes producen un polímero más flexible, los lubricantes reducen la fricción y los pigmentos colorean los plásticos. Algunas sustancias ignífugas y antiestáticas se utilizan también como aditivos.
Muchos plásticos se fabrican en forma de material compuesto, lo que implica la adición de algún material de refuerzo (normalmente fibras de vidrio o de carbono) a la matriz de la resina plástica. Los materiales compuestos tienen la resistencia y la estabilidad de los metales, pero por lo general son más ligeros. Las espumas plásticas, compuestas de plástico y gas, proporcionan una masa de gran tamaño pero muy ligera.
Las técnicas empleadas para conseguir la forma final y el acabado de los plásticos dependen de tres factores: tiempo, temperatura y deformación. La naturaleza de muchos de estos procesos es cíclica, si bien algunos pueden clasificarse como continuos o semicontinuos.
Una de las operaciones más comunes es la extrusión. Una máquina de extrusión consiste en un aparato que bombea el plástico a través de un molde con la forma deseada. Los productos extrusionados, como por ejemplo los tubos, tienen una sección con forma regular. La máquina de extrusión también realiza otras operaciones, como moldeo por soplado o moldeo por inyección.
Otros procesos utilizados son el moldeo por compresión, en el que la presión fuerza al plástico a adoptar una forma concreta, y el moldeo por transferencia, en el que un pistón introduce el plástico fundido a presión en un molde. El calandrado es otra técnica mediante la que se forman láminas de plástico. Algunos plásticos, y en particular los que tienen una elevada resistencia a la temperatura, requieren procesos de fabricación especiales. Por ejemplo, el politetra fluoretileno tiene una viscosidad de fundición tan alta que debe ser prensado para conseguir la forma deseada, y sinterizado, es decir, expuesto a temperaturas extremadamente altas que convierten el plástico en una masa cohesionada sin necesidad de fundirlo.
El primer paso en la fabricación de un plástico es la polimerización. Como se comentaba anteriormente, los dos métodos básicos de polimerización son las reacciones de condensación y las de adición. Estos métodos pueden llevarse a cabo de varias maneras. En la polimerización en masa se polimeriza sólo el monómero, por lo general en una fase gaseosa o líquida, si bien se realizan también algunas polimerizaciones en estado sólido. Mediante la polimerización en disolución se forma una emulsión que se coagula seguidamente. En la polimerización por interfase los monómeros se disuelven en dos líquidos inmiscibles y la polimerización tiene lugar en la interfase entre los dos líquidos.
La mayoría de las sustancias orgánicas presentes en la materia viva, como las proteínas, la madera, la quitina, el caucho y las resinas, son polímeros; también lo son muchos materiales sintéticos como los plásticos, las fibras (véase Nailon; Rayón), los adhesivos, el vidrio y la porcelana.
MOLECULAS.- compuestas por atomos
Atomos.- elemento quimico compuesto de nucleo, protones y neutrones
Resina sintética que se obtiene calentando formaldehído y fenol en presencia de un catalizador. Tiene mucho uso en la industria, especialmente en la preparación de barnices y lacas y en la fabricación de objetos moldeados.
Empaquetado
Una de las aplicaciones principales del plástico es el empaquetado. Se comercializa una buena cantidad de polietileno de baja densidad en forma de rollos de plástico transparente para envoltorios. El polietileno de alta densidad se usa para películas plásticas más gruesas, como la que se emplea en las bolsas de basura. Se utilizan también en el empaquetado: el polipropileno, el poliestireno, el policloruro de vinilo (PVC) y el policloruro de vinilideno. Este último se usa en aplicaciones que requieren estanqueidad, ya que no permite el paso de gases (por ejemplo, el oxígeno) hacia dentro o hacia fuera del paquete. De la misma forma, el polipropileno es una buena barrera contra el vapor de agua; tiene aplicaciones domésticas y se emplea en forma de fibra para fabricar alfombras y sogas.
La construcción es otro de los sectores que más utilizan todo tipo de plásticos, incluidos los de empaquetado descritos anteriormente. El polietileno de alta densidad se usa en tuberías, del mismo modo que el PVC. Éste se emplea también en forma de láminas como material de construcción. Muchos plásticos se utilizan para aislar cables e hilos, y el poliestireno aplicado en forma de espuma sirve para aislar paredes y techos. También se hacen con plástico marcos para puertas, ventanas y techos, molduras y otros artículos.
Otros sectores industriales, en especial la fabricación de motores, dependen también de estos materiales. Algunos plásticos muy resistentes se utilizan para fabricar piezas de motores, como colectores de toma de aire, tubos de combustible, botes de emisión, bombas de combustible y aparatos electrónicos. Muchas carrocerías de automóviles están hechas con plástico reforzado con fibra de vidrio.
Los plásticos se emplean también para fabricar carcasas para equipos de oficina, dispositivos electrónicos, accesorios pequeños y herramientas. Entre las aplicaciones del plástico en productos de consumo se encuentran los juguetes, las maletas y artículos deportivos.
Dado que los plásticos son relativamente inertes, los productos terminados no representan ningún peligro para el fabricante o el usuario. Sin embargo, se ha demostrado que algunos monómeros utilizados en la fabricación de plásticos producen cáncer. De igual forma, el benceno, una materia prima en la fabricación del nailon, es un carcinógeno. Los problemas de la industria del plástico son similares a los de la industria química en general.
La mayoría de los plásticos sintéticos no pueden ser degradados por el entorno. Al contrario que la madera, el papel, las fibras naturales o incluso el metal y el vidrio, no se oxidan ni se descomponen con el tiempo. Se han desarrollado algunos plásticos degradables, pero ninguno ha demostrado ser válido para las condiciones requeridas en la mayoría de los vertederos de basuras. En definitiva, la eliminación de los plásticos representa un problema medioambiental. El método más práctico para solucionar este problema es el reciclaje, que se utiliza, por ejemplo, con las botellas de bebidas gaseosas fabricadas con tereftalato de polietileno. En este caso, el reciclaje es un proceso bastante sencillo. Se están desarrollando soluciones más complejas para el tratamiento de los plásticos mezclados de la basura, que constituyen una parte muy visible, si bien relativamente pequeña, de los residuos sólidos.
El puesto de un mercado en la ciudad india
de Bombay ofrece una multicolor variedad de
productos de plástico. Los plásticos son
resinas sintéticas cuyas moléculas son
polímeros, grandes cadenas orgánicas. Los
plásticos son duraderos y ligeros. El petróleo
se refina para formar moléculas orgánicas
pequeñas, llamadas monómeros, que luego
se combinan para formar polímeros
resinosos, que se moldean o extruyen para
fabricar productos de plástico.
En una máquina de extrusión se puede
realizar un moldeo por soplado que se basa
en la utilización de un fuelle industrial para
dilatar un tubo caliente de plástico y
convertirlo en una bolsa ligera de gran
resistencia. El aire infla el tubo de plástico
hasta conseguir una bolsa con la forma, el
tamaño y grosor deseados.
Caucho o Hule, sustancia natural o sintética
que se caracteriza por su elasticidad,
repelencia al agua y resistencia eléctrica. El
caucho natural se obtiene de un líquido
lechoso de color blanco llamado látex, que
se encuentra en numerosas plantas. El
caucho sintético se prepara a partir de
hidrocarburos insaturados.
En estado natural, el caucho aparece en forma de suspensión coloidal en el látex de plantas productoras de caucho (véase Coloide). Una de estas plantas es el árbol de la especie Hevea Brasiliensis, de la familia de las Euforbiáceas, originario del Amazonas. Otra planta productora de caucho es el árbol del hule, Castilloaelastica, originario de México (de ahí el nombre de hule), muy utilizado desde la época prehispánica para la fabricación de pelotas, que se utilizaban en el juego de pelota, deporte religioso y simbólico que practicaban los antiguos mayas. Indonesia, Malaysia, Tailandia, China e India producen actualmente alrededor del 90% del caucho natural.
El caucho en bruto obtenido de otras plantas suele estar contaminado por una mezcla de resinas que deben extraerse para que el caucho sea apto para el consumo. Entre estos cauchos se encuentran el guayule, la gutapercha y la balata, que se extraen de ciertos árboles tropicales.
Para recoger el látex de las plantaciones, se practica un corte diagonal en ángulo hacia abajo en la corteza del árbol. El corte tiene una extensión de un tercio o de la mitad de la circunferencia del tronco. El látex exuda desde el corte y se recoge en un recipiente. La cantidad de látex que se extrae de cada corte suele ser de unos 30 ml. Después se arranca un trozo de corteza de la base del tronco para volver a tapar el corte, normalmente al día siguiente. Cuando los cortes llegan hasta el suelo, se deja que la corteza se renueve antes de practicar nuevos cortes. Se plantan unos 250 árboles por hectárea, y la cosecha anual de caucho bruto en seco suele ser de unos 450 kg por hectárea. En árboles de alto rendimiento, la producción anual puede llegar a los 2.225 kg por hectárea, y se ha conseguido desarrollar ejemplares experimentales que alcanzan los 3.335 kg por hectárea. El látex extraído se tamiza, se diluye en agua y se trata con ácido para que las partículas en suspensión del caucho en el látex se aglutinen. Se prensa con unos rodillos para darle forma de capas de caucho de un espesor de 0,6 cm, y se seca al aire o con humo para su distribución.
Los mercados ofrecen una multicolor
variedad de productos de plástico.
Los plásticos son resinas sintéticas cuyas
moléculas son polímeros, grandes cadenas
orgánicas.
Los plásticos son duraderos y ligeros.
El petróleo se refina para formar moléculas
orgánicas pequeñas, llamadas monómeros,
que luego se combinan para formar
polímeros resinosos, que se moldean para
fabricar productos de plásticos
Resinas, término aplicado a un grupo de sustancias orgánicas, líquidas y pegajosas, que normalmente se endurecenpor la acción del aire, convirtiéndose en sólidos de aspecto amorfo y brillante. Las resinas naturales son segregadaspor muchas plantas, y aparecen en su superficie externa cuando se les hace un corte. De hecho, forman una capa queprotege a la planta de organismos patógenos y de una pérdida excesiva de savia a través del corte. Para su obtencióncomercial, se practica un corte en la corteza del árbol, recogiéndose la resina en pequeños recipientes. El ámbar esuna de las numerosas resinas fósiles que se encuentran en depósitos en el suelo. Las resinas naturales presentan uncolor que puede variar entre el amarillo y el amarillo pardo. Arden con una llama humeante despidiendo un oloraromático. Aunque son químicamente diferentes, todas ellas contienen carbono, hidrógeno y oxígeno. Son insolublesen agua, a diferencia de las gomas que son solubles; también son solubles en alcohol, éter y otros disolventesorgánicos. Las resinas sintéticas son muy parecidas a las resinas naturales (véase Plásticos). La resina natural conocidacomo laca no es en realidad un producto de las plantas, sino que la forman unos insectos diminutos, los Lacciferlacca, originarios del sureste de Asia. La laca se deposita en los árboles y se recoge para producir barniz de laca
Las resinas naturales se clasifican en tres categorías principales, dependiendo de su dureza y constitución: resinasduras, oleorresinas y gomorresinas. Las resinas duras, entre las que se encuentran el ámbar, el copal, el lentisco y lasandáraca, son duras, brillantes, inoloras e insípidas, y presentan una fragilidad parecida al vidrio. Se obtienen tantode fósiles como por destilación de productos derivados de las oleorresinas. La más importante y, posiblemente, la demayor importancia comercial de todas las resinas es la de trementina, que se usa para encolar o pegar papel, hacerjabón, como ingrediente de barnices y pinturas y para lubricar los arcos de los instrumentos de cuerda. La resina detrementina se obtiene por destilación de la oleorresina trementina. Las oleorresinas son semisólidos amorfos ypegajosos que contienen aceites esenciales. Entre ellas se encuentran, la sangre de drago y el bálsamo de copaiba; latrementina es probablemente la oleorresina más utilizada. El aceite esencial de trementina (aguarrás) se empleacomo disolvente para pinturas y barnices, y se usa en la fabricación de productos abrillantadores del calzado y enceras para sellar. En la época de los barcos a vela, la trementina se utilizaba para calafatear e impermeabilizar. Lasresinas como el incienso, la mirra, la benzoína y la asafétida, contienen gomas y se denominan gomorresinas.
En 1920 se produjo un acontecimiento que marcaría la pauta en el desarrollo de materiales plásticos. El químico alemán Hermann Staudingeraventuró que éstos se componían en realidad de moléculas gigantes o macromoléculas. Los esfuerzos dedicados a probar esta afirmación iniciaron numerosas investigaciones científicas que produjeron enormes avances en esta parte de la química. En las décadas de 1920 y 1930 apareció un buen número de nuevos productos, como el etanoato de celulosa (llamado originalmente acetato de celulosa), utilizado en el moldeo de resinas y fibras, y el policloruro de vinilo (PVC), empleado en tuberías y recubrimientos de vinilo.
Uno de los plásticos más populares desarrollados durante este periodo es el metacrilato de metilo polimerizado, que se comercializó en Gran Bretaña con el nombre de Perspexy como Lucite en Estados Unidos, y que se conoce en español como plexiglás. Este material tiene unas propiedades ópticas excelentes; puede utilizarse para gafas y lentes, o en el alumbrado público o publicitario. Las resinas de poliestireno, comercializadas alrededor de 1937, se caracterizan por su alta resistencia a la alteración química y mecánica a bajas temperaturas y por su escasa absorción de agua. Estas propiedades hacen del poliestireno un material adecuado para aislamientos y accesorios utilizados a bajas temperaturas, como en instalaciones de refrigeración y en aeronaves destinadas a los vuelos a gran altura. El PTFE (politetrafluoretileno), sintetizado por primera vez en 1938, se comercializó con el nombre de teflón en 1950. Otro descubrimiento fundamental en la década de 1930 fue la síntesis del nailon.
Una de las aplicaciones principales del plástico es el empaquetado. Se comercializa una buena cantidad de polietileno de baja densidad en forma de rollos de plástico transparente para envoltorios. El polietileno de alta densidad se usa para películas plásticas más gruesas, como la que se emplea en las bolsas de basura. Se utilizan también en el empaquetado: el polipropileno, el poliestireno, el policloruro de vinilo (PVC) y el policloruro de vinilideno. Este último se usa en aplicaciones que requieren estanqueidad, ya que no permite el paso de gases (por ejemplo, el oxígeno) hacia dentro o hacia fuera del paquete. De la misma forma, el polipropileno es una buena barrera contra el vapor de agua; tiene aplicaciones domésticas y se emplea en forma de fibra para fabricar alfombras y sogas.
POLIETILENO
PROLIPROPILENO
POLIESTIRENO
POLICLORURO DE VINILO
POLICLORURO DE VINILIDENO
Polietileno, cada uno de los polímeros del
etileno, Es uno de los materiales plásticos de
mayor producción. Se designa como PE.
Según el proceso seguido en su
polimerización, se distinguen varios tipos de
polietilenos:
de baja densidad
de alta densidad y
lineales de baja densidad.
Union de moleculas
Moleculas.- unidad mínima de una sustancia
que conserva sus propiedades químicas.
Puede estar formada por átomos iguales o
diferentes. su peso molecular esta expresado
en gramos.
ETILENO(Gas incoloro, de sabor dulce y muy
inflamable. Se obtiene por craqueo térmico
de hidrocarburos alifáticos gaseosos y de
diversas fracciones del petróleo)
El polietileno de baja densidad es un polímero ramificado que se obtiene por polimerización en masa del etileno mediante radicales libres, a alta presión. Es un sólido más o menos flexible, según el grosor, ligero y buen aislante eléctrico; presenta además una gran resistencia mecánica y química. Se trata de un material plástico que por sus características y bajo coste se utiliza mucho en envasado, revestimiento de cables y en la fabricación de tuberías. A partir del polietileno de baja densidad se obtiene el polietileno reticulado (con enlaces entre cadenas vecinas), rígido y más resistente a la tracción y al cambio de temperatura, que se utiliza para proteger y aislar líneas eléctricas de baja y media tensión.
El proceso de polimerización del polietileno de alta densidad se lleva a cabo a baja presión y con catalizadores en suspensión. Se obtiene así un polímero muy cristalino, de cadena lineal muy poco ramificada. Su resistencia química y térmica, así como su opacidad, impermeabilidad y dureza son superiores a las del polietileno de baja densidad, aunque este último es más resistente al agrietamiento y los impactos. Se emplea en la construcción y también para fabricar prótesis, envases, bombonas para gases y contenedores de agua y combustible.
El polietileno lineal de baja densidad se obtiene polimerizando el etileno con un alqueno (especialmente 1-buteno) a baja presión, en disolución, suspensión o fase gaseosa, en presencia de catalizadores (véase Hidrocarburos). Se trata de un polímero lineal con ramificaciones cortas que hacen que su temperatura de fusión y su resistencia a la tracción y al agrietamiento sean superiores a las del polietileno de baja densidad. Se utiliza en el recubrimiento de cables y en la fabricación de objetos moldeados por extrusión o soplado.
Butadieno, compuesto químico sintético, utilizado principalmente en la fabricación de caucho sintético, nailon y pinturas de látex.
La mayoría del butadieno destinado al uso comercial se elabora mediante la deshidrogenación del buteno, de fórmula C4H8, o de mezclas de buteno y butano; también puede obtenerse a partir del etanol. Al tener una reactividad elevada, el butadieno resulta muy eficaz en las síntesis, y en particular en las reacciones de polimerización. Un alto porcentaje de los neumáticos o llantas de goma de automóviles están hechos de buna o caucho artificial, un copolímero de butadieno y fenileteno (estireno).
El butadieno es un hidrocarburo gaseoso incoloro y su fórmula es C4H6. Se licúa enfriándolo a una temperatura de -4,4 °C o comprimiéndolo a 2,8 atmósferas a 25 °C.
PROLIPROPILENO.- Polipropileno, polímero de adición obtenido por la polimerización del propileno en determinadas condiciones de presión y temperatura, Se utiliza como protección anticorrosiva externa y aislamiento térmico de tuberías de acero. Por su elevada resistencia mecánica e impermeabilidad resulta adecuado para una amplia gama de productos.
Es un material termoplástico y, por tanto, posee la capacidad de fundirse a una determinada temperatura (150 ºC), pudiendo ser moldeado y enfriado posteriormente para obtener la forma del producto deseado.
Debido a su naturaleza apolar, el polipropileno posee una gran resistencia a los agentes químicos, empleándose por ello en la fabricación de tuberías y recipientes anticorrosivos.
Su alta resistividad eléctrica permite utilizarlo como aislante de conductores eléctricos, y su gran resistencia mecánica hace que se puedan construir con él piezas de mecanismos
PROPILENO.- no es soluble en agua y es
resistente al agua hirviendo, por lo que se
puede emplear en artículos esterizables
(desde biberones o chupetes hasta material
de laboratorio) a temperaturas de hasta
140 ºC sin temor a la deformación. Por su
impermeabilidad al vapor de agua se utiliza
también como material de embalaje.
POLIESTIRENO.- Poliestireno, cada uno de los polímeros del estireno. Sedistinguen varios tipos de poliestirenos con propiedades muy diferentes.Por ejemplo, el poliestireno cristal es un polímero puro del estireno, sinmodificadores, lo que lo convierte en un material transparente,quebradizo e inflamable, pero con muy buenas propiedades eléctricas.
El poliestireno expandido se prepara por polimerización en suspensión delestireno en presencia de agentes soplantes, y a partir de él se obtienenlas espumas aislantes; también se utiliza para embalar productosalimenticios y objetos frágiles.
Otro poliestireno, traslúcido, muy resistente al impacto y a las bajastemperaturas, es el poliestireno de impacto; se obtiene porpolimerización de estireno en presencia de caucho buna. Es menosresistente a la alteración química y al envejecimiento que el poliestirenoclásico, y se utiliza sobre todo en las instalaciones de refrigeración y enla fabricación de tapones, vasos desechables y lámparas.
Por polimerización del estireno con el propenonitrilo se obtiene otro tipode poliestireno muy resistente al rayado y a la acción de los agentesquímicos. Es un termoplástico (véase Plásticos) cuya polimerización selleva a cabo en masa o en suspensión, mediante radicales libres
PVC, siglas con que se designa el policloruro de vinilo, -(-CH2- CHCl-)n, polímero sintético de adición que se obtiene por polimerización del cloruro de vinilo. Su masa molecular relativa puede llegar a ser de 1.500.000. El cloruro de vinilo, CH2 = CHCl, es la materia prima para la preparación del PVC. La polimerización se efectúa en suspensión acuosa, utilizando un jabón como emulsionante y un persulfato como iniciador, y transcurre en las tres etapas típicas de las reacciones por radicales libres: iniciación, propagación y terminación.
En la iniciación, un radical libre reacciona con el cloruro de vinilo para dar un radical libre de cloruro de vinilo:
En la propagación, el radical del monómero reacciona con más moléculas de cloruro de vinilo obteniéndose un macrorradical:
La terminación es una reacción de acoplamiento de dos macrorradicales. El PVC es un plástico duro, resistente al fuego, a la luz, a los productos químicos, a los insectos, a los hongos y a la humedad. Es ignífugo, no se rompe ni se astilla, ni se mella fácilmente. Todas estas propiedades, y el hecho de que no requiera ser pintado y que pueda reciclarse, implican un coste bajo de mantenimiento y un menor impacto ambiental.
Su rigidez permite utilizarlo en la fabricación de tuberías, láminas y recubrimientos de suelos. Se hace flexible al mezclarlo con un plastificador, generalmente un poliéster alifático, siendo utilizado como aislante de tendidos eléctricos, como cuero sintético, para envases de alimentos y artículos impermeables.
material: Maleable por el calor.
Teflón, es el politetrafluoretileno (PTFE), (8CF29CF28)x, una resina resistente al calor y a los agentes químicos.
Fue sintetizado por primera vez en 1938 y se comercializó con el nombre de teflón en 1950. Se obtiene a partir del tetrafluoretileno, CF29CF2, por polimerización a altas presiones con un iniciador de radicales. La energía que se desprende en la reacción de polimerización es muy elevada y hay que tomar precauciones para evitar explosiones. Véase Polímero.
Es un plástico resistente al calor hasta unos 300 ºC y presenta una inercia química extraordinaria a todos los disolventes y agentes químicos, excepto a los metales alcalinos en estado fundido y al flúor a presión y temperaturas elevadas. Frente al agua presenta una resistencia completa y una absorción absolutamente nula. El teflón es incombustible, no inflamable, antiadherente y no absorbe olores ni sabores. Además es aislante eléctrico y presenta resistencia total al envejecimiento y a los rayos ultravioletas.
Todas estas propiedades, junto a sus elevadas tenacidad y flexibilidad, convierten al teflón en un material con múltiples aplicaciones: revestimiento para hilos eléctricos y cables, vainas de protección, bobinaje de motores, diafragmas y membranas; moldeado también sirve para fabricar utensilios y artículos de todo tipo.
Los primeros objetos de vidrio que se fabricaron fueron cuentas de collar o abalorios, pero las vasijas huecas no aparecieron hasta el 1500 a.C. Es probable que fueran artesanos asiáticos los que establecieron la manufactura del vidrio en Egipto, de donde proceden las primeras vasijas producidas durante el reinado de Tutmosis III (1504-1450 a.C.). La fabricación del vidrio floreció en Egipto y Mesopotamia hasta el 1200 a.C. y posteriormente cesó casi por completo durante varios siglos. Egipto produjo un vidrio claro, que contenía sílice pura; lo coloreaban de azul y verde. Además de vasos hacían figurillas, amuletos y cuentas, así como piezas vítreas para incrustaciones en muebles. En el siglo IX a.C. Siria y Mesopotamia fueron centros productores de vidrio, y la industria se difundió por toda la región del Mediterráneo. Durante la época helenística Egipto se convirtió, gracias al vidrio manufacturado en Alejandría, en el principal proveedor de objetos de vidrio de las cortes reales. Sin embargo, fue en las costas fenicias donde se desarrolló el importante descubrimiento del vidrio soplado en el siglo I a.C. Durante la época romana la manufactura del vidrio se extendió por el Imperio, desde Roma hasta Alemania.
Antes del descubrimiento del vidrio soplado se utilizaban diferentes métodos para moldear y ornamentar los objetos de vidrio coloreado, tanto translúcidos como opacos. Algunos recipientes eran tallados en bloques macizos de cristal. Otros se realizaban fundiendo el vidrio con métodos parecidos a los de la cerámica y la metalurgia, y utilizando moldes para hacer incrustaciones, estatuillas y vasijas tales como jarras y cuencos. Se elaboraban tiras de vidrio que luego se fundían juntas en un molde y producían vidrio en listones. Se realizaban diseños de gran complejidad mediante la técnica del mosaico, en la que se fundían los elementos en secciones transversales que, una vez fundidos, podían cortarse en láminas. Las superficies resultantes de esos cortes se fundían juntas en un molde para producir vasijas o placas. Se hacían vasos con bandas de oro que presentaban franjas irregulares de vidrios multicolores y con pan de oro incrustado en una franja translúcida.
La mayor parte de las piezas anteriores a los romanos se realizaban con la técnica de moldeado sobre un núcleo, que consistía en fijar a una varilla de metal una mezcla de arcilla y estiércol con la forma que deseaba darse al interior de la vasija. Ese núcleo se sumergía en pasta vítrea o se envolvía con hilos de esa misma pasta, que se recalentaba y pulía sobre una piedra plana para darle forma. La posibilidad de dirigir el hilo de pasta vítrea en varias direcciones sobre el núcleo permitía realizar filigranas decorativas con hilos de uno o varios colores. A continuación se añadían las asas, la base y el cuello, y se enfriaba la pieza. Por último se retiraba la varilla de metal y se extraía el material que conformaba el núcleo. Esta técnica se usaba sólo para hacer vasijas pequeñas, tales como tarros para cosméticos o frascos, como puede apreciarse en los objetos egipcios típicos de las XVIII y XIX dinastías. Los objetos realizados a partir del siglo VI a.C. con este método de envolver un núcleo, tenían formas que se inspiraban en la cerámica griega.
El método del soplado de vidrio, más rápido y más barato, se extendió desde Siria a Italia y a otras zonas del Imperio romano, reemplazó poco a poco a las antiguas técnicas y trajo consigo nuevos estilos. Mientras los primeros procesos de manufactura habían hecho hincapié en el color y el diseño, con la introducción del soplado fue la fragilidad y transparencia del material lo que adquirió importancia, y hacia finales del siglo I d.C. el vidrio incoloro suplantó al vidrio coloreado en la elaboración de los objetos más preciados. La técnica del soplado hizo posible la producción a gran escala y cambió la categoría del vidrio convirtiéndolo en un material de uso frecuente, tanto para cristaleras como para vasos, copas y todo tipo de recipientes.
La fabricación del vidrio es anterior al año
2000 a.C. En esa época siempre se trabajaba
a mano, usando moldes, y desde entonces el
ser humano lo ha utilizado con diversos fines:
para fabricar recipientes utilitarios y para
objetos decorativos y ornamentales, entre
los que se incluyen trabajos de joyería.
También tiene aplicaciones en la
arquitectura y la industria.
La materia prima de las composiciones vítreas es la sílice.-presente en arenas, guijarros de río o cuarzo.
Cuarzo, el mineral más común, compuesto por dióxido de silicio, o sílice, SiO2. Distribuido por todo el mundo como componente de rocas o en forma de depósitos puros, es un constituyente esencial de las rocas ígneas, como el granito, la riolita y la pegmatita, que contienen un exceso de sílice. En las rocas metamórficas, es un componente principal de distintos tipos de gneis y de esquisto; la roca metamórfica llamada cuarcita se compone casi en su totalidad de cuarzo. El cuarzo forma vetas y nódulos en rocas sedimentarias, sobre todo en caliza. La arenisca, roca sedimentaria, se compone sobre todo de cuarzo.
Muchas vetas de cuarzo depositadas en fisuras de rocas forman la matriz de muchos minerales valiosos. Los metales preciosos, como el oro, se encuentran en cantidad suficiente en las vetas de cuarzo como para justificar la extracción de este mineral.
El vidrio líquido es de gran plasticidad y se
moldea mediante diferentes técnicas. Una
vez frío, puede tallarse. A bajas
temperaturas es frágil y presenta un tipo de
fractura concoidea. Los vidrios naturales
como la obsidiana y las tectitas
(provenientes de meteoritos) presentan una
composición y unas propiedades similares a
las del vidrio sintético.
Conformado por silicio + oxigeno = calcio, es un vidrio volcánico semitranslúcido y oscuro con la misma composición que la riolita, producido cuando la roca ígnea fundida (magma) sale a la superficie terrestre como lava y se enfría tan rápidamente que sus iones no tienen tiempo de cristalizar. La obsidiana suele ser negra, pero también puede ser verde oscuro, verde claro, rojiza, blanca y veteada en negro y rojo. Al ser fácil de modelar por descascarillado, era muy apreciada por los pueblos antiguos que la usaban para construir armas y herramientas.
La sílice se funde a temperaturas muy altas para obtener una masa vítrea. Dado que este vidrio tiene un punto de fusión muy alto y no se contrae ni se dilata demasiado con el cambio de temperatura, es muy apropiado para aparatos de laboratorio y para los objetos que han de someterse a grandes variaciones térmicas, como los espejos de los telescopios. El vidrio es mal conductor tanto del calor como de la electricidad, por lo que suele utilizarse como aislante eléctrico y térmico. Para elaborar la mayor parte de los vidrios se combina la sílice con diferentes proporciones de otras materias primas. Los fundentes alcalinos, normalmente carbonato de sodio o de potasio, hacen que descienda la temperatura requerida para la fusión y la viscosidad de la sílice. La piedra caliza o la dolomita (carbonato de calcio y magnesio) actúan como estabilizantes en el horneado. Si se añaden otros ingredientes, como el plomo y el bórax, se confiere al vidrio propiedades físicas determinadas.
El vidrio con gran contenido sódico, quepuede disolverse en agua convirtiéndose enun fluido espeso, es conocido como vidriosoluble y se emplea como materialignífugo(protege contra el fuego) y cementode sellado. La mayor parte del vidrio que seproduce lleva como álcalis(hidroxidometálico que soluble en el agua, que es muyfuerte) sosa (cenizas de la planta quecontiene hidróxido sódico) y cal(oxido decalcio) y se utiliza para hacer botellas,vajillas, bombillas, focos, ventanas y lunas.
El vidrio fino que se utiliza para vajillas y se conoce como cristal es el resultado de fórmulas que combinan sílice y potasio con óxido de plomo.
El vidrio al plomo es pesado y presenta un elevado índice de refracción a la luz, lo que le convierte en un material apropiado para la fabricación de lentes y prismas(bases), así como para joyas de imitación. Dado que el plomo absorbe las radiaciones de alta energía, en las instalaciones nucleares se utilizan vidrios al plomo para la protección de los trabajadores.
Vidrio cuya composición presenta un
predominancia de bórax(sal blanca, se
encuentra en las playas y varios lagos),
además de sílice y álcali. De larga
durabilidad y muy resistente a los elementos
químicos y al fuego, se usa como material de
cocina, laboratorio y como equipo para
procesos químicos.
Las impurezas en la materia prima afectan a
la coloración del vidrio. Para obtener una
sustancia transparente e incolora, los
fabricantes le añaden manganeso, que
contrarresta los efectos de las coloraciones
verdosas o amarillentas producidas por los
óxidos de hierro. El vidrio puede colorearse
utilizando óxidos metálicos, sulfuros o
seleniuros. Otros colorantes podrían
dispersarse en partículas microscópicas.
La fórmula típica del vidrio incluye la
reutilización de residuos de vidrio de la
misma composición del que se fabrica (vidrio
menudo o granalla(pedazos) de vidrio), que
facilitan la fusión y homogeneización de la
hornada. Por lo general se añaden elementos
de afino, tales como el arsénico o el
antimonio, destinados a eliminar las
burbujas.
Dependiendo de la composición, algunos vidrios funden a temperaturas muy bajas, como 500 ºC, mientras que otros necesitan 1.650 ºC. Presentan normalmente una resistencia a la tracción entre 3.000 y 5.500 N/cm2, aunque puede llegar a sobrepasar los 70.000 N/cm2 si el vidrio ha sido especialmente tratado. La densidad relativa oscila entre 2 y 8, que equivale a decir que oscila entre una densidad menor que la del aluminio y una mayor que la del acero. Variaciones de igual amplitud se dan en las propiedades eléctricas y ópticas.
Después de una minuciosa preparación y medición se mezclan las materias primas y se someten a una fusión inicial antes de pasar a las altas temperaturas requeridas para la vitrificación. En el pasado, la fusión se realizaba en vasijas de arcilla que se calentaban en hornos alimentados con madera o carbón. Todavía hoy se utilizan vasijas de arcilla refractaria, que contienen entre 0,5 y 1,5 toneladas de vidrio, cuando se requieren cantidades relativamente pequeñas para trabajarlas a mano. En las industrias modernas la mayor parte del vidrio se funde en grandes calderos, que se utilizaron por primera vez en 1872, con capacidad para más de 1.000 toneladas de vidrio y que se calientan mediante gas, fuel-oil o electricidad. El caldero se alimenta continuamente por una abertura que se encuentra en uno de los extremos, mientras el vidrio fusionado, afinado y templado va saliendo por el otro extremo. En esos grandes calderos o crisoles, el vidrio alcanza la temperatura a la que puede trabajarse y, a continuación, la masa vítrea pasa a las máquinas de moldeado
Para el trabajo del vidrio en su estado
plástico se emplean cinco métodos básicos
que producen una variedad ilimitada de
formas y son: el colado, el soplado, el
prensado, el estirado y el laminado.
Este proceso, utilizado ya en la antigüedad, consiste en verter la pasta vítrea en moldes y dejarla enfriar y solidificar. En la actualidad se han desarrollado procesos de colado por centrifugado en los que la pasta vítrea es propulsada contra las caras de un molde que rota a gran velocidad. Por su capacidad para moldear formas precisas y ligeras, el moldeado centrífugo se usa, por ejemplo, para la producción de los tubos de imagen de la televisión.
Durante la segunda mitad del siglo I a.C. se descubrió en Oriente Próximo, en la costa fenicia, un procedimiento revolucionario, el de soplar el vidrio y expandirlo hasta lograr todo tipo de formas. Pronto se extendió esta forma de moldear el vidrio y se convirtió en el método generalizado para moldear vasijas hasta el siglo XIX. El elemento fundamental consiste en un tubo o caña de hierro de 1,20 m de largo, con una boquilla en uno de los extremos. El soplador de vidrio o artesano vidriero toma una pequeña cantidad de la pasta vítrea con el extremo de la caña de soplar y le da una forma más o menos cilíndrica haciéndola girar sobre una plancha de hierro colado que, a su vez, la enfría un poco. Después empieza a soplar a través de la caña para formar una burbuja con la masa vítrea y obtener a partir de ella la forma y el espesor deseados, moldeando y recalentando constantemente la masa junto a la puerta del horno. Para obtener formas más refinadas se utilizan herramientas sencillas, como tijeras, pinzas (pucellas) y espátulas, y el artesano suele sentarse en una silla especial para el soplado, con largos posabrazos para poder apoyar la caña de hierro. También se usan moldes para dar forma al vidrio soplado. Pueden ser medios moldes, que sirven de plantilla para la masa y luego se quitan para continuar soplando hasta alcanzar el tamaño deseado, o moldes enteros, dentro de los que se sopla la masa vítrea para darle forma, tamaño y decoración. Pueden añadirse piezas adicionales que se manipulan para formar picos, asas y pies o para crear diseños decorativos. A una burbuja ya moldeada se le da un toque de color sumergiéndola en una fusión vítrea de otro color. Para obtener vidrio de varias capas se coloca la masa vítrea y se le van fusionando de una en una varias capas de vidrio de diferentes colores, y para su acabado y pulido se coloca la pieza junto a la boca del horno, sobre una barra de hierro, y se retira la caña de soplar. En 1903 se inventóuna máquina de soplado totalmente automática
En la antigüedad se utilizaba el prensado en la producción de objetos colados para que el vidrio fundido se pegara perfectamente al molde. Los artesanos árabes usaban sencillas prensas de mano para fabricar pesas y sellos de vidrio. Los fabricantes europeos redescubrieron esta técnica a finales del siglo XVIII, y la utilizaron para hacer tapones de garrafas, pies de copas y otras piezas de vajilla. En la década de 1820 se patentaron los primeros sistemas de prensado totalmente mecánico. Consistían en el vertido en un molde del vidrio fundido que, prensado por un émbolo, adquiría su forma final. Tanto el molde como el émbolo podían tener diseños que quedaban grabados en la pieza.
El vidrio fundido puede ser estirado en el
horno para conseguir tubos, láminas y
varillas de vidrio con un corte uniforme. Los
tubos se obtienen estirando una masa
cilíndrica de vidrio semifluido al mismo
tiempo que se aplica un chorro de aire en el
centro del cilindro.
En un principio las láminas de vidrio y, en
particular las lunas, se conseguían mediante
el vertido de vidrio fundido sobre una
superficie plana, efectuando un posterior
alisado con rodillo y un acabado final
puliendo ambas caras. Hoy se fabrican
mediante un alisado continuo con un rodillo
laminador doble.
Después de dar forma a un objeto de vidrio, éste pasa por el recocido, que suprime las tensiones que hayan podido originarse durante el enfriamiento (véase Recocido). Esas tensiones internas se suprimen recalentando el vidrio a una temperatura muy alta y enfriándolo después muy despacio para evitar nuevas tensiones. Pero también pueden producirse ciertas tensiones intencionadamente para conferirle resistencia. Dado que el vidrio se rompe por las tensiones longitudinales que se originan con un rasguño infinitesimal de la superficie, al comprimirse dicha superficie se aumenta la cantidad de tensión longitudinal que el vidrio puede resistir antes de romperse. Mediante el método llamado temple se comprime la superficie calentando el vidrio hasta un estado casi plástico y luego se enfría rápidamente con un golpe de aire o sumergiéndolo en un baño líquido. La superficie se endurece de forma inmediata; la contracción subsiguiente de las partes internas, que se enfrían más lentamente, ejerce la compresión. Mediante dicho método se pueden obtener compresiones de superficie de piezas de gran grosor cercanas a los 2.460 kg/cm2. También se han desarrollado métodos químicos para aumentar la resistencia: procesos de intercambio de iones mediante los cuales se altera la composición o estructura de la superficie del vidrio provocando la compresión. Mediante métodos químicos puede obtenerse una resistencia superior a los 7.000 kg/cm2.
Decoración
Después del recocido, un objeto de vidrio puede ornamentarse de muchas maneras. Las más frecuentes son el tallado, el grabado y el dorado.
Tallado
Para obtener cristal tallado se realizan facetas, estrías y surcos sobre la superficie mediante discos giratorios de distinto tamaño, material y forma, o con un chorro de agua con un abrasivo. Los pasos que se siguen son la aplicación del dibujo, el tallado en bruto, el esmerilado y el pulido.
Los diseños pueden tallarse con una punta de diamante, con aguja de metal o utilizando ruedas o muelas giratorias, por lo general de cobre.
Grabado
Para grabar una decoración se puede recurrir al ácido, con el que pueden obtenerse resultados que van desde un acabado en bruto hasta el acabado mate.
Para el grabado por chorro de arena se proyectan finísimos granos de arena, sílex molido o hierro pulverizado a gran velocidad sobre la superficie del cristal que dejan un acabado mate.
En la decoración en frío se pinta el objeto con laca u óleos sin recurrir al horno para su posterior fijación.
En la pintura con esmalte, una vez aplicada la pintura en frío, se fija a la superficie introduciendo el objeto decorado en un horno a una temperatura inferior a la de la fundición del vidrio.
Dorado
Se puede aplicar pan de oro, purpurina o polvo de oro a vajillas de vidrio sin someterlas posteriormente a un segundo horneado. Sin embargo, si se desea que la pieza permanezca inalterable, es necesario hornearla a una temperatura baja.
Vidrio de ventanas
El vidrio para las ventanas se utiliza desde el siglo I d.C. y al principio se hacía por colado o soplado de cilindros huecos que luego se cortaban y apisonaban formando una lámina. El proceso del vidrio de corona es posterior y consistía en el soplado y moldeado de la masa vítrea para convertirla en un globo aplastado o corona. Después se apoyaba la parte plana sobre una base y se retiraba la caña de soplar. El agujero que dejaba la caña se agrandaba al centrifugar la corona recalentada sobre la base y se iba ampliando por la fuerza centrífuga hasta acabar aplastándose y dando paso a una gran lámina circular. Luego se retiraba la base, que dejaba una marca o diana. Hoy casi todos los vidrios de ventana se hacen a máquina mediante el procedimiento de estirado vertical de la masa vítrea procedente de un horno de fusión. En el procedimiento Foucault la lámina de vidrio se estira a través de un cilindro refractario encajado por debajo de la superficie de la cuba de vidrio y después se pasa a una cámara de recocido vertical, para finalmente emerger en un piso superior donde se corta en hojas.
vidrio de luna esmerilado y pulido. El vidrio de luna se produjo por primera vez en San Gobain, Francia, en 1668, vertiendo vidrio fundido sobre una mesa de hierro y alisándolo luego con un rodillo. Después de una recocción se le daba el acabado final puliendo ambas caras. Hoy se fabrican mediante un alisado continuo con un doble rodillo laminador situado al final de un horno de cuba. Al salir de la galería de recocido ambas caras se someten a un acabado continuo y simultáneo.
En la actualidad, el esmerilado y pulido han sido sustituidos por el proceso de vidrio flotante, que es más económico. Mediante este proceso se forman superficies planas en ambas caras haciendo flotar una lámina continua de vidrio sobre una cuba con estaño fundido. La temperatura es lo bastante alta como para eliminar las imperfecciones gracias al continuo fluir del vidrio; y descendiendo gradualmente a medida que el vidrio atraviesa la cuba de estaño, al final la lámina vítrea entra en una larga galería de recocido.
Los vidrios laminados sin pulir, que suelen presentar superficies con dibujos realizados por diseños grabados en los rodillos, se usan en la construcción arquitectónica. En los vidrios de malla metálica se introduce la malla en el vidrio fundido antes de que éste pase entre los rodillos laminadores. Se usan para evitar que el vidrio se haga añicos al romperse. El vidrio inastillable o de seguridad, que se utiliza en los parabrisas de los coches, está compuesto de dos placas de vidrio adheridas de forma hermética a un plástico intercalado entre ambas que sirve para retener los fragmentos incluso en caso de rotura.
Las botellas, los tarros de cosmética y otros recipientes de cristal se producen con un proceso automático que combina el prensado (para la formación de la abertura del recipiente) y el soplado (para la formación del interior del recipiente). El proceso automático típico de fabricación de botellas por soplado es el siguiente: se vierte un poco de vidrio fundido en un molde estrecho e invertido y se presiona con aire contra el fondo del molde, que corresponderá al cuello de la botella una vez acabada. Después se aplica un deflector sobre la parte superior del molde y una inyección de aire que entra por la parte inferior, a través del cuello, forma parte de la botella. La botella a medio formar, llamada esbozo, es transportada por el cuello, luego se le da la vuelta y se deposita en otro molde donde se le aplica un soplado que le da la forma definitiva. En otro tipo de máquina, utilizada para recipientes de boca ancha, el esbozo se prensa dentro del molde con un émbolo antes de ser soplado dentro del molde definitivo. Los frascos poco profundos, como los utilizados en cosmética, se hacen por prensado.
La mayor parte de las lentes de gafas, microscopios, telescopios, cámaras e instrumentos ópticos se hacen con vidrio óptico (véase Lente; Óptica). El vidrio óptico se diferencia de otros vidrios por el modo en que refracta la luz. La fabricación de este tipo de vidrio es una operación delicada que requiere gran exactitud. La materia prima tiene que ser de la máxima pureza y debe manipularse con gran cuidado para que no exista ninguna imperfección durante el proceso. Cualquier burbuja de aire, por pequeña que sea, o cualquier partícula no vitrificada causaría una distorsión en la superficie de la lente, al igual que las estrías que se producen si no existe homogeneidad química o las tensiones causadas por un recocido inadecuado.
En un principio, el vidrio óptico se fundía en crisoles durante periodos prolongados de tiempo en los que tenía que removerse sin cesar con una varilla refractaria. Tras un recocido prolongado, el vidrio se rompía en fragmentos. Las mejores secciones se reducían aún más, se recalentaban y presionaban hasta que adquirían la forma deseada. En los últimos años se ha adoptado un nuevo método para la fabricación continua de vidrio en crisoles recubiertos de platino que se remueven con varillas recubiertas con el mismo metal en las cámaras cilíndricas de acabado (u homogeneizantes). Mediante este proceso se obtiene mayor cantidad de vidrio óptico, más barato y de superior calidad al que se obtenía con el método anterior. Cada vez se utiliza más el plástico en lugar del vidrio óptico para las lentes simples. Aunque el primero no tiene tanta duración y resistencia al rayado como el segundo, es más fuerte, más liviano y puede absorber tintes de color.
Vidrio fotosensible
El vidrio fotosensible es similar a la película fotográfica en la que los iones de oro o plata del material reaccionan ante la luz. Se utiliza en procesos de impresión y reproducción. Un tratamiento de calor después de una exposición a la luz produce cambios permanentes en el vidrio fotosensible.
El vidrio fotocrómico se oscurece por exposición a la luz, pero recupera su claridad original cuando la luz desaparece, lo cual se logra mediante la acción de la luz sobre cristales extremadamente diminutos de cloruro o bromuro de plata distribuidos en el cristal. Se utiliza para fabricar lentes o gafas que se oscurecen o aclaran según se expongan al sol o no y también en el campo de la electrónica.
Cerámica de vidrio
Los vidrios que contienen algunos metales forman una cristalización localizada al ser expuestos a la radiación ultravioleta. Si se someten a altas temperaturas se obtiene una cerámica cristalina con resistencia mecánica y propiedades aislantes frente a la electricidad mayores que el vidrio común. Dicha cerámica se utiliza en la actualidad para cocinar, para las cabezas de cohetes y como piezas de protección térmicas de los transbordadores espaciales. Otros vidrios metálicos —incluidas las aleaciones de metales puros— pueden magnetizarse, son fuertes y flexibles y resultan de gran utilidad en los transformadores eléctricos de alto rendimiento.
4.7
Se pueden obtener fibras que admiten ser tejidas o convertidas en fieltro como si fueran fibras textiles estirando el vidrio fundido hasta obtener filamentos con un diámetro de apenas unas milésimas de milímetro. Puede obtenerse hilo continuo de filamento múltiple así como fibranas cortas de una longitud de 25 a 30 centímetros.
Con las fibras de vidrio se pueden tejer telas para ropa y tapicería excelentes por su estabilidad química, fuerza y resistencia al fuego y al agua. Por sí mismas o combinadas con resinas son excelentes aislantes eléctricos. Si se impregna con plástico una fibra de vidrio, se consigue un compuesto en el que se combina la resistencia y la inercia del vidrio con la resistencia al impacto del plástico.
El pavés de vidrio o baldosa prensada son bloques de construcción con caras acanaladas o con otros diseños, que pueden colocarse con argamasa y utilizarse para paredes exteriores o tabiques interiores de edificios.
La espuma de vidrio, utilizada en flotadores o como aislante, se obtiene añadiendo un agente espumoso al vidrio molido muy fino, y calentando la mezcla hasta una temperatura con la que los agentes espumosos sueltan un gas que produce multitud de pequeñas burbujas dentro del vidrio.
En la década de 1950 se desarrolló la fibra óptica que tiene muchas aplicaciones en la investigación científica, la medicina y la industria. Los filamentos de vidrio de alto índice refractario, dispuestos paralelamente y separados por delgadas capas de cristal de bajo índice refractario, pueden someterse a técnicas ópticas para la obtención de lentes. Los fibroscopios, formados por haces de fibras ópticas, pueden transmitir una imagen a través de ángulos agudos facilitando la observación de lugares normalmente inaccesibles. La aplicación de la fibra óptica sólida en lentes reductoras, lentes de aumento y placas también ayuda a mejorar la visión. La fibra óptica utilizada junto con el láser ha sido fundamental para el desarrollo de los sistemas de comunicación (véase Teléfono). En la década de 1970 se descubrió un nuevo tipo de vidrio llamado halógeno que podría ser de enorme utilidad en este campo. Está compuesto por un halógeno, como el flúor, combinado con un metal pesado, como el circonio, el bario o el hafnio.
El vidrio láser tiene un alto porcentaje de óxido neodimio y es capaz de emitir luz láser si el vidrio se introduce y se ensambla dentro de un dispositivo apropiado. Está considerado una buena fuente de láser, dada la relativa facilidad con la que pueden obtenerse grandes cantidades de muestras de vidrio de gran potencia.
Las células de cristal doble son unidades compuestas por dos placas de vidrio de ventana o de luna unidas por los bordes, que contienen aire entre ellas. Para su elaboración se utilizan varios tipos de materiales de sellado y separación. Son excelentes aislantes térmicos para ventanas y no se empañan con la humedad.
En la década de 1980 se desarrolló en la Universidad de Florida un método para fabricar grandes estructuras de vidrio sin tener que usar altas temperaturas. Conocida como sol-gel, esta técnica consiste en mezclar agua con una sustancia química como el tetrametoxilano para producir un polímero de óxido silíceo; un aditivo químico retarda el proceso de condensación y permite que el polímero se construya uniformemente. Esta técnica puede llegar a ser muy útil para la fabricación de vidrios de formas complejas de gran tamaño con propiedades específicas.
Después del rellenado o reutilización, el reciclaje es la mejor opción para el vidrio (que es reciclable al 100%), pero siempre teniendo en cuenta que el de las ventanas, bombillas o focos, fluorescentes o fragmentos de vitrocerámica está fabricado con mezclas de varios materiales, por lo que es imposible reciclarlo con el vidrio ordinario. El vidrio para reciclar se deposita en contenedores (iglúes), generalmente de color verde; este tipo de recogida ya está implantado en muchos países.
El vidrio es trasladado a las plantas de tratamiento y allí se limpia de cualquier impureza (etiquetas, tapas...). A continuación se traslada a un molino donde se tritura, siendo el resultado de este proceso el casco o calcín. Éste se traslada a las fábricas de envases de vidrio, se mezcla con arena, sosa, caliza y otros componentes y se funde a 1.500 °C. Una vez fundido, el vidrio debe ser homogeneizado hasta obtener una masa en estado líquido: la gota de vidrio. Esta gota se lleva al molde, que dará forma al envase. Estos envases tienen las mismas características que los originales.
Cada tonelada de vidrio que se recicla ahorra una energía equivalente a 136 litros de petróleo y sustituye a 1,2 toneladas de materias primas como sílice (arena), caliza y ceniza de sosa que se emplean para fabricar vidrio nuevo, siendo la extracción de estos componentes la que además provoca un impacto importante en el paisaje y los ecosistemas. Una cantidad de 3.000 botellas recicladas supone una reducción de unos 1.000 kg de basura y se puede ahorrar hasta un 50% de un recurso tan escaso y valioso como el agua. En 1990 España recicló 304.000 toneladas de vidrio y cerca de 500.000 toneladas en 2000, lo que la situó en el quinto lugar de la Unión Europea en toneladas de vidrio reciclado, por debajo de Alemania, Francia, Italia y el Reino Unido.