Fabricacion Del Vidrio

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1 1 conservar el medio ambiente y no contaminarlo.

conservar el medio ambiente y no contaminarlo.



 El vidrio se forma con diferentes tipos de sales. El componente más importante es el El vidrio se forma con diferentes tipos de sales. El componente más importante es el dióxido dedióxido de

silicio en forma de arena. Para

silicio en forma de arena. Para fabricar el vidrio común se añaden carbonato sódico y fabricar el vidrio común se añaden carbonato sódico y piedra calizapiedra caliza (carbonato de calcio). El tono verdoso del vidrio antiguo

(carbonato de calcio). El tono verdoso del vidrio antiguo se debe a las se debe a las impurezas de hierro de laimpurezas de hierro de la arena. Los vidrios modernos incorporan otros ingredientes para

arena. Los vidrios modernos incorporan otros ingredientes para mejorar el color y algunas de mejorar el color y algunas de sussus propiedades, por ejemplo, la resistencia al calor.

propiedades, por ejemplo, la resistencia al calor.



 El vidrio se obtiene a unos 1.500 °C deEl vidrio se obtiene a unos 1.500 °C de arena de sílicearena de sílice (SiO(SiO22),), carbonato de sodiocarbonato de sodio (Na(Na22COCO33))

yy calizacaliza (CaC(CaCOO33).).



 LAS MATERIAS PRIMAS:LAS MATERIAS PRIMAS:

Para la

Para la producción moderna de una gran variedad de vidrios se emplea una producción moderna de una gran variedad de vidrios se emplea una mezcla de materiasmezcla de materias primas que se introducen en un depósito

primas que se introducen en un depósito llamado tolva.llamado tolva.



 Arena:Arena: es el principal componentees el principal componente



 Carbonato o sulfato de sodio:Carbonato o sulfato de sodio: así la arena se funde a menor temperatura.así la arena se funde a menor temperatura.



 Piedra caliza:Piedra caliza: para que el cristal no se descomponga en el agua.para que el cristal no se descomponga en el agua.



 Cristal reciclado:Cristal reciclado: su uso es ecológico porque ahorra el gasto de las otras materias primas.su uso es ecológico porque ahorra el gasto de las otras materias primas. II.

II. DEFINICION OPERACIONAL DEL PROCESO INDUSTRIAL INORGANICO DEFINICION OPERACIONAL DEL PROCESO INDUSTRIAL INORGANICO EN ESTUDIOEN ESTUDIO



 Este material sólido, frágil y Este material sólido, frágil y por lo general transparente presenta diferentes colorespor lo general transparente presenta diferentes colores

Según los componentes que se utilicen en su fabricación Según los componentes que se utilicen en su fabricación



 El vidrio es un material inorgánicoEl vidrio es un material inorgánico duro,duro, frágil,frágil, transparentetransparente yy amorfoamorfo que se encuentra en laque se encuentra en la

naturaleza aunque también puede ser producido por el hombre. El

naturaleza aunque también puede ser producido por el hombre. El vidrio artificial se usa para hacervidrio artificial se usa para hacer ventanas,

ventanas, lentes,lentes, botellasbotellas y una gran variedad de productos. El vidrio es un tipo dey una gran variedad de productos. El vidrio es un tipo de materialmaterial cerámico

cerámico amorfo.amorfo.



 El vidrio es un material totalmente reciclable y no hay límite en la El vidrio es un material totalmente reciclable y no hay límite en la cantidad de veces que puede sercantidad de veces que puede ser

reprocesado. Al reciclarlo no se pierden las propiedades y se

reprocesado. Al reciclarlo no se pierden las propiedades y se ahorra una cantidad de energía deahorra una cantidad de energía de alrededor del 30% con respecto al

alrededor del 30% con respecto al vidrio nuevo.vidrio nuevo.



 Se pueden distinguir seis tipos de productos de la Se pueden distinguir seis tipos de productos de la industria vidriera: el cristal de vidrio ordinario; elindustria vidriera: el cristal de vidrio ordinario; el

cristal para ventanas, puertas, mobiliario, espejería e industria del automóvil; los “vidrios huecos” cristal para ventanas, puertas, mobiliario, espejería e industria del automóvil; los “vidrios huecos” para la botellería y la cubiletería; los “vidrios técnicos”, para la óptica, las ampollas, los tubos del para la botellería y la cubiletería; los “vidrios técnicos”, para la óptica, las ampollas, los tubos del televisor, etc.; la fibra de vidrio,

televisor, etc.; la fibra de vidrio, utilizada como textil, o utilizada en utilizada como textil, o utilizada en la forma de paneles que sirvenla forma de paneles que sirven para el aislamiento térmico; y el v

para el aislamiento térmico; y el vidrio trabajado a mano. Todos estos idrio trabajado a mano. Todos estos vidrios difieren sensiblementevidrios difieren sensiblemente por su composición, y sobre todo

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FABRICACIÓN DEL VIDRIO

FABRICACIÓN DEL VIDRIO]

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III.

III. PROPIEDADES FISICAS, QUIMICAS, TERMODINAMICAS Y AMBIENTALES DEL PROCESOPROPIEDADES FISICAS, QUIMICAS, TERMODINAMICAS Y AMBIENTALES DEL PROCESO 1.

1. Propiedades físicas:Propiedades físicas:



Densidad a 25 °C : Densidad a 25 °C : 2.49 g/cm2.49 g/cm33 

Coeficiente de dilatación lineal a 25Coeficiente de dilatación lineal a 25°C : 8,72•10°C : 8,72•10-6-6°C°C-1-1 

Tensión superficial a 1200 °C : Tensión superficial a 1200 °C : 319 dinas/cm319 dinas/cm 

Índice de refracción (a 589,3 nm) : 1,52Índice de refracción (a 589,3 nm) : 1,52 

Constante dieléctrica (4.5.18Constante dieléctrica (4.5.1888Hz) : 7,3Hz) : 7,3 

Calor específico a 25 °C : 0.2 cal/g/°CCalor específico a 25 °C : 0.2 cal/g/°C

2.

2. Propiedades químicas:Propiedades químicas:



DENSIDAD:DENSIDAD: 

 Debido a los distintos tipos de Debido a los distintos tipos de vidrios que pueden ser fabricados, las densidades varían devidrios que pueden ser fabricados, las densidades varían de acuerdo a la sustancia con la

acuerdo a la sustancia con la que sean complementados; normalmente un vidrio puede tenerque sean complementados; normalmente un vidrio puede tener densidades relativas (con respecto al agua) de 2

densidades relativas (con respecto al agua) de 2 a 8, a 8, lo cual significa que hay vidrios quelo cual significa que hay vidrios que pueden ser más ligeros que el

pueden ser más ligeros que el aluminio y vidrios que puedan ser más aluminio y vidrios que puedan ser más pesados que el acero.pesados que el acero.



 La densidad en un vidrio aumenta al La densidad en un vidrio aumenta al incrementar la concentración de óxido de calcio y óxidoincrementar la concentración de óxido de calcio y óxido de titanio. En cambio sí

de titanio. En cambio sí se eleva la cantidad de alúmina (Al2O3) o se eleva la cantidad de alúmina (Al2O3) o de magnesia (MgO) lade magnesia (MgO) la densidad disminuye.

densidad disminuye.



VISCOSIDADVISCOSIDAD 

 La viscosidad es definida como la propiedad de La viscosidad es definida como la propiedad de los fluidos que caracteriza su resistencia alos fluidos que caracteriza su resistencia a fluir, debida al rozamiento entre sus moléculas; generalmente un material viscoso es aquel fluir, debida al rozamiento entre sus moléculas; generalmente un material viscoso es aquel que es muy denso y

que es muy denso y pegajoso.pegajoso.



 La viscosidad en materia de vidrios es muy La viscosidad en materia de vidrios es muy importante porque esta determinará la velocidadimportante porque esta determinará la velocidad de fusión.

de fusión.



 La viscosidad es una propiedad de los líquidos, lo La viscosidad es una propiedad de los líquidos, lo cual parecerá confuso para el estudio delcual parecerá confuso para el estudio del vidrio, pero la realidad es

vidrio, pero la realidad es que un vidrio es realmente un líquido sobre enfriado, lo que un vidrio es realmente un líquido sobre enfriado, lo cualcual significa es un líquido que llega a m

significa es un líquido que llega a mayores temperaturas que la de solidificación. Laayores temperaturas que la de solidificación. La

viscosidad va variando dependiendo de los componentes del vidrio (figura 6). Para lograr viscosidad va variando dependiendo de los componentes del vidrio (figura 6). Para lograr unauna mayor dureza, la viscosidad debe ser invariable, que no

mayor dureza, la viscosidad debe ser invariable, que no baje ni suba, así sus baje ni suba, así sus moléculas tienenmoléculas tienen una atracción fija y por lo tanto dureza.

una atracción fija y por lo tanto dureza.



CORROSIONCORROSION 

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FABRICACIÓN DEL VIDRIO

FABRICACIÓN DEL VIDRIO]

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es muy buena no quiere decir que

es muy buena no quiere decir que sea indestructible ante la corrosión, existen cuatrosea indestructible ante la corrosión, existen cuatro sustancias que logran esta excepción.

sustancias que logran esta excepción. 3.

3. Propiedades térmicas:Propiedades térmicas:



CONDUCTIVIDAD TÉRMICACONDUCTIVIDAD TÉRMICA 

 La conductividad térmica del vidrio es de aproximadamente 0,002 cal/cm seg. La conductividad térmica del vidrio es de aproximadamente 0,002 cal/cm seg. °C. Cifra°C. Cifra mucho más baja que la

mucho más baja que la conductividad de los metales, no obstante el vidrio tiene unaconductividad de los metales, no obstante el vidrio tiene una variable que no se aplica a

variable que no se aplica a los demás materiales, la radiación causada por ellos demás materiales, la radiación causada por el almacenamiento de luz infrarroja y ultravioleta, la cual es

almacenamiento de luz infrarroja y ultravioleta, la cual es muy variable y puede provocar enmuy variable y puede provocar en ocasiones que el vidrio transmita el calor

ocasiones que el vidrio transmita el calor de manera mucho más efectiva que los metales,de manera mucho más efectiva que los metales, es por esto que esta

es por esto que esta característica es raramente tomada a consideración para el diseño.característica es raramente tomada a consideración para el diseño. IV.

IV. DESCRIPCION DE LOS DIFERENTES METODOS Y TECNOLOGIAS DE INDUSTRIALIZACION DELDESCRIPCION DE LOS DIFERENTES METODOS Y TECNOLOGIAS DE INDUSTRIALIZACION DEL PROCESO.

PROCESO. a)

a) PRODUCCION DE VIDRIO GRABADO:PRODUCCION DE VIDRIO GRABADO:



 Según definición ASTM (American Standard Testing Materials), el vidrio es un producto inorgánicoSegún definición ASTM (American Standard Testing Materials), el vidrio es un producto inorgánico de fusión, enfriado hasta llegar a

de fusión, enfriado hasta llegar a la condición de rigidez sin cristalización.la condición de rigidez sin cristalización.



 El vidrio carece de punto de fusión El vidrio carece de punto de fusión determinado, al contrario de lo que ocurre determinado, al contrario de lo que ocurre con la mayor partecon la mayor parte de los cuerpos. Desde su estado

de los cuerpos. Desde su estado líquida elevada temperatura se vuelve cada vez más pastoso alíquida elevada temperatura se vuelve cada vez más pastoso a medida que se enfría y el

medida que se enfría y el estado sólido lo adquiere entre límites de temperatura de varestado sólido lo adquiere entre límites de temperatura de varios cientosios cientos de grados.

de grados.



 La viscosidad del vidrio fundido permite elaborar objetos soplados, pero también causaLa viscosidad del vidrio fundido permite elaborar objetos soplados, pero también causa

dificultades en la fabricación, al oponerse al desprendimiento de las burbujas gaseosas retenidas dificultades en la fabricación, al oponerse al desprendimiento de las burbujas gaseosas retenidas en la masa fundida. Se

en la masa fundida. Se necesitan temperaturas próximas a 1400ºC para lograr necesitan temperaturas próximas a 1400ºC para lograr una buenauna buena fluidificación.

fluidificación. b)

b) VIDRIO PRENSADO:VIDRIO PRENSADO:



 Un vástago es Un vástago es utilizado para dar forma a la superficutilizado para dar forma a la superficie interior del artículo, al empie interior del artículo, al empujar el vidrioujar el vidrio contra el molde exterior.

contra el molde exterior. El prensado puede seEl prensado puede ser hecho tanto con la ayuda de ur hecho tanto con la ayuda de un operador, comon operador, como en forma completamente automática.

en forma completamente automática. V.

V. DESCRIPCION DEL PROCESO PRINCIPAL ELEGIDODESCRIPCION DEL PROCESO PRINCIPAL ELEGIDO Flotación

Flotación



 El vidrio se fabrica a El vidrio se fabrica a partir de una mezcla partir de una mezcla compleja de compuestos vitrificantes, como la sílice,compleja de compuestos vitrificantes, como la sílice, fundentes, como los álcalis, y estabilizantes, como la cal. Estas

fundentes, como los álcalis, y estabilizantes, como la cal. Estas materias primas se cargan en elmaterias primas se cargan en el horno de cubeta (de producción continua) por medio de una

horno de cubeta (de producción continua) por medio de una tolva. El horno se tolva. El horno se calienta concalienta con quemadores de gas o petróleo. La

quemadores de gas o petróleo. La llama debe alcanzar una temperatura suficiente, y para ello llama debe alcanzar una temperatura suficiente, y para ello elel aire de combustión se calienta en unos recuperadores construidos con ladrillos refractarios antes aire de combustión se calienta en unos recuperadores construidos con ladrillos refractarios antes de que llegue a los

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FABRICACIÓN DEL VIDRIO

FABRICACIÓN DEL VIDRIO]

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acumulado al aire de combustión. La mezcla se funde (zona de fusión) a unos 1.500 °C y avanza acumulado al aire de combustión. La mezcla se funde (zona de fusión) a unos 1.500 °C y avanza hacia la zona de

hacia la zona de enfriamiento, donde tiene lugar el recocido. En el otro extremo enfriamiento, donde tiene lugar el recocido. En el otro extremo del horno sedel horno se alcanza una temperatura de 1.200 a 1.800 °C.

alcanza una temperatura de 1.200 a 1.800 °C.



 El vidrio fundido cae por un canal El vidrio fundido cae por un canal en una piscina que contiene estaño fundido, controlando laen una piscina que contiene estaño fundido, controlando la cantidad por medio de una compuerta de

cantidad por medio de una compuerta de material refractario. Para evitar la material refractario. Para evitar la oxidación deloxidación del estaño, la cámara contiene una atmósfera protectora compuesta de

estaño, la cámara contiene una atmósfera protectora compuesta de hidrógeno y nitrógeno.hidrógeno y nitrógeno.



 Mientras el vidrio fluye por la Mientras el vidrio fluye por la piscina de estaño, la temperatura se piscina de estaño, la temperatura se reduce de manera que lareduce de manera que la plancha vaya enfriándose y endureciéndose.

plancha vaya enfriándose y endureciéndose.



 La espesura es controlada por la La espesura es controlada por la velocidad de la placa de vidrio que se velocidad de la placa de vidrio que se solidifica a medida quesolidifica a medida que continúa avanzando. Tras el recocimiento (enfriamiento controlado), el proceso termina con el continúa avanzando. Tras el recocimiento (enfriamiento controlado), el proceso termina con el vidrio presentando superficies pulidas y

vidrio presentando superficies pulidas y paralelas.paralelas. VI.

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FABRICACIÓN DEL VIDRIO

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VII.

VII. DIAGRAMA DE BLOQUES DEL PROCESO PRINCIPALDIAGRAMA DE BLOQUES DEL PROCESO PRINCIPAL

VIII.

VIII. REACCIONES QUÍMICAS QUE IDENTIFICAN AL PROCESO ELEGIDOREACCIONES QUÍMICAS QUE IDENTIFICAN AL PROCESO ELEGIDO Reacciones en el sistema Na2O

Reacciones en el sistema Na2O – – CaO - SiO2 - CO2.CaO - SiO2 - CO2.

Este sistema es, sin duda, el que ofrece mayor interés desde el punto de vista industrial, pues sirve Este sistema es, sin duda, el que ofrece mayor interés desde el punto de vista industrial, pues sirve de base a los vidrios más usuales. El establecimiento de las diferentes reacciones que en él se de base a los vidrios más usuales. El establecimiento de las diferentes reacciones que en él se producen resulta, sin embargo, muy difícil y no es posible ajustarse a un esquema único, ya que, producen resulta, sin embargo, muy difícil y no es posible ajustarse a un esquema único, ya que, entre otros factores, depende de la proporción relativa en que intervengan sus componentes, del entre otros factores, depende de la proporción relativa en que intervengan sus componentes, del tamaño de sus partículas y

tamaño de sus partículas y de la velocidad de calentamiento.de la velocidad de calentamiento.

Esto explica, por otra parte, que los resultados de los numerosos estudios realizados en este Esto explica, por otra parte, que los resultados de los numerosos estudios realizados en este sistema no sean siempre plenamente concordantes. Las materias primas

sistema no sean siempre plenamente concordantes. Las materias primas fundamentales necesariasfundamentales necesarias para formar el vidrio son: arena, carbonato de sodio, sulfato de sodio, caliza, dolomía, feldespato y para formar el vidrio son: arena, carbonato de sodio, sulfato de sodio, caliza, dolomía, feldespato y carbón. La arena por sí sola necesitaría 1750 ºC para fundir. Gracias a su asociación química y física carbón. La arena por sí sola necesitaría 1750 ºC para fundir. Gracias a su asociación química y física con la sosa, sulfato, dolomía y caliza, se favorece la vitrificación a una temperatura bastante con la sosa, sulfato, dolomía y caliza, se favorece la vitrificación a una temperatura bastante

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FABRICACIÓN DEL VIDRIO

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Se puede establecer una clasificación desde el punto de vista térmico de las diferentes reacciones Se puede establecer una clasificación desde el punto de vista térmico de las diferentes reacciones que tienen lugar en el horno entre

que tienen lugar en el horno entre Ias materias primas de la composición. Así se pueden establecerIas materias primas de la composición. Así se pueden establecer tres tipos de reacciones:

tres tipos de reacciones:



 Reacciones entre 20 y 740 °CReacciones entre 20 y 740 °C 

 Reacciones entre 740 y 900 °CReacciones entre 740 y 900 °C 

 Reacciones entre 900 y 1450 °C.Reacciones entre 900 y 1450 °C.

A 1450 ºC se puede considerar que todas las materias primas están vitrificadas y se pasa a la fase A 1450 ºC se puede considerar que todas las materias primas están vitrificadas y se pasa a la fase de afinado.

de afinado.

Reacciones entre 20 y 740 °C Reacciones entre 20 y 740 °C



 130 °C : 130 °C : Eliminación del agua de la composición ( HUMEDAD) :Eliminación del agua de la composición ( HUMEDAD) :



___(())  ___((_))



 400 °C: Comienza la descomposición de la dolomía.400 °C: Comienza la descomposición de la dolomía.



____    __ __



 573 °C: 573 °C: Transformación polimórfica del cuarzo (Reversible)Transformación polimórfica del cuarzo (Reversible)



 (())   (())   



 600 °C: La sosa y la caliza se combinan para formar el carbonato doble de sodio y calcio, que600 °C: La sosa y la caliza se combinan para formar el carbonato doble de sodio y calcio, que

funde a 813 °C. funde a 813 °C.



____ __  ((__))____



 600 ° C: Reducción del sulfato par el carbón600 ° C: Reducción del sulfato par el carbón



____     __  __ __ __ __ 

Reacciones entre 740 y 900 °C. Reacciones entre 740 y 900 °C.



 785 °C: Primer fenómeno de 785 °C: Primer fenómeno de fusión en la mezcla carbonato sódicofusión en la mezcla carbonato sódico – –caliza y al mismo tiempocaliza y al mismo tiempo

comienza la descomposición de la

comienza la descomposición de la caliza:caliza:



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 [[__((__))__]]  [[__]]  [[__ __]]  [[__  __]]  ((__))          

La devitrita reacciona con el disilicato presente: La devitrita reacciona con el disilicato presente:

 __  __ __ __  __  __                DEVITRITA DISILICATO DEVITRITA DISILICATO Reacciones entre 900 y 1450 °C. Reacciones entre 900 y 1450 °C. 

 1450 °C: Descomposición del sulfato por la 1450 °C: Descomposición del sulfato por la sílice. El SO4Na2 se descompone solo a 1400 °C sílice. El SO4Na2 se descompone solo a 1400 °C peropero

los granos de sílice que han

los granos de sílice que han quedado sin disolver, favorecen esta descomposición :quedado sin disolver, favorecen esta descomposición :



____ __   ____ __

IX.

IX. REACCIONES QUÍMICAS DERIVADASREACCIONES QUÍMICAS DERIVADAS

Reacciones entre 20 y 740 °C Reacciones entre 20 y 740 °C

El sulfato sódico se puede emplear limitadamente como materia prima alcalina para la fusión del El sulfato sódico se puede emplear limitadamente como materia prima alcalina para la fusión del vidrio. Si bien desde el punto de vista económico sería deseable que pudiera introducirse en vidrio. Si bien desde el punto de vista económico sería deseable que pudiera introducirse en proporción elevada sustituyendo al carbonato sódico, más costoso, su difícil asimilación por el proporción elevada sustituyendo al carbonato sódico, más costoso, su difícil asimilación por el vidrio reduce su uso casi exclusivamente al papel de afinante.

vidrio reduce su uso casi exclusivamente al papel de afinante. Con el fin de obtener un afinad

Con el fin de obtener un afinado mejor del vidrio se introduce en la coo mejor del vidrio se introduce en la composición una mposición una pequeñapequeña parte del óxido de sodio bajo la forma de sulfato. La reacción del sulfato sódico con la sílice no se parte del óxido de sodio bajo la forma de sulfato. La reacción del sulfato sódico con la sílice no se

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Reacciones entre 740 y 900 °C. Reacciones entre 740 y 900 °C.  __  __ __ __  __  __                 

El carbonato de magnesio que proviene de la

El carbonato de magnesio que proviene de la dolomía se descompone:dolomía se descompone:



__    __

La magnesia se combina con la

La magnesia se combina con la sílice para formar un silicato de magnesio:sílice para formar un silicato de magnesio:



   

X.

X. CONDICIONES DE PROCESOCONDICIONES DE PROCESO

Las temperaturas en el horno fluctúan entre los 1000 y 1500 ºC. El tiempo típico de operación del Las temperaturas en el horno fluctúan entre los 1000 y 1500 ºC. El tiempo típico de operación del horno por carga es de 4 horas.

horno por carga es de 4 horas.

XI.

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XII.

XII. TECNOLOGIA DE PURIFICACION DEL PRODUCTO PRINCIPAL A TECNOLOGIA DE PURIFICACION DEL PRODUCTO PRINCIPAL A OBTENER:OBTENER: Al fundir los productos de

Al fundir los productos de reacción de los componentes y al disolverse los granos de reacción de los componentes y al disolverse los granos de sílice, se producensílice, se producen variaciones locales de composición que constituyen peque

variaciones locales de composición que constituyen pequeños recintos que dan al conjunto uños recintos que dan al conjunto una estructurana estructura celular discontinua. Estas células, cuyo tamaño suele oscilar entre 1 y3

celular discontinua. Estas células, cuyo tamaño suele oscilar entre 1 y3 mm, se diferencian entre sí no mm, se diferencian entre sí no solosolo por su composición, sino también consecuentemente por su distinta viscosidad y tensión superficial que por su composición, sino también consecuentemente por su distinta viscosidad y tensión superficial que dificultan su

dificultan su interdifusión y determinan que se establezcinterdifusión y determinan que se establezcan limites interfaciales bien definan limites interfaciales bien definidos. Los recintosidos. Los recintos de mayor tensión superficial adoptan formas convexas y por

de mayor tensión superficial adoptan formas convexas y por su mayor tendencia retráctil son los quesu mayor tendencia retráctil son los que presentan mayor estabilidad y los que más

presentan mayor estabilidad y los que más tardan en homogeneizarse. Junto a tardan en homogeneizarse. Junto a estas inclusiones vítreas elestas inclusiones vítreas el fundido contiene una gran cantidad de gases disueltos y

fundido contiene una gran cantidad de gases disueltos y ocluidos que, lo mismo que aquellas, es precisoocluidos que, lo mismo que aquellas, es preciso eliminar para conseguir el grado de

eliminar para conseguir el grado de homogeneidad que requiere el vidrio acabado.homogeneidad que requiere el vidrio acabado. El proceso de homogenización de la masa

El proceso de homogenización de la masa vítrea fundida y de eliminación de parte de vítrea fundida y de eliminación de parte de los gases disueltos y delos gases disueltos y de las burbujas ocluidas recibe el nombre de afinado y

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FABRICACIÓN DEL VIDRIO]

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

 Para formar un vidrio la velocidad de cristalización del líquido subenfriado en el enfriamiento debePara formar un vidrio la velocidad de cristalización del líquido subenfriado en el enfriamiento debe ser lo suficientemente lenta para que no

ser lo suficientemente lenta para que no ocurra dicha cristalización.ocurra dicha cristalización.



 como la temperatura a la que funde la Sílice, es muy alta, se agrega Ceniza de Soda para disminuir lacomo la temperatura a la que funde la Sílice, es muy alta, se agrega Ceniza de Soda para disminuir la temperatura de fusión.

temperatura de fusión.



 las materias primas previamente mezcladas y en las las materias primas previamente mezcladas y en las proporciones adecuadas que se introducen en elproporciones adecuadas que se introducen en el horno, flotan sobre un

horno, flotan sobre un vidrio líquido contenido en la cuba del horno a vidrio líquido contenido en la cuba del horno a temperaturas que puedentemperaturas que pueden oscilar entre los 1.400ºC y los 1.600ºC

oscilar entre los 1.400ºC y los 1.600ºC XIV.

XIV. IMPACTO AMBIENTAL Y PROPUESTAS DE MITIGACIÓN.IMPACTO AMBIENTAL Y PROPUESTAS DE MITIGACIÓN. 14.1.El Reciclado del Vidrio y

14.1.El Reciclado del Vidrio y la Contaminación Ambientalla Contaminación Ambiental

El debate sobre la contaminación ambiental está creciendo en nuestra sociedad y ha alcanzado un El debate sobre la contaminación ambiental está creciendo en nuestra sociedad y ha alcanzado un lugar prominente en las políticas de salud, economía y tecnología. Sin embargo, y especialmente en lugar prominente en las políticas de salud, economía y tecnología. Sin embargo, y especialmente en el campo de los envases, frecuentemente este debate carece de precisión y se escuchan el campo de los envases, frecuentemente este debate carece de precisión y se escuchan afirmaciones comunes (o que reflejan intereses comerciales) sin

afirmaciones comunes (o que reflejan intereses comerciales) sin bases racionales o técnicas.bases racionales o técnicas.

El problema es indudablemente complejo. Se requiere un buen conocimiento de los tipos de El problema es indudablemente complejo. Se requiere un buen conocimiento de los tipos de materiales y sus propiedades, y las discusiones deben basarse en razonamientos sólidos, usando materiales y sus propiedades, y las discusiones deben basarse en razonamientos sólidos, usando métodos científicos que permitan arribar a conclusiones precisas. Como hay muchos falsos métodos científicos que permitan arribar a conclusiones precisas. Como hay muchos falsos conceptos sobre los desechos de vidrios, el propósito del autor

conceptos sobre los desechos de vidrios, el propósito del autor de este artículo es presentar algunosde este artículo es presentar algunos hechos y aclarar varios conceptos. Uno de ellos: el reciclado del vidrio no tiene nada que ver con la hechos y aclarar varios conceptos. Uno de ellos: el reciclado del vidrio no tiene nada que ver con la contaminación ambiental.

contaminación ambiental.

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 El ciclo del vidrioEl ciclo del vidrio

Todos los elementos, todas las sustancias químicas y todos los materiales tienen su propio ciclo Todos los elementos, todas las sustancias químicas y todos los materiales tienen su propio ciclo natural. El vidrio no es una excepción. La figura 1 muestra el ciclo del vidrio y se explica por sí natural. El vidrio no es una excepción. La figura 1 muestra el ciclo del vidrio y se explica por sí misma. Hay dos ciclos principales: el reuso (retorno y envasado,

misma. Hay dos ciclos principales: el reuso (retorno y envasado, luego de limpieza bajo rigurosasluego de limpieza bajo rigurosas condiciones) y el reciclado (para volver a fundir y

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Figura 1. Figura 1.

No hay pérdidas por transformación en otros componentes químicos, ya fueran sólidos, líquidos No hay pérdidas por transformación en otros componentes químicos, ya fueran sólidos, líquidos o gaseosos, ni producción de efluentes o desechos de ningún tipo, ni es necesaria la o gaseosos, ni producción de efluentes o desechos de ningún tipo, ni es necesaria la incineración. En todos los casos, la interacción con el medio ambiente no es agresiva, siendo el incineración. En todos los casos, la interacción con el medio ambiente no es agresiva, siendo el vidrio parte del mismo.

vidrio parte del mismo.

En lo que concierne a los envases será necesario subrayar que el vidrio y el aluminio son los En lo que concierne a los envases será necesario subrayar que el vidrio y el aluminio son los únicos materiales que pueden ser reciclados sin restricciones en la fabricación de nuevos únicos materiales que pueden ser reciclados sin restricciones en la fabricación de nuevos envases para bebidas y alimentos, de acuerdo con las autoridades de regulación y los códigos envases para bebidas y alimentos, de acuerdo con las autoridades de regulación y los códigos alimentarios de todos los países.

alimentarios de todos los países.

Otros materiales (plástico, madera, papel, hojalata, laminados o compuestos) no pueden ser Otros materiales (plástico, madera, papel, hojalata, laminados o compuestos) no pueden ser reciclados para nuevos envases u objetos que vayan a estar en contacto con bebidas o comidas, reciclados para nuevos envases u objetos que vayan a estar en contacto con bebidas o comidas, y tienen que ser

y tienen que ser transformados en otros productos. Sin embargo, transformados en otros productos. Sin embargo, es muy importante puntualizares muy importante puntualizar que en el caso del embalaje, el vidrio es el único material que da la opción del reuso o el que en el caso del embalaje, el vidrio es el único material que da la opción del reuso o el

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como arena, piedra caliza, carbonato de sodio y otros. Antes de la mezcla, algunas materias como arena, piedra caliza, carbonato de sodio y otros. Antes de la mezcla, algunas materias primas requieren procedimientos de trituración y purificación que usando modernas primas requieren procedimientos de trituración y purificación que usando modernas tecnologías no son contaminantes en absoluto, y todos ellos siempre sin ningún cambio tecnologías no son contaminantes en absoluto, y todos ellos siempre sin ningún cambio químico importante. En la fusión las materias primas son incorporadas en la estructura químico importante. En la fusión las materias primas son incorporadas en la estructura amorfa del vidrio.

amorfa del vidrio.

De lejos, la mayor cantidad de vidrio fabricado corresponde al vidrio común silicato sódico De lejos, la mayor cantidad de vidrio fabricado corresponde al vidrio común silicato sódico cálcico ("soda-cal"), y en volumen la producción más importante corresponde a envases. cálcico ("soda-cal"), y en volumen la producción más importante corresponde a envases. En la tabla 1 se muestra la composición media de envases de vidrio actuales (no muy En la tabla 1 se muestra la composición media de envases de vidrio actuales (no muy diferentes de la composición usada en tiempos de Roma), indicándose los constituyentes en diferentes de la composición usada en tiempos de Roma), indicándose los constituyentes en forma elemental en vez de la más usual como óxidos. Es notable la comparación de estos forma elemental en vez de la más usual como óxidos. Es notable la comparación de estos valores con la composición media de la corteza terrestre, obtenida de estimaciones valores con la composición media de la corteza terrestre, obtenida de estimaciones geoquímicas. Esto muestra que los principales elementos que constituyen estos vidrios son geoquímicas. Esto muestra que los principales elementos que constituyen estos vidrios son los mismos que aquéllos que constituyen la corteza terrestre. En la mayoría de los casos, los mismos que aquéllos que constituyen la corteza terrestre. En la mayoría de los casos, excepto el sodio y el aluminio, la

excepto el sodio y el aluminio, la coincidencia no es sólo cualitativa sino también cuantitativa.coincidencia no es sólo cualitativa sino también cuantitativa. Además, todos los elementos de la tabla forman el mismo tipo de compuestos tanto en los Además, todos los elementos de la tabla forman el mismo tipo de compuestos tanto en los vidrios como en la corteza terrestre: son los silicatos, los constituyentes principales de todas vidrios como en la corteza terrestre: son los silicatos, los constituyentes principales de todas las rocas. Desde el punto de vista mineralógico hay miles de silicatos naturales, cristalinos o las rocas. Desde el punto de vista mineralógico hay miles de silicatos naturales, cristalinos o amorfos. Entre los últimos las cenizas volcánicas, la obsidiana y otros, que son vidrios amorfos. Entre los últimos las cenizas volcánicas, la obsidiana y otros, que son vidrios naturales.

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a cualquier sustancia química, inorgánica u orgánica, y ésta es una de las características más a cualquier sustancia química, inorgánica u orgánica, y ésta es una de las características más sobresalientes de este material. Son disueltos sólo por el ácido fluorhídrico, y son atacados por el sobresalientes de este material. Son disueltos sólo por el ácido fluorhídrico, y son atacados por el ácido fosfórico caliente o por hidróxidos alcalinos concentrados; ninguna de estas sustancias ácido fosfórico caliente o por hidróxidos alcalinos concentrados; ninguna de estas sustancias existe en los suelos.

existe en los suelos.

A temperatura ambiente, el ataque químico por el agua o soluciones acuosas es despreciable e A temperatura ambiente, el ataque químico por el agua o soluciones acuosas es despreciable e imposible de medir por diferencia de masa. Los mecanismos de estas reacciones, tanto como la imposible de medir por diferencia de masa. Los mecanismos de estas reacciones, tanto como la influencia de la temperatura, composición del vidrio, composición y pH del medio, agitación y influencia de la temperatura, composición del vidrio, composición y pH del medio, agitación y otras variables, son bien conocidas y han

otras variables, son bien conocidas y han sido cuidadosamente estudiadas por muchos años.sido cuidadosamente estudiadas por muchos años. Al presente hay muchos métodos normalizados para analizar cada situación. En el más simple de Al presente hay muchos métodos normalizados para analizar cada situación. En el más simple de los casos, por ejemplo el de un objeto de vidrio común recientemente fabricado, en contacto con los casos, por ejemplo el de un objeto de vidrio común recientemente fabricado, en contacto con el agua, tiene lugar inicialmente una reacción de intercambio iónico entre los iones NA+ de la el agua, tiene lugar inicialmente una reacción de intercambio iónico entre los iones NA+ de la superficie del vidrio y los H+ del agua. En un corto tiempo se forma una capa superficial hidratada superficie del vidrio y los H+ del agua. En un corto tiempo se forma una capa superficial hidratada similar a la del "gel de sílice", que protege a la superficie del vidrio del ataque ulterior. Todos los similar a la del "gel de sílice", que protege a la superficie del vidrio del ataque ulterior. Todos los objetos de vidrio de uso diario, botellas o vidrios de ventana, están cubiertos por esta capa. El objetos de vidrio de uso diario, botellas o vidrios de ventana, están cubiertos por esta capa. El ataque químico puede proseguir solamente por un muy lento mecanismo de difusión de iones a ataque químico puede proseguir solamente por un muy lento mecanismo de difusión de iones a través de la capa. Por supuesto la

través de la capa. Por supuesto la elevación de la temperatura incrementa el valor de la corrosión,elevación de la temperatura incrementa el valor de la corrosión, y en el punto de ebullición del agua, la disolución del vidrio es más digna de atención, a pesar que y en el punto de ebullición del agua, la disolución del vidrio es más digna de atención, a pesar que todavía es muy pequeña. Sólo eliminando la capa protectora con ácido fluorhídrico el ataque todavía es muy pequeña. Sólo eliminando la capa protectora con ácido fluorhídrico el ataque puede proseguir. Esta capa protectora, de espesor de unos pocos micrómetros, explica la puede proseguir. Esta capa protectora, de espesor de unos pocos micrómetros, explica la durabilidad de los objetos de vidrio después de largos períodos de tiempo. Los mismos durabilidad de los objetos de vidrio después de largos períodos de tiempo. Los mismos fenómenos ocurren en artículos de cerámica vidriada y esmaltada. Los ejemplos son comunes, fenómenos ocurren en artículos de cerámica vidriada y esmaltada. Los ejemplos son comunes,

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FABRICACIÓN DEL VIDRIO

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El único caso de peligro potenciales la disolución de plomo de objetos de cristal de plomo, de El único caso de peligro potenciales la disolución de plomo de objetos de cristal de plomo, de bulbos de TV y de esmaltes de objetos cerámicos vitrificados, que por ello no deben mezclarse bulbos de TV y de esmaltes de objetos cerámicos vitrificados, que por ello no deben mezclarse con el vidrio común para su reciclado. Hay ensayos según normas que muestran que las con el vidrio común para su reciclado. Hay ensayos según normas que muestran que las cantidades de plomo y metales pesados liberados en condiciones específicas (por ejemplo una cantidades de plomo y metales pesados liberados en condiciones específicas (por ejemplo una solución de ácido acético al 4%, a temperatura ambiente, durante 24 horas) está en el orden de solución de ácido acético al 4%, a temperatura ambiente, durante 24 horas) está en el orden de unas pocas partes por millón (miligramos por

unas pocas partes por millón (miligramos por litro).litro).

Considerando que estos vidrios de plomo constituyen sólo una pequeña fracción de los desechos Considerando que estos vidrios de plomo constituyen sólo una pequeña fracción de los desechos del vidrio, la posibilidad de una mayor contaminación ambiental por plomo, proveniente de estos del vidrio, la posibilidad de una mayor contaminación ambiental por plomo, proveniente de estos vidrios especiales, es verdaderamente muy remota. En todo caso, es mucho menos importante vidrios especiales, es verdaderamente muy remota. En todo caso, es mucho menos importante que la liberación de plomo proveniente de instalaciones domésticas e industriales, como cañerías que la liberación de plomo proveniente de instalaciones domésticas e industriales, como cañerías y recipientes de plomo.

y recipientes de plomo.

El vidrio común es absolutamente no contaminante y no tiene sentido hablar de su El vidrio común es absolutamente no contaminante y no tiene sentido hablar de su degradabilidad para su incorporación a la corteza terrestre. Es similar al caso de cualquier roca degradabilidad para su incorporación a la corteza terrestre. Es similar al caso de cualquier roca silícea, y las rocas silíceas constituyen más del 90

silícea, y las rocas silíceas constituyen más del 90% de la corteza % de la corteza terrestre.terrestre.

Es también similar al caso de los ladrillos y otros materiales cerámicos. Tampoco tiene sentido Es también similar al caso de los ladrillos y otros materiales cerámicos. Tampoco tiene sentido considerar su biodegradabilidad. El vidrio, por su naturaleza inorgánica, no es biodegradable. Aún considerar su biodegradabilidad. El vidrio, por su naturaleza inorgánica, no es biodegradable. Aún la muy lenta degradación química que los artículos de vidrio sufren en contacto con el medio la muy lenta degradación química que los artículos de vidrio sufren en contacto con el medio ambiente no es perjudicial desde ningún punto de vista pues, como se explicó antes, sus ambiente no es perjudicial desde ningún punto de vista pues, como se explicó antes, sus productos de degradación están normalmente presentes en la naturaleza y no son productos de degradación están normalmente presentes en la naturaleza y no son contaminantes.

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fabricación de vidrio en Roma. Fabricar vidrio fue, desde el comienzo, una tarea difícil y los fabricación de vidrio en Roma. Fabricar vidrio fue, desde el comienzo, una tarea difícil y los objetos de vidrio eran altamente apreciados en la misma forma que las piedras preciosas. Eran objetos de vidrio eran altamente apreciados en la misma forma que las piedras preciosas. Eran usados para guardar

usados para guardar ungüentos y afeites caros, como regalos preciosos y ungüentos y afeites caros, como regalos preciosos y como objetos de ritual.como objetos de ritual. Los estudios arqueológicos han demostrado que trozos de vidrio de fundidos no exitosos u Los estudios arqueológicos han demostrado que trozos de vidrio de fundidos no exitosos u objetos rotos de vidrio fueron recolectados para nuevas fusiones, ahorrando de esta forma objetos rotos de vidrio fueron recolectados para nuevas fusiones, ahorrando de esta forma materia prima y trabajo. Esta era una práctica habitual para todo material valioso, como el materia prima y trabajo. Esta era una práctica habitual para todo material valioso, como el bronce y metales en general; lanzas y espadas de hierro eran recuperadas de los campos de bronce y metales en general; lanzas y espadas de hierro eran recuperadas de los campos de batalla para ser r

batalla para ser reusadas o fundidas.eusadas o fundidas.

El reciclado de los materiales comenzó con su misma fabricación. Con el arribo de la revolución El reciclado de los materiales comenzó con su misma fabricación. Con el arribo de la revolución industrial, la práctica continuó en una forma

industrial, la práctica continuó en una forma más organizada.más organizada. . En las

. En las grandes ciudades aparecieron individuos que compraban envases de vidrio vacíos y ograndes ciudades aparecieron individuos que compraban envases de vidrio vacíos y o trostros materiales descartados y los llevaban a las fábricas. (En Argentina fueron llamados "botelleros" materiales descartados y los llevaban a las fábricas. (En Argentina fueron llamados "botelleros" porque recogían mayormente botellas de vidrio).

porque recogían mayormente botellas de vidrio).

Actualmente en muchos países hay organizaciones civiles y compañías organizadas para Actualmente en muchos países hay organizaciones civiles y compañías organizadas para recolectar los desechos de vidrio, romperlos, seleccionarlos y lavarlos.

recolectar los desechos de vidrio, romperlos, seleccionarlos y lavarlos.

Esta práctica ha sido desarrollada hasta un alto nivel de tecnología y está reconocida como Esta práctica ha sido desarrollada hasta un alto nivel de tecnología y está reconocida como absolutamente necesaria para la economía del proceso, tanto para el ahorro de materia prima absolutamente necesaria para la economía del proceso, tanto para el ahorro de materia prima como de energía.

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De cada kilogramo de envase de vidrio De cada kilogramo de envase de vidrio reciclado se obtiene un kilogramo de nuevos envases.reciclado se obtiene un kilogramo de nuevos envases.

• Un k

• Un kilogramo de envases de vidrio usado ahorra ilogramo de envases de vidrio usado ahorra 1,2 kilogramos de1,2 kilogramos de materia prima.materia prima. • Una tonelada

• Una tonelada de envases de vidrio usados de envases de vidrio usados ahorra 130 kilogramos de combustible.ahorra 130 kilogramos de combustible.

XV.

XV. APLICACIONES Y FINES DEL PRODUCTO ELABORADO, TRATAMIENTO APLICACIONES Y FINES DEL PRODUCTO ELABORADO, TRATAMIENTO DE SERVICIOSDE SERVICIOS 15.1. Nuevas aplicaciones del vidrio.

15.1. Nuevas aplicaciones del vidrio.

La tendencia actual del mercado a utilizar vidrio en lugar de materiales tradicionales como el acero La tendencia actual del mercado a utilizar vidrio en lugar de materiales tradicionales como el acero o el metacrilato, confiere a productos como campanas extractoras, vitrinas frigoríficas, hornos, o el metacrilato, confiere a productos como campanas extractoras, vitrinas frigoríficas, hornos, neveras, máquinas expendedoras, etc., realizadas total o parcialmente en vidrio, una estética muy neveras, máquinas expendedoras, etc., realizadas total o parcialmente en vidrio, una estética muy superior junto con un acabado de m

superior junto con un acabado de máxima calidad.áxima calidad.

Además de la mejora estética derivada de la utilización de vidrio en máquinas dispensadoras o Además de la mejora estética derivada de la utilización de vidrio en máquinas dispensadoras o interactivas, la substitución de mandos analógicos por digitales.

interactivas, la substitución de mandos analógicos por digitales.

Tanto para la introducción del vidrio como elemento substitutivo de otros materiales Tanto para la introducción del vidrio como elemento substitutivo de otros materiales

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 Vidrio TempladoVidrio Templado

Este producto es aún más resistente que el cristal semi-templado, su superficie de compresión Este producto es aún más resistente que el cristal semi-templado, su superficie de compresión es de cuatro veces la del cristal normal (10,000 PSI o más). Contamos con una lista de las es de cuatro veces la del cristal normal (10,000 PSI o más). Contamos con una lista de las aplicaciones en las que se requiere el uso de

aplicaciones en las que se requiere el uso de este tipo de cristal.este tipo de cristal.



 Vidrio SpandrelVidrio Spandrel

Se forma con paneles de cristal opaco diseñados para ocultar componentes de construcción o Se forma con paneles de cristal opaco diseñados para ocultar componentes de construcción o para que armonice o contraste

para que armonice o contraste con algún cristal de visión.con algún cristal de visión. 15.2.1. En la i

15.2.1. En la industria óptica.ndustria óptica.

Los patrones que se imprimen en los vidrios serigrafiados ofrecen mayor privacidad y Los patrones que se imprimen en los vidrios serigrafiados ofrecen mayor privacidad y

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El método actual es el llamado “float”, f

El método actual es el llamado “float”, f ue inventado por AlastairPilkington y ha sido adoptadoue inventado por AlastairPilkington y ha sido adoptado como el método universal de fabricación para vidrio de alta calidad. Este proceso se basa en que como el método universal de fabricación para vidrio de alta calidad. Este proceso se basa en que la masa de vidrio -una vez fundida- se vierte sobre un baño de estaño líquido, el cual posee una la masa de vidrio -una vez fundida- se vierte sobre un baño de estaño líquido, el cual posee una planimetría perfecta. El vidrio copia la superficie plana del estaño fundido, mientras se va planimetría perfecta. El vidrio copia la superficie plana del estaño fundido, mientras se va enfriando, obteniendo así un vidrio con una planimetría perfecta, sin ondulaciones. El proceso enfriando, obteniendo así un vidrio con una planimetría perfecta, sin ondulaciones. El proceso puede verse en el esquema de la

puede verse en el esquema de la figura siguiente.figura siguiente.

1) Las materias primas son fundidas en un horno a una temperatura de 1500º C. Una vez lograda 1) Las materias primas son fundidas en un horno a una temperatura de 1500º C. Una vez lograda la homogeneización, la masa de vidrio es v

la homogeneización, la masa de vidrio es vertida sobre un baño de ertida sobre un baño de estaño fundido.estaño fundido.

El conjunto vidrio-estaño avanza en forma de banda, banda mantenida dentro de una atmósfera El conjunto vidrio-estaño avanza en forma de banda, banda mantenida dentro de una atmósfera controlada para que desaparezcan las irregulares.

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− Con una lámpara se puede hacer una iluminación más amplia por medio de fibra: Esto esCon una lámpara se puede hacer una iluminación más amplia por medio de fibra: Esto es debido a que con una lámpara se puede iluminar varias fibras y colocarlas en diferentes debido a que con una lámpara se puede iluminar varias fibras y colocarlas en diferentes lugares.

lugares.

Ejemplos de uso de la fibra óptica

Ejemplos de uso de la fibra óptica en iluminaciónen iluminación Sensores de fibra óptica

Sensores de fibra óptica −

− Las fibras ópticas se pueden utilizar como sensores para medir la tensión, la temperatura,Las fibras ópticas se pueden utilizar como sensores para medir la tensión, la temperatura, la presión y otros parámetros. El tamaño pequeño y el hecho de que por ellas no circula la presión y otros parámetros. El tamaño pequeño y el hecho de que por ellas no circula corriente eléctrica le da ciertas ventajas respecto al sensor eléctrico.

corriente eléctrica le da ciertas ventajas respecto al sensor eléctrico. −

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