Fabricación de vidrio hueco

La fabricación de vidrio tiene lugar en los hornos de fundición de vidrio en torno a los 1500ºC.

El vidrio hueco es la denominación por la que se conoce en el sector vidriero a botellas y tarros destinados a la industria alimentaria y a los frascos para la industria farmacéutica/perfumería.

El término vidrio deriva de la palabra latina vitrum. El comportamiento del vidrio y las peculiaridades de su estado físico no permite enunciar con rigor una definición. Podríamos decir que el vidrio es un sólido amorfo obtenido por enfriamiento de una masa fundida. A lo largo de su fabricación hay una transición en la que el vidrio ya fundido aumenta de viscosidad durante su enfriamiento pasando del estado líquido al estado vítreo,  y adquiere así algunas propiedades de los sólidos.

Las materias primas con las que se fabrica el vidrio son:

• Vitrificantes (Sílice; en forma de arena en una proporción en torno al 73%)
• Fundentes (Sosa, Potasa y Calcín; en torno al 13%)
• Estabilizantes (Cal, Magnesia y Alúmina, que representan en torno a un 11% en la mezcla)
• Afinantes (Sulfato Sódico es el más común)
• Colorantes / Decolorantes (existe una larga lista de colorantes/decolorantes, como son el Cobalto, Níquel, Uranio, Selenio, Cromo, etc)
• Casco de vidrio ó Calcín: El casco permite economizar combustible y sosa. Se puede aportar a la mezcla entre el 10-80%

Para su elaboración primero se pesan las distintas materias primas y se mezclan en una mezcladora donde se controla la Tª y la humedad.

La fusión de la mezcla (en torno a 1500ºC), tiene lugar en el horno de cuba, que consiste fundamentalmente en una cuba construida con materiales refractarios. Los hornos funcionan 365 días al año ininterrumpida-mente y la vida media de un horno suele estar en torno a los 8-10 años.

El fondo del horno de cuba se conoce como suela ó solera. Las paredes laterales de cuba se montan con bloques en empalizada en seco con ZAS ó ZAC ( Zirconio, Alúmina y Sílice). La bóveda del horno suele ser de sílice cristalina y calorífugo.

En el caso de uso de combustibles, los hornos son de tipo regenerativo, con cámaras de regeneración que aprovechan el calor de los gases de combustión para precalentar el aire, y que funcionan de forma alternada.

Si las cámaras se encuentran a los flancos del horno, se trata de un horno con quemadores transversales.

Si se encuentran en su parte trasera, se trata de un horno de tipo herradura ó bucle.

En un horno se distinguen 3 zonas:

1. Zona de fusión: donde tienen lugar una serie de reacciones químicas dependientes de la Tª, dando como resultado una masa vítrea más o menos gasificada
2. Zona de afinado: tiene por objeto eliminar el gas y homogeneizar la masa de vidrio fundido
3. Zona de trabajo: en esta zona se enfría el vidrio hasta la Tª de trabajo. Es la zona de enlace entre la garganta y los feederes.

Una vez el vidrio fundido el feeder permite transportarlo desde el canal de distribución a la máquina que da forma al envase (máquina IS). En los feederes se controla el enfriamiento del vidrio de una forma homogénea. El feeder conduce el vidrio hasta una cubeta que dispone de uno o dos agujeros que definen el diámetro de la gota de vidrio. Las tijeras cortan la gota de vidrio, que se desliza mediante un equipo de caída hasta la máquina IS.

En la máquina IS tiene lugar la formación del envase de vidrio hueco (botellas / tarros), ya sea mediante soplado/soplado o mediante prensado/soplado.

Los dos procesos son muy semejantes. Constan de una fase de preparado (en la que la gota de vidrio se prensa o se sopla en un molde preparador), una transferencia del vidrio del 180º para pasar del molde preparador al molde terminador, y una fase de terminación dentro del molde terminador en el que se sopla el vidrio. Tras esto último las pinzas extractoras agarran el envase por la boca y lo transportan hasta una placa de enfriamiento para luego pasar a una cinta transportadora que lo llevará al archa de recocido.

El objetivo del archa de recocido es el de dar al envase un tratamiento térmico que permita relajar las tensiones internas en el envase generadas al disminuir bruscamente la temperatura del vidrio desde el corte de la gota de vidrio hasta la salida del envase de la máquina IS. En el archa hay una subida gradual de Tª a la entrada, luego una estabilización de la Tª a la Tª de relajación y posteriormente un enfriamiento lento y controlado hasta la Tª ambiente.

 

A la salida del archa los envases reciben un tratamiento en frío mediante pulverización (del tipo de estearatos y ceras) para lubricar el envase y disminuir el coeficiente de fricción en las líneas de llenado.

Tras ser inspeccionados en las líneas de vidrio frío por distintas máquinas de inspección, los envases de vidrio son paletizados, y estarían ya listos para ser comercializados.