SECCIÓN 1. VIDRIO HUECO
2. CARACTERÍSTICAS DEL PROCESO DE FABRICACIÓN
Dentro del vidrio hueco pueden diferenciarse, a su vez, distintos grupos según el producto
fabricado: envases (botellas, tarros y frascos), vidrio para iluminación, moldeados y
aisladores. El proceso de fabricación de todos estos tipos de vidrio es muy similar y sigue el
esquema general expuesto en la siguiente figura.
Figura 2.1.1.- Proceso tipo de fabricación de vidrio hueco.
El proceso de fabricación del vidrio hueco comienza con la descarga en los silos de
recepción de las materias primas (arena, carbonato sódico, caliza y componentes
secundarios), desde los cuales son trasladadas a los silos de almacenamiento. Seguidamente
se realiza el pesaje automático de las cantidades exactas de las materias primas mediante
básculas electrónicas, lográndose la mezcla adecuada que alimentará el horno de fusión y que
se denomina mezcla vitrificable.
Esta mezcla es sometida a un proceso de fusión en continuo en hornos a una temperatura
por encima de los 1.500 ºC. En la siguiente tabla, se muestran los tipos de hornos utilizados
en la fusión del vidrio hueco y el número de hornos de cada tipo existentes:
Tabla 2.1.3. Tipos y número de hornos
TIPO DE HORNO NÚMERO
Llama de bucle: Recuperativos Regenerativos 3 29 Llama transversal: Recuperativos Regenerativos 3 5 Fuente: Vidrio España (2005).
- Casco de vidrio externo - Arena - Carbonato sódico - Caliza - Componentes secundarios
Las etapas de conformado, enfriamiento, transformación, tratamientos posteriores,
acabados, etc, son específicas de cada tipo de vidrio hueco.
2.1. Conformado
El proceso de conformado se produce a través de moldes de diversos tipos. Aunque
depende del producto, en general el grado de automatización del vidrio hueco es muy alto.
Una característica común de los diferentes procesos de conformado es el sistema de
alimentación por medio de gotas de vidrio; el vidrio fundido procedente del horno pasa al
alimentador a través de un canal de material refractario. Al pasar por estos canales, el vidrio
se enfría algunas decenas de grados en su primer tramo y luego sigue avanzando, calentado
por una serie de quemadores que lo mantienen a una temperatura constante hasta su descarga
en los moldes a través del alimentador de gota.
Estos sistemas de alimentación permiten suministrar una serie continua de gotas de vidrio
fundido, iguales en peso y en forma entre sí, a la máquina formadora. El control de la forma,
el peso y la velocidad de goteo, dependen de la viscosidad. Por ello, el control de la
temperatura debe de ser muy riguroso. El mantenimiento de la temperatura se consigue
aportando energía, bien eléctrica (en el caso de producciones especiales), bien mediante la
combustión de gas natural o propano.
Antes de describir los diferentes procesos de conformado existentes en la industria
española es preciso hacer las siguientes consideraciones:
En primer lugar, su condición de proceso contínuo. Un horno trabaja de forma
ininterrumpida durante la campaña, que viene a ser del orden de 10 años, las 24 horas
del día, los 365 días del año.
En segundo lugar, la uniformidad de los procesos. No existen tecnologías alternativas en
la fabricación de envases de vidrio. Únicamente pueden observarse pequeñas
diferencias en cuanto al tipo de horno y el proceso de moldeo.
En tercer lugar, la tecnología suele proceder de suministradores especializados, a los
que se adquiere el equipamiento.
2.1.1.-Proceso de fabricación de envases: soplado-soplado y prensado-
soplado
Desde el punto de vista del mercado, en los envases de vidrio hay que distinguir los
envases estándar (generalmente botellas, frascos y tarros) de los personalizados con diseños
especiales dirigidos a nichos de mercado como la perfumería. En todo caso, el conformado en
la fabricación automática de envases se ajusta a uno de estos dos procesos, que a su vez
pueden ser a gota simple, doble, triple o cuádruple:
Soplado-soplado
El proceso de soplado-soplado puede dividirse en las siguientes etapas:
Etapa 1. Las gotas de vidrio caen del canal de alimentación y son recogidas por un
conducto móvil que siguiendo un orden determinado las conduce sucesivamente
hacia cada uno de los moldes preliminares de la máquina. Éstos, colocados en
posición invertida, reciben la gota y a continuación son obturados por una cabeza
sopladora que inyecta un breve golpe de aire para facilitar la penetración de la gota
hasta el fondo del premolde, al mismo tiempo que un punzón situado en la parte
inferior forma la boca de la botella. Esta pre-botella se denomina "paresón".
Etapa 2. Se abre el premolde y un brazo mecánico toma el paresón por su boca y lo
transfiere, invirtiendo su posición, al molde de acabado. El molde y su contenido
reciben un nuevo soplado para la forma definitiva y se enfrían lo suficiente para
evitar cualquier deformación de la pieza que pudiera producirse a su salida del
molde.
Etapa 3. Se abre el molde y la botella terminada se coloca sobre la cinta
transportadora que la conduce al archa de recocido, tras el depósito de un
recubrimiento que mejora sus propiedades.
Prensado-soplado
La diferencia con respecto al proceso anterior está en que en la primera etapa, el vidrio se
ajusta al molde por la acción de un punzón de dimensiones predeterminadas en lugar de
mediante soplado. De este modo se posibilita un reparto uniforme del vidrio y
consecuentemente unos espesores de las paredes del envase muy precisos.
. Fuente: "Documento de referencia de Mejores Técnicas Disponibles en la Industria de Fabricación del Vidrio. Documento BREF", Ministerio de Medio Ambiente, 2004.
2.1.2.-Otros procesos de conformado
El prensado parte de unos principios mecánicos similares. El proceso consiste en depositar
la gota sobre un molde, comprimirla con la parte superior del molde y abrir éste cuando el
vidrio ya está rígido.
El centrifugado se emplea para obtener artículos huecos de simetría axial (platos, fuentes)
o bien para la obtención de piezas de gran diámetro o piezas de vidrio decorativo, debido a la
mejor calidad de la superficie resultante.
2.2. Moldes
Los moldes utilizados en las máquinas automáticas de la industria del vidrio hueco han
alcanzado un alto grado de perfección, tanto en sus tolerancias dimensionales como en el
acabado de sus superficies.
Actualmente, los moldes suelen realizarse por terceros, aunque la mayoría de las fábricas
cuentan con talleres para el mantenimiento y reparación de los mismos. Su elevado coste hace
que deban recibir un mantenimiento especial que prolongue su vida útil.
2.3. Recocido
Después del moldeo, el vidrio se somete a un proceso de enfriamiento y recocido, etapa
crítica ya que se requiere que el vidrio pase de un estado plástico a uno rígido con la
suficiente lentitud para que su estructura se relaje de forma uniforme y adquiera en todos sus
puntos el mismo volumen específico. Este proceso implica la eliminación de las tensiones
mecánicas, normalmente introducidas en el proceso de conformado.
2.4. Tratamientos superficiales
Durante la fabricación de las piezas de vidrio, se aplican diversos tratamientos para
mejorar su comportamiento mecánico previniendo la aparición de microfisuras en la
superficie producidas por el roce entre piezas o con otros elementos externos. Estos
tratamientos superficiales se aplican a la salida de la máquina de conformado ("en caliente"),
a la salida del archa de recocido y antes del proceso de control y empaquetamiento ("en
frío"). Se emplean precursores de óxidos de estaño y titanio en caliente y ácidos oleicos y
parafinas, aplicados mediante pulverización de una suspensión acuosa en frío.
2.5. Otras operaciones de acabado
En el siguiente cuadro se resumen algunas de las principales operaciones típicas de los
terminados y acabados:
Tabla 2.1.4. Operaciones de acabado en vidrio hueco
TERMINADO CARACTERÍSTICAS
MECÁNICO Tallado.
Esmerilado.
PULIDO Utilización de diferentes abrasivos en función del producto, tales como óxido de cerio, óxidos férricos, etc.
SOLDADURA Proceso térmico para la unión de diferentes piezas que conforman un producto.
Tabla 2.1.4. Operaciones de acabado en vidrio hueco
TERMINADO CARACTERÍSTICAS
GRABADOS AL ÁCIDO Distintos acabados como el mateado, vidrios translúcidos, satinados, etc. Suelen emplearse distintas concentraciones de diferentes ácidos y sus mezclas: ácido fluorhídrico, soluciones de fluoruros ácidos, fluoruro de amonio, ácido sulfúrico, etc...
DECORADOS Diversos recubrimientos y tratamientos para decorados: esmaltes, metalizados, recubrimientos con capas plásticas protectoras y recubrimientos de óxidos (Sn y Ti) utilizados en envases de vidrio. TEMPLADOS Templados térmicos.
Templados químicos.
En este tipo de operaciones suelen generarse gran cantidad de residuos sólidos.
2.6. Controles
Un alto porcentaje de las inversiones realizadas por la industria vidriera se destinan a
garantizar la calidad por el control unitario automático de la totalidad de las piezas fabricadas.
Mediante sistemas electrónicos en continuo se verifican las diferentes características, en
particular, control de la boca, homogeneidad del espesor y existencia de grietas, piedras y/o
burbujas.
Además, existe un control muestral que permite conocer en cada instante la distribución
estadística de otras propiedades como resistencia a la presión interna, resistencia al rayado y
ángulo de desligamiento.
2.7. Embalado
El proceso termina con el embalaje automático de las paletas retractiladas que se
distribuyen al mercado.
3. NIVELES ACTUALES DE EMISIONES Y CONSUMOS DE ENERGÍA
In document
GUÍA DE MEJORES TÉCNICAS DISPONIBLES EN ESPAÑA EN LA FABRICACIÓN DE VIDRIO
(página 35-40)