IL VETRO
ISTITUTO 53 GIGANTE-NEGHELLI NAPOLI- CLASSE IIC
Referente: Prof. Ing. Francesco Di Gironimo
Indice
INIZIO
Ossidiana
Cos’è il vetro
Silice
Proprietà del vetro
Fabbricazione del vetro piano
Schema di lavorazione
Fabbricazione del vetro curvo
Fabbricazione del vetro cavo
Tradizionali
Il vetro per gli alimenti
Il riciclo del vetro
Vetro risveglio dei sensi
EXPO 2015
FINE
Schema
Innovativi
Il processo di riciclaggio
Che cos’è il vetro?
Il vetro è un materiale ottenuto tramite la solidificazione di un liquido
non accompagnata dalla cristallizzazione. I vetri sono solidi amorfi,
assimilabili a liquidi sottoraffreddati ad elevatissima viscosità, con i
legami intermolecolari e gli attriti interni che ne mantengono inalterata
la forma per un tempo lunghissimo.
In linea teorica, i vetri potrebbero essere ottenuti a partire da
qualunque liquido, attraverso un rapido raffreddamento che non dia
alle strutture cristalline il tempo di formarsi. Nella pratica, hanno la
possibilità di solidificare sotto forma di vetro solo i materiali che
abbiano una velocità di cristallizzazione molto lenta, come ad esempio
la silice (o biossido di silicio SiO2).
Un esempio di vetro naturale è l'ossidiana, prodotta dal magma
vulcanico.
Silice
Composto chimico
La sìlice è un composto del silicio la cui formula
chimica è SiO₂.
Formula: SiO2
ID IUPAC: Silicon dioxide
Densità: 2,65 g/cm³
Massa molare: 60,08 g/mol
Punto di fusione: 1.600 °C
Punto di ebollizione: 2.230 °C
L'ossidiana è un vetro vulcanico la cui formazione è dovuta al
rapido raffreddamento della lava. All'interno dei vulcani le
temperature e le pressioni sono così elevate da fondere i
silicati dando origine al magma. La lava a contatto dell'aria, si
raffredda molto rapidamente dando origine all'ossidiana. Il
veloce raffreddamento non consente agli atomi di ordinarsi
per formare un cristallo. L'ossidiana è un vetro naturale, del
tutto simile a quello di produzione umana. Molto ricercata
nell'antichità per la fabbricazione di strumenti taglienti
(prevalentemente coltelli) è stata una delle merci che ha
animato il commercio del Mediterraneo e sostenuto la vita
economica dei luoghi di estrazione, come Lipari o Pantelleria.
Oggi viene ancora lavorata in piccoli oggetti decorativi, monili,
lame per bisturi.
PROPRIETA’ DEL VETRO
Le proprietà chimico-fisiche del vetro sono molte,
ma alcune sono specifiche del vetro e lo rendono
un materiale unico:
- Trasparenza.
- Durezza, dai 5 ai 7 gradi nella scala di Mohs.
- Inalterabilità.
- Fragilità dovuta a bassissimi valori di elasticità.
- Resistenza agli agenti chimici, con l'esclusione
dell'acido fluoridrico che aggredisce la silice.
FABBRICAZIONE DEL VETRO PIANO
Il processo del vetro float costituisce oggi lo standard
mondiale della produzione vetraria di alta qualità.
Il processo, che in origine consentiva di produrre solo vetri con
spessore da 6mm, ora raggiunge spessori che variano da 0,4
mm a 25 mm. Le materie prime opportunamente miscelate
vengono immesse nel bacino di fusione con aggiunta di
rottame. La massa vetrosa passa dal bacino di fusione al
bagno di stagno in atmosfera controllata. Il vetro galleggia
sullo stagno, si distribuisce e forma una lastra uniforme. I
diversi spessori si ottengono variando la velocità di estrazione
del vetro dal bagno. Dopo la ricottura (raffreddamento
controllato) si ottiene un vetro finito, perfettamente
trasparente e con superfici parallele.
Schema di lavorazione
Processo di produzione vetro float
Fabbricazione del vetro curvo
Il vetro curvo è un vetro sottoposto ad un procedimento di riscaldamento graduale ad alte temperature (tra i
500 e i 750 °C circa), fino a diventare abbastanza plastico da aderire (per gravità o costretto in una qualche
maniera) ad uno stampo concavo o convesso, disposto orizzontalmente o verticalmente all'interno del forno di
curvatura. Non è possibile ottenere un vetro curvo che si adagi sullo stampo esclusivamente sotto l'azione della
sua forza peso, una volta raggiunta la viscosità necessaria, senza che il vetro stesso non venga segnato dalla
testura, seppur minima, dello stampo, compromettendone la trasparenza e l'uniformità di spessore della lastra.
Per tale motivo, in genere l'azione di curvatura della lastra viene coadiuvata da dispositivi meccanici o
pneumatici, che agevolano il processo, curvando il vetro a viscosità più alte e tali da non inficiare le
caratteristiche originarie della lastra dopo il contatto con lo stampo.
Dopo questa fase, il vetro viene raffreddato molto lentamente ("detensionamento" o "ricottura" del vetro), per
evitare di indurre tensioni che ne precluderebbero un'eventuale successiva lavorazione o che potrebbero
innescare fenomeni di rottura spontanea del materiale. Il processo di detensionamento viene normalmente
adottato per i parabrezza delle automobili, per i quali è prevista la messa in sicurezza mediante stratifica e non
mediante tempra. Viceversa, molto più frequentemente per il vetro impiegato nel settore dell'arredamento, il
processo di curvatura si conclude con un raffreddamento istantaneo, al fine di ottenere un vetro curvo
temprato.
Per vetro curvo si intende comunemente il vetro sottoposto alla curvatura lungo un solo asse della lastra (si
pensi ad esempio alla curvatura che subisce un foglio di carta quando si tendono ad avvicinare due lati
opposti).
Qualunque altro tipo di curvatura che coinvolga entrambe le dimensioni principali della lastra dà luogo ad un
vetro cavo. Esempi concreti di oggetti in vetro cavo possono essere: lampadari, bottiglie, bicchieri, vasi, piani
lavabo in vetro con lavabo ricavato mediante termoformatura.
Si possono curvare vetri di spessore tra i 3 e 19 mm, per una misura massima di 2600 mm x 4000 mm, con
diverse finiture (ad esempio: sabbiato, serigrafato, inciso, forato o con asole) e di tutte le tipologie (ad esempio:
colorato, fuso, riflettente, basso emissivo o stampato); non tutte le finiture sono tuttavia applicabili prima della
curvatura.
Fabbricazione del vetro cavo
Per vetro cavo si intende un vetro sottoposto ad un processo di riscaldamento
graduale tale da far raggiungere alla massa in lavorazione una viscosità di
scorrimento sufficiente a permetterne la deformazione spontanea, ovvero ad
indurre la deformazione in maniera relativamente facile: tramite insufflaggio
in stampi, vuoto pneumatico, gravità, manipolazione mediante attrezzature
specifiche, eccetera. Il processo di lavorazione viene detto "formatura".
Il vetro cavo, come il vetro curvo, può subire alcune lavorazioni prima e dopo
il processo di formatura, ma tali lavorazioni sono molto più limitate rispetto
ad un vetro curvo. Ad esempio, un vetro cavo può essere temprato, ma non
può essere stratificato (per ovvi motivi) tramite l'interposizione di fogli di EVA
o PVB. Ovviamente la tempra, come per ogni altro tipo di vetro, dovrà essere
sempre l'ultima lavorazione di tipo meccanico.
Successivamente alla tempra, il vetro cavo potrà essere sabbiato, satinato,
colorato con vernici a caldo e/o a freddo.
Schema
Il vetro per gli alimenti
Il vetro è un materiale chimicamente inerte, che non rilascia cessioni a
contatto con alcun tipo di alimento, per quanto aggressivo possa essere,
come i prodotti con elevato tasso di acidità (passate e derivati, sottaceti).
L'inerzia chimica, essenziale per il recipiente destinato a contenere alimenti,
protegge anche dal rischio infettivo: evita il passaggio all’interno del
contenitore di microbi dell'ambiente naturalmente portati a contaminare i
cibi,
terreno
favorevole
al
loro
sviluppo.
(Figura
1)
Il vetro sopporta senza inconvenienti trattamenti di pastorizzazione e
sterilizzazione (condotti rispettivamente a temperature di 60° C e di 120° C
circa), diventando così un contenitore assolutamente sicuro e sterile, che
elimina ogni problema nella conservazione degli alimenti. Fattori come il
colore del vetro consentono, ad esempio, di conservare i prodotti alimentari
anche in condizioni non ideali, quali esposizione al sole o a fonti di calore,
mantenendo
inalterate
le
proprietà
del
contenuto.
L'inerzia chimica, l'impermeabilità ai liquidi e ai gas e la stabilità sono le
caratteristiche che rendono il vetro, materiale millenario, il contenitore
principe per la conservazione igienica e duratura di qualsiasi alimento.
TRADIZIONI ED INNOVAZIONI
Classici contenitori in vetro
I vasi e barattoli in vetro sono il contenitore
ideale per confezionare prodotti alimentari
come marmellate, confetture, miele, sott’oli,
sott’aceti e non solo.
I contenitori in vetro non rilasciano sostanze nel
contenuto è riciclabile e conserva in maniera
ottimale il sapore e le sostanze nutritive.
Idee innovative
ldee semplici e al tempo stesso innovative e per
l’utilizzo del materiale più naturale: il vetro.
Una pentola ideale per la pasta e vederla
mentre si cuoce tra mille bolle!
Il riciclo del vetro
Il vetro è il materiale "ecologico" per eccellenza. Non è
inquinante (è chimicamente inerte) ed è riutilizzabile per un
numero illimitato di volte. Se abbandonata, tuttavia, una
bottiglia di questi materiale si decompone solo dopo 4.000
anni. Per questo, è fondamentale separare accuratamente il
vetro, in casa, a scuola e al lavoro, per poterlo poi riutilizzare.
In Italia, le industrie vetrarie producono ogni anno oltre un
milione di tonnellate di vetro utilizzando anche quello
proveniente dalla raccolta differenziata. Ovviamente, il
cosiddetto “rottame di vetro” non può essere riciclato così
com'è, deve essere sottoposto a numerose verifiche per
eliminare le numerose "impurità" che contiene (carta,
plastica, materiali ceramici, materiali metallici ferrosi e non).
Processo di riciclaggio
Processo di riciclaggio
1.
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I contenitori di vetro usati vengono conferiti dalle famiglie, dal commercio e dalla ristorazione nelle
campane, o ritirati attraverso appositi servizi di raccolta porta a porta.
Affinché il vetro raccolto possa essere riciclato in vetreria è necessario sottoporlo ad un'operazione di
selezione presso un impianto di trattamento specializzato.
Dopo il trattamento, il vetro viene trasportato nell'impianto di produzione (vetreria) dove viene fuso e
diventa un nuovo contenitore.
Finita questa fase, l'imballaggio di vetro viene portato negli impianti di imbottigliamento
rivenduto presso la rete distributiva nei negozi
e quindi comprato dai consumatori che danno nuovamente inizio al ciclo di recupero.
Vista: trasparenza,
lucidità,
brillantezza
Udito: suono vivace
e piacevole
Olfatto: assoluta
mancanza di odore
Tatto: piacevole
superficie liscia e
dura
Concorso Vetro & Food
I.C.53 Gigante-Neghelli Napoli
Classe IIC