Aplicações Tecnológicas e Propriedades do Vidro

No livro Química (MORTIMER; MACHADO, 2013c) os autores abordam os temas materiais recicláveis no capítulo 5 do volume 3, intitulado “Química de materiais recicláveis”. Os textos referentes aos materiais vítreos são os de número oito, nove e dez. O texto 8, recebe o titulo “Ciclo de vida dos vidros: de onde vêm os vidros utilizados para

embalagens?”(2013c, p. 287-291), onde o foco está no vidro utilizado

para embalagens. Os autores enfatizam que “essas embalagens possuem um grande apelo mercadológico, pois apresentam características ainda não encontradas em outros materiais” (p. 287). Posteriormente, os autores apresentam propriedades químicas que fazem do vidro o material ideal para ser utilizado como embalagens:

O vidro é um material que funciona como barreira contra a umidade e o oxigênio, desde que acompanhado de sistemas de fechamento adequados. Resiste a altas temperaturas, pode ser reutilizado e infinitamente reciclado, sem que haja qualquer comprometimento de suas características e propriedades. Não interage com o conteúdo, mesmo em condições ambientais desfavoráveis. Sua principal característica é ser moldável a uma determinada temperatura, sem qualquer tipo de degradação (MORTIMER; MACHADO, 2013c, p. 288).

Assim sendo, os autores abordam acertadamente as características e propriedades do vidro, ao enfatizarem que o vidro é o material adequado para acomodar substâncias líquidas devido à inércia química, exceto o ácido fluorídrico que reage com os diferentes silicatos que compõem o vidro. Outra propriedade citada é a impermeabilidade do vidro, ou seja, os agentes atmosféricos não conseguem penetrar nas embalagens. Além disso, aponta para a excelente moldabilidade do vidro possibilitando a produção de frascos com diferentes formatos e, assim, produzindo embalagens atrativas para o mercado de consumo. Muitos remédios no seu estado líquido são armazenados em vidro justamente pela inércia química deste, ou seja, os componentes químicos dos remédios não reagem com o vidro.

Em seguida, o texto apresenta a composição química do vidro onde “o vidro utilizado em embalagens resulta da fusão de diversas matérias primas inorgânicas minerais. Esses materiais transformam-se em um novo material homogêneo e rígido após um resfriamento controlado” (MORTIMER; MACHADO, 2013c, p. 288). Em seguida há a seguinte tabela inserida no texto do livro didático:

Tabela 1: Composição do vidro sódico-cálcico.

Substância Porcentagem em peso (%)

SiO2 71 a 74 Na2O 10 a 14 CaO 7 a 11 MgO 0 a 2 Al2O3 1 a 3 K2O 0 a 2

Centro de Tecnologia da Embalagem (Cetea/Ital), 2007.

Na sequência, o texto apresenta que “a principal fonte de matéria- prima para a produção de vidro é o óxido de silício ou sílica, SiO2. A

sílica é obtida, em geral, por extração convencional de areia, tanto de origem marinha como fluvial, ou de jazidas naturais” (MORTIMER; MACHADO, 2013c, p. 288).

Logo em seguida, há uma explicação sobre a produção de vidros feitos por sílica pura:

O óxido de silício é um sólido covalente e possui temperatura de fusão na faixa de 1700 a 1800 °C. A produção de vidros constituídos por sílica pura é inviável do ponto de vista econômico, pois exigiria fornos especiais. Por esse motivo, é necessário adicionar algumas substâncias à sílica. Essas substâncias reduzem sua temperatura de fusão e possibilitam que o processo de fabricação seja viável. Tais substâncias, chamadas fundentes, são o óxido de sódio (Na2O) e/ou

óxido de potássio (K2O) (MORTIMER;

MACHADO, 2013c, p. 288).

A partir, dessa explicação fica clara a necessidade da adição de substâncias fundentes. Ainda, sobre a composição química do vidro, os autores ressaltam outro mineral, que se trata do feldspato, o qual é um “mineral constituído por aluminossilicato duplo de sódio e potássio

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(KNa(AlSi3O8))” (MORTIMER; MACHADO, 2013c, p. 289). Na

sequência do texto há outra explicação sobre os componentes químicos: A temperatura de fusão do vidro constituído apenas por sílica e sódio é baixa e por isso adicionam-se ainda outras substâncias, chamadas estabilizantes, como os óxidos de cálcio (CaO), de magnésio (MgO) e de alumínio (Al2O3). Todos

eles são obtidos de minerais e, portanto extraídos de jazidas minerais (MORTIMER; MACHADO, 2013c, p. 289).

Neste parágrafo há um equívoco, pois a temperatura de fusão do vidro fabricado apenas por sílica e carbonato de sódio está na faixa de 1500 °C, ou seja, não é uma temperatura baixa. Para finalizar, o livro em questão apresenta os “três constituintes básicos: a sílica, que é um agente formador, uma substância fundente e uma substância estabilizante, também conhecida como agente modificador” (MORTIMER; MACHADO, 2013c, p. 289). Também há um silêncio referente à obtenção dos óxidos, já que os autores ressaltam que são obtidos de jazidas minerais, porém, pode ser feito o seguinte questionamento: Quais são esses minerais? Posteriormente, abordar-se- á este assunto.

Na sequência, faz-se a seguinte pergunta: O que é um vidro? Para responder este questionamento os autores apresentam a seguinte definição:

[...] um vidro é um sólido não cristalino, portanto com ausência de simetria e periodicidade translacional, que exibe o fenômeno de transição vítrea [...], podendo ser obtido a partir de qualquer material inorgânico, orgânico ou metálico e formado através de qualquer técnica de preparação (MORTIMER; MACHADO, 2013c, p. 289).

Posteriormente, os autores Mortimer e Machado (2013) ressaltam que “não existe simetria, pois não é possível, por exemplo, dividir a molécula por um plano em que as duas partes fiquem iguais, como acontece na representação do sólido cristalino de Al2O3” (p. 290).

Sobre a mudança estrutural das partículas durante o processo de aquecimento os autores fazem a seguinte observação:

Vidros e alguns polímeros ─ por exemplo, plásticos e borrachas ─ são exemplos de materiais sólidos não cristalinos, ou seja, sólidos que apresentam estrutura desordenada. De forma diferente dos materiais cristalinos, esses materiais, ao passarem da fase sólida para a fase líquida, não estão realizando uma fusão, mas sim uma transição de fase chamada transição vítrea [...] A temperatura de transição vítrea define a passagem do estado vítreo para o estado viscoelástico. No estado vítreo um corpo não pode ser deformado, o corpo tende a absorver a energia e dissipá-la, quebrando-se. No estado viscoelástico podem ocorrer deformações. Quando um vidro é aquecido acima da temperatura de transição vítrea, o comportamento viscoelástico tem início, pois as cadeias podem escoar umas em relação às outras, dentro do vidro. Sendo assim, quando uma força é aplicada, as cadeias se movimentam, mas a atração que existe entre elas as faz retornar elasticamente à situação inicial, com uma velocidade relativamente baixa, em razão da elevada viscosidade. Por isso é possível moldar-se o vidro (MORTIMER; MACHADO, 2013c, p. 291).

Esta propriedade física mencionada é de grande importância, pois ajuda na compreensão da característica de moldabilidade do vidro, ou seja, esta propriedade possibilita que o vidro seja trabalhado originando artefatos de variados formatos com forte apelo visual principalmente, através do método de sopro onde os artesãos produzem utensílios domésticos de rara beleza.