Vidrios en la construcción

Vidrios en la construcción

1. FACULTAD DE INGENIERÍA ARQUITECTURA
Y URBANISMO

INGENIERÍA CIVIL


CURSO : TECNOLOGÍA DE LOS MATERIALES

TEMA : VIDRIO EN LA CONSTRUCCION

AÑO/CICLO: 2016-II

ALUMNO :
CARLOS DE LA CRUZ ILVER
CHUQUICAHUA FLORES ALCIDES

PROFESOR : REINOSO TORRES JORGE JEREMY



PIMENTEL 26 DE NOVIEMBRE DEL 2016

3. 1. INTRODUCCIÓN
El vidrio, junto con el acero y el hormigón, es uno de los materiales más
empleados en la construcción, siendo ya utilizado en época de los romanos
como elemento de lujo en el cubrimiento de huecos de fachada. Sus
propiedades únicas le han convertido en un material prácticamente
imprescindible en la iluminación de interiores y su enorme versatilidad le
ha permitido adaptarse a innumerables aplicaciones. Los sistemas que
emplean el vidrio como soporte principal son incontables y disponen de las
más diversas tipologías. Estas poseen un abanico de posibilidades y usos
que van desde la iluminación, ocultación o aislamiento a otros más
sofisticadas como la retroproyección, el electro cromatismo o la
fluorescencia. El presente escrito nos acercará a esas variantes y ofrecerá
al lector una amplia gama de soluciones prácticas y sistemas que emplean
este material, así como los diversos tipos de vidrio, por su fabricación,
composición o uso, que podremos encontrar en el mercado de la
construcción. La información quedará dividida en cinco bloques, de los
cuales tres nos servirán el material y realizar una aproximación a sus
cualidades principales, historia y modo de fabricación. Los dos últimos se
centrarán en las tipologías del vidrio, sus diferentes sistema se
innovaciones, muchas de ellas todavía en fase de experimentación. Este
texto no pretende ser un catálogo de productos sino un acercamiento, más
o menos amplio, al material y una recopilación de posibilidades y variantes
que podemos encontrar en el mercado, a la vez que una mirada al futuro
que nos permita observar la dirección que está tomando la investigación en
torno al material. Por lo tanto no se encontrarán listados numéricos de
propiedades específicas de productos comerciales en concreto y todos los
valores que queden reflejados serán aproximaciones o referentes que nos
permitan hacernos una idea de las características de cierta tipología. Cada
marca comercial dispone de diversos modelos de vidrio con infinitas
variantes descomposición. Por lo tanto se recomienda acudir al fabricante
escogido en caso de que se deseen conocer las propiedades numéricas
exactas.

4. OBJETIVO GENERAL


 Analizar las propiedades principales, composición,
ventajas y desventajas e instalación de vidrios en
la construcción




OBJETIVO ESPECÍFICOS

 Explicar las ventajas y desventajas del uso de
vidrios en la construcción de viviendas.

 Conocer las propiedades del vidrio en la
construcción.


 Dar a conocer la composición del vidrio en la
construcción de viviendas.

 Conocer el uso de vidrio en la construcción.

5. 2. EVOLUCIÓN HISTÓRICA .
Hace más de tres mil años se descubrió en Oriente Medio que, con la
combinación de calor, sosa (carbonato sódico), cal y arena se formaba un
material duro y transparente.
Desde entonces la fabricación del vidrio experimentó un proceso constante
de desarrollo tecnológico.
A partir del siglo XV el vidrio se empleó sobre todo para cubrir ventanas y
demás aberturas. En las catedrales góticas representaba la luz divina y las
escenas bíblicas representadas en los vidrios de colores instruían mediante
imágenes a la gente analfabeta.
Las ventanas de los siglos XV y XVI, realizadas con particiones, reflejan el
desarrollo tecnológico del material ya que en esa época el vidrio se
producía en tamaños pequeños.
En el siglo XVIII los avances tecnológicos lograron que el vidrio se hiciera
más transparente y de mayor tamaño. Las ventanas de guillotina reflejan
estos avances y el creciente gusto por los interiores luminosos.
En el siglo XIX y a través de los edificios comerciales, el vidrio alcanza un
nuevo virtuosismo arquitectónico. Hasta la revolución industrial el tamaño
de las ventanas y otras aberturas estaba restringido ya que las estructuras
descansaban sobre muros de carga. Con la aparición de las estructuras
enmarcadas, de hierro colado y luego en acero la utilización del vidrio en la
construcción aumentó en forma espectacular.
Estos avances estructurales coincidieron con una mejora en la calidad
del vidrio.
Algunas obras de Mies van der Rohe o Walter Gropius emplearon
el vidrio redefiniendo la relación de los edificios con su entorno.
En 1959 se produce un nuevo adelanto con la invención del vidrio flotante
.

6. 3. DEFINICIÓN
Del latín vitrĕum, el vidrio es
un material de gran dureza pero que, a
la vez, resulta muy frágil. Es inorgánico,
carece de estructura cristalina y suele
permitir el paso de la luz. Para obtener
vidrio, es necesario fusionar caliza, arena
silícea y carbonato de sodio y moldear la
mezcla a elevada temperatura.

Las láminas de vidrio se utilizan para la fabricación de ventanas, puertas,
botellas y otros productos. Es importante diferenciar entre el vidrio y
el cristal, ya que el vidrio puede definirse como un sólido amorfo.
Por ejemplo: “Cuidado, no te cortes con esos vidrios rotos”, “Las botellas de
vidrio son más económicas que las de plástico”, “Necesito un vidrio muy
resistente para hacer una mesa”, “Tengo que ir a comprar un vidrio nuevo
ya que se rompió la ventana de la habitación”.
Existen diversos tipos de vidrio actualmente por lo que podría hablarse de
los siguientes:
Sódico-cálcico. En este caso concreto el principal componente del vidrio es
el sílice aunque también cuenta con calcio, que es el que le da la estabilidad
química, y con sodio, que es el encargado de facilitar lo que es su fusión. De
esta clase de vidrio podemos destacar además que es el más barato y el que
se funde con mayor facilidad.
De Plomo. El óxido de calcio es sustituido en este caso por el de plomo lo
que supone que el citado material, aunque es igual de transparente que el
sódico-cálcico, se identifique

por una serie de características tales como una estupenda absorción de los
rayos ultravioletas, una excelente capacidad aislante y una mejor
ductilidad.
De Borosilicato. En este caso concreto, sus principales componentes son el
sílice y también el boro lo que supone que entre sus señas de identidad esté

7. el que es muy resistente a los cambios bruscos de temperatura y al calor.
Un hecho este que es el que lleva a que sea utilizado en la confección y
elaboración de utensilios que son empleados tanto en laboratorios como
en los hornos de las cocinas de los hogares.
De Sílice. Una gran dureza define a este tipo de vidrio que de todos los
existentes es el más difícil de trabajar. Al igual que sucedía con el anterior,
cuenta con una gran resistencia al calor por lo que es igualmente empleado
en la creación de instrumentos como tubos de protección o incluso en el
revestimiento de hornos.
Se cree que los primeros productos fabricados con vidrio fueron cuentas de
collar. Alrededor del año 1200 a.C., la fabricación de vidrio era muy popular
en Egipto y la Mesopotamia.
Una técnica artesanal para la producción de objetos de vidrio es el soplado,
que consiste en generar burbujas de aire en el vidrio que se encuentra
fundido. Para esto se usa un tubo de metal que permite inyectar aire en el
material, ya sea con la utilización de una máquina o soplando.
Cabe destacar que el vidrio es un material reciclable, sin que pierda sus
propiedades en el proceso y sin que existan límites para la cantidad de veces
que sea reciclado. Es habitual que los vidrios se separen de acuerdo a su
color antes de ser triturados y fundidos.

8. 4. CARACTERISTICAS DEL VIDRIO.

Sus características principales son:
 COLOR Y ASPECTO: Incoloro, color tenue, los impresos presentan
gama de dibujos.
 TRANSPARENCIA, TRASLUCIDEZ Y OPACIDAD : Se presenta
diferentes grados de transparencia
 TRANSMISIÓN DE LUZ VISIBLE: Corresponde a la iluminación natural
en el interior del edificio. En vivienda se requiere un nivel + alto que en el
comercial.
 TRANSMISIÓN DE CALOR SOLAR RADIANTE: El coeficiente de
sombra es la medida para evaluar la cantidad de energía solar admitida a
través de la abertura vidriada.
 AISLAMIENTO TÉRMICO: Aislación que ofrece el vidrio al paso del calor
que fluye a través de su masa.
 AISLACIÓN ACÚSTICA: El vidrio grueso presenta un índice de aislación
acústica > que el de poco espesor. El vidrio de fuerte espesor es efectivo
para aislar el ruido del tránsito automotor.. Resistencia. La presión del
viento es una de las principales solicitaciones a la que es sometido el
vidrio. En el diseño se debe considerar la posibilidad de rotura y sus
causas.
 ESPESOR ADECUADO: Se recomienda adoptar el espesor mayor, para
soportar la presión del viento.
 CUMPLIMIENTO DE CRITERIOS DE SEGURIDAD : En caso de rotura
por impacto humano, no presenta potencial para causar heridas de
consideración. 2Tipos de vidrios de seguridad + empleado en la
construcción: Vidrio Templado y el Laminado.

9. 5. USO DEL VIDRIO EN LA CONSTRUCCION .

El vidrio es un material que, en la construcción, tiene diversos usos:
encontramos ladrillos de vidrio y placas de vidrio (para muros), baldosas
de vidrio, para pisos, y cristales o vidrios planos, para aberturas. Hay
distintos tipos de vidrio que se usan en construcción y que se
obtienen a través de variados procesos de fabricación, y agregando
distintos materiales a la materia prima básica de todos los vidrios: arena
de sílice, caliza y carbonato o sulfato de sodio.

6. PROPIEDADES DELVIDRIO DE CONTRUCCION .

A) FRAGILIDAD
El problema físico de la fragilidad del vidrio radica en una
red de fisuras a nivel imperceptible que afectan a la
superficie del vidrio y provocan unas tensiones localizadas
que minoran la resistencia mecánica del vidrio. Son las
fisuras de Griffith y cada una de ellas puede ser el origen
de una ruptura general. Así pues, la probabilidad de ruptura
aumenta con mayor frecuencia de grietas de Griffith.
También aumentará el riesgo de ruptura como mayores
sean las grietas o debido a sustancias como el agua que ataca las tensionadas
uniones atómicas.

Encontramos una diferencia de fragilidad entre el vidrio y el cristal considerable.
Un vidrio es un silicato que en estado líquido tiene las moléculas formando anillos
desordenados y incompletos con átomos de sodio incluidos. Enfriando este
líquido a gran velocidad, para que al pasar de líquido a sólido no cristalice,
obtendremos un sólido no cristalizado al que llamaremos vidrio. Si el vidrio
cristaliza, es decir que se enfría lentamente, las moléculas se ordenan
geométricamente obteniendo un cuerpo más opaco y mucho más frágil.

DUREZA
El vibrio, Como machos outros materials tine una dureza media, es decir, su
resistencia a ser rayado es de grado 5/6 sobre 10. (Escala de Mohs).

10. ELASTICIDAD


 Que el vidrio sea frágil significa que en el
diagrama de tensiones - deformaciones, la
línea que surja de la proporcionalidad entre
las dos variables es interrumpida
bruscamente, es decir que no aparece un
periodo plástico donde las deformaciones
sigan aumentando más allá de lo que lo
hacen las tensiones.
 Sólo se comportará plásticamente a altas
temperaturas. A partir de 600 º C se deforma
plásticamente y en 1000 º C se funde.


RESISTENCIA
Aunque los cristales se pueden formar con materiales diferentes, la
mayoría de propiedades son consecuencia directa del estado físico en que
se encuentra el vidrio.


La composición básica del vidrio es Silicio-Oxígeno -àuniones muy fuertes
àmaterial muy fuerte.


A TRACCIÓN:


Teóricamente: soporta 70 000Kg/cm
2
, 5 veces más que el acero.

Prácticamente: soporta 400/1000Kg/cm
2
à Valor muy inferior debido
a las fisuras de Griffith.
Varía en función del tipo
de vidrio y tratamientos
a los que
haya sido sometido.


A COMPRESIÓN: soporta 10.000Kg/cm
2

11. 7. VIDRIOS EN EL PERU.
El vidrio para construcción o arquitectónico es uno de los tres sub-mercados que
componen la industria del vidrio a nivel mundial, siendo complementado por los
sub-mercados automotriz y de vidrios especiales. Entre los productos que se
ofrecen para la construcción se encuentran las ventanas, mamparas, muro
cortinas, vidrios para decoración, vidrios acústicos, vidrios para mesa y vidrios
anti fuego.
Respecto a la composición del mercado por tipo de empresas, se presentan: las
productoras, las procesadoras y las distribuidoras. Mientras que las empresas
productoras son las que fabrican el vidrio crudo, las procesadoras le dan un valor
agregado al vidrio (vidrio templado, laminado, insulado, entre otros) y las
distribuidoras solamente entregan el vidrio al usuario final. La estructura de estos
tres niveles de empresas se da en mercados maduros.
El vidrio que se encuentra en el mercado peruano es fabricado netamente en el
exterior, debido a que en nuestro país solamente operan empresas
procesadoras (30%) y distribuidoras (70%). En ese sentido, según fuentes del
mercado, nuestro mercado se considera menos desarrollado a comparación de
otros países en donde la proporción mencionada es inversa.
Las importaciones de vidrio para la construcción sostuvieron un incremento de
10% entre los años 2005 y 2015, presentándose cuatro momentos puntuales de
disminución: en el año 2007 (-1.0%), en el 2009 (-8.6%) durante la crisis
financiera internacional, en el año 2011 (-9.1%) por la coyuntura de las
elecciones presidenciales, y en el 2013 con una tasa de -4.7%.
En el año 2015, el 55% de las importaciones se concentró en cuatro empresas:
Corporación Furukawa, Corporación Miyasato, Corporación Limatambo y Vidrios
Lirquen
Tal como se indicó al inicio de este artículo, la totalidad del vidrio para
construcción que se utiliza en el mercado peruano proviene del exterior,
principalmente de China (78%), Chile (5%), México (5%), Brasil (4%) y otros
países.
Por las características del producto, el 52% de las importaciones correspondería
a vidrio flotado incoloro, bronce o negro, del cual a su vez, el 23% sería vidrio de
6mm. de espesor, el 18% de 8mm. de espesor y 16% de 10mm. de espesor.
Adicionalmente, el 25% de las importaciones correspondería a vidrio flotado
coloro.
De acuerdo a cifras del Ministerio de Producción (PRODUCE), el procesamiento
de vidrio presentó un crecimiento promedio de 12.2% entre el 2005 y 2015,
habiéndose procesado 728 mil metros cuadrados. Este aumento se dio de forma
permanente durante dicho periodo, a excepción de tres momentos en los que se
produjeron retracciones: el primero en el 2006 de -0.2%, el segundo en el 2009
de -5.8%, luego y el último en el 2013 de -4.0% y finalmente en el 2015 de -
17.1%

12. Por otro lado, la tasa de ocupación de la capacidad instalada de empresas
procesadoras de vidrio ha presentado una incremento promedio de 2% entre el
2005 y 2012 (ver Gráfico N°4). Asimismo, del año 2009 al 2014, se generó un
crecimiento de 7.4% debido al ingreso de mayor cantidad de proyectos de
edificación al mercado, y a la entrada de nuevas empresas procesadoras de
vidrio al mercado. En relación al último motivo, según fuentes del mercado, entre
los años 2013 y 2016 se instalaron seis nuevos hornos procesadores de vidrio
templado y dos nuevos hornos procesadores de vidrio insulado.
Las exportaciones de vidrio para la construcción presentaron una reducción de -
9.8% en promedio en el periodo del 2005 y el 2014. Como se aprecia en el gráfico
N° 5, entre los años 2005 y 2007 se presentó un incremento anual de 21.1% en
promedio, y posteriormente se observa una reducción promedio de -17.1% entre
el 2007 y el 2014.
El índice de precios de los vidrios para la construcción mostró una ligera
reducción promedio 0.82% entre diciembre del 2013 y junio del 2016. Al analizar
en mayor detalle, en este lapso de dos años y medio se dieron cuatro tipo de
tendencias: primero, una relativa estabilidad (de diciembre 2013 a enero del
2015), en segundo lugar, un crecimiento de 0.89% (entre febrero y abril del
2015), en tercer término se generó nuevamente una relativa estabilidad (de mayo
del 2015 a junio del 2016), culminando en julio del 2016 con una disminución de
precio de -0.65% (ver gráfico N° 6). Entre las variables que pueden generar las
fluctuaciones de precios se encuentran: ingreso y/o salida de empresas
procesadoras al mercado, demanda del vidrio en el mercado, el costo de
importación, valor del flete, nivel de stock de procesadores y precios
internacionales de materias primas (en la actualidad, la situación del precio FOB
y los fletes han generado que el precio del vidrio disminuya).
Asimismo, según fuentes del mercado, es importante indicar que el precio del
vidrio en el Perú es el más bajo en la región, debido a que este producto proviene
principalmente de China, país que lo ofrece a un precio bajo.

13. 8. VENTAJAS Y DESVENTAJAS DEL USO DE VIDRIOS
EN LA CONSTRUCCION
A).VENTAJAS
 Reducción de la presión.
 Disminución de los costes de climatización y de las cargas solares en
verano, gracias a la ventilación natural del espacio intermedio y a la
colocación de un vidrio de control solar en la cara exterior de la fachada.
 La iluminación natural contribuye a reducir la dependencia de la
iluminación artificial, con el consecuente ahorro energético y disminución
de la carga de acondicionamiento.
 Mejora de las condiciones de confort en proximidad a la fachada al evitar
los efectos de pared fría o pared caliente.
 Reducción de las pérdidas térmicas y mejora del coeficiente de
transmisión térmica del cerramiento debido a la utilización de un vidrio
de baja emisividad en la fachada interior.

B) DESVENTAJAS
 son frágiles
 no soportan saltos termicos (calentarlo al mambo y enfriarlo en 1
segundo, generalmente estalla o se parte)
 entre otros

14. 9.- PROCESO DE FABRICACIÓN DE VIDRIO.
1) El vidrio está compuesto en un 75% de arena de
sílice, aunque no es éste el único componente del vidrio.
La sosa y la caliza son, entre otras, las materias primas
utilizadas en el proceso de fabricación del vidrio. Todas
estas materias primas se funden en un horno que
alcanza los 1600 grados de temperatura, que alberga
hasta 1800 toneladas de vidrio fundido en su interior y
que no cesa su actividad en aproximadamente 17 años.

2) Una vez fundido, el vidrio líquido se vierte a 1.100 grados sobre una gran
piscina de estaño fundido de 170 toneladas y flota sobre él dado que su
densidad es menor que la del estaño
3) A su salida el vidrio tiene una temperatura de
600 º C y se debe enfriar de una forma controlada y
paulatina hasta que esté preparado para ser cortado
transversal y longitudinalmente. Este enfriamiento
controlado es clave en todo el proceso para evitar
las tensiones internas que harían imposible el corte
normal de la hoja.

15. 4) Tras este proceso el vidrio pasa por una zona de
inspección con láser y a continuación se corta
longitudinalmente y transversalmente.
5) finalmente se empaca y se traslada a su destinatario.







10. COMPOSICIÓN DEL VIDRIO.
Los Vidrios son materiales transparentes o traslúcidos obtenidos por la mezcla
de diferentes componentes, a saber:
 Sílice (SiO2), en proporción 69 a 74%: Componente Vitrificable.
 Óxido de Sodio (Na2O) y Óxido de Potasio (K2O), proporción 12 a 16%:
Componentes Fundentes.
 Óxido de Calcio (CaO), en 5 a 12%: Estabilizantes.
 Óxido de Magnesio (MgO), de 0 a 6% :Componentes Óxidos para conferir
buena resistencia a la acción de agentes climáticos
 Óxido de Aluminio (Al2O3): Componentes Óxidos Metálicos en ciertos tipos de
vidrios para colorear su masa.


10. PROCESO DE INSTALACION
1. Cuando los vidrios son muy grandes, nunca girar
directamente sobre el suelo o cualquier otra superficie rígida,
apoyar sobre base giratoria.
2. El tablero de vidrio colocado debe estar libre de polvo,
etiquetas, grasas y líquidos extraños.

16. 3. Nunca se debe marcar el vidrio recién colocado con ningún
tipo de pintura (la pintura de cal es especialmente destructiva
pues carcome al vidrio).
4. El vidrio debe estar
protegido contra polvos de
cal o cemento en caso de
que la construcción prosiga,
especialmente se debe
proteger al vidrio cuando se
usen disolventes o pinturas
en espacios contiguos, todo tipo de manchas o salpicaduras
que sufra el cristal durante la construcción pueden dejar
marcas permanentes. Mientras la construcción continúe, el
contratista debe dar limpieza periódica al vidrio, pues ésta
limpieza en la única garantía de que el cristal se mantendrá
en buena forma hasta la entrega de la obra.



10. CONCLUSION.
El vidrio es terreno abonado a la investigación y desarrollo de nuevas
aplicaciones. En el primer bloque, titulado aspectos generales, pudimos observar
la gran controversia que existe acerca de su definición, su estado en temperatura
ambiente o su estructura interna. La averiguación de esta última característica
podría permitirnos elaborar nuevos materiales, como el metal vidriado, que
revolucionaría la construcción debido a su ligereza y resistencia. Sin embargo,
la comunidad científica no ha resuelto una teoría que sea mayoritariamente
aceptada. Por lo tanto, si bien la composición del vidrio es plenamente conocida,
su ordenación estructural, definición y naturaleza, es todavía motivo de polémica.
En cuanto a la evolución histórica y su origen, probablemente asociado a la
metalurgia, cabe resaltar su antiquísimo pasado, siendo originariamente pieza
de lujo hasta convertirse, gracias a la industria, en material habitual en cualquier
hogar. Las leyendas de su origen elaboradas por Plinio el Viejo han sido
desmentidas por la experiencia en el conocimiento del vidrio, así como aquellas

17. otras que apuntaban a su cualidad de fluido, debido al mayor grosor inferior delas
piezas encontradas en las vidrieras de ciertas iglesias. Si tenemos que resaltar
algún aspecto relativo a su fabricación, este sería su complejidad. Bienes cierto
que en un principio puede parecer un proceso relativamente sencillo, sin
embargo, la sensibilidad en la composición que presenta el material, la dificultad
de una fusión plenamente homogénea, un moldeo que proporcione el grosor
deseado y un enfriamiento escalonado E igual en cada parte de la pieza,
convierte la fabricación del vidrio en un endiablado juego de cifras y parámetros.
Deteniéndonos en las tipologías del material podemos apreciar su versatilidad y
capacidad de adaptarse a los diferentes requisitos que se le exijan. Sus
aplicaciones, generalmente en el sector del aislamiento y el control solar, no
hacen más que crecer y la sensibilización de la sociedad en cuanto al ahorro
energético, así como la implantación de nuevas normativas que apuntan en esa
dirección, fomentan que ese desarrollo se consolide debido a la alta demanda
del mercado. Diversos sistemas, que utilizan al vidrio como elemento principal,
se encaminan a tomar ese rumbo y, no solo eso, sino que en paralelo se siguen
investigando y elaborando nuevos productos de estética impensable que, de
momento, quedan reservados a unos pocos consumidores. En definitiva, el vidrio
se sitúa, en la actualidad, como material de vanguardia en el mundo dela
construcción, siendo impensable un futuro de esta que no pase por la mejora y
desarrollodel vidrio, sus sistemas y el incremento de sus aplicaciones

18. 10. REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS.

 https://es.scribd.com/doc/39824717/El-vidrio-en-la-construccion
 http://www.construmatica.com/construpedia/Vidrios_(Cerramientos)
 https://www.google.com.pe/search?q=proceso+de+fabricacion+de+vidrios+de+constr
uccion&biw=1093&bih=490&tbm=isch&tbo=u&source=univ&sa=X&ved=0ahUKEwin_L
yAhdvQAhUFYyYKHZYWAsUQsAQIJA&dpr=1.25#imgrc=DtGofRK1jSs4MM%3A
 http://www.construdata.com/BancoConocimiento/E/el_vidrio_en_la_construccion_-
_julio_2011/el_vidrio_en_la_construccion_-_julio_2011.asp
 http://es.slideshare.net/CarCal/vidrios
 http://www.cristalyvidrio.com/vidrio-flotado/
 http://caplima.pe/el-mercado-del-vidrio-para-la-construccion/
 http://www.cristalyvidrio.com/el-vidrio-un-gran-aliado-del-diseno-arquitectonico/