TECNOLOGIA, AMBIENTE & SOCIETÀ

Secondo la leggenda raccontata da Plinio il Vecchio, la scoperta del vetro fu dovuta ad alcuni mercanti fenici, ma le più recenti scoperte archeologiche hanno dimostrato che il vetro aveva già fatto la sua comparsa in Medio Oriente molti secoli prima tra il 3500 e il 3000 a.C.

9. 1 CHE COS’È IL VETRO?

Il vetro è un prodotto ottenuto dalla fusione ad alta temperatura della silice, sotto forma di polveri di quarzo o di sabbia: viene definito scientificamente come un liquido che non cristallizza e non è considerato un vero solido, poiché non possiede una regolare struttura cristallina interna.

►    Fusione. Dopo aver ben miscelato le materie prime, la miscela viene messa in forno e riscaldata fino a 1300-1400 oC per circa 6-8 ore. In questa fase i carbonati sviluppano anidride carbonica che rimane sotto forma di bollicine all’interno della massa fusa.

►    Affinazione. Aumentando fino a 1500 oC la temperatura per circa 6 ore, la massa di fusione libera tutte le bollicine di gas e brucia tutte le eventuali scorie rimaste.

►    Primo raffreddamento. La massa fusa viene lasciata raffreddare lentamente fino a una temperatura che varia tra i 900 e i 1200 oC e che darà all’impasto la giusta consistenza per le successive lavorazioni.

►    Foggiatura. In questa fase alla massa fusa viene data la forma adatta al tipo di vetro da produrre.

►    Ricottura. Data la forma agli oggetti di vetro, questi devono essere nuovamente cotti in forno a circa 400-600 oC.

►    Raffreddamento finale. È una fase che si svolge molto lentamente per evitare che un brusco raffreddamento possa rompere il vetro.

9. 2. 3 LE LAVORAZIONI DEL VETRO

A seconda degli scopi per i quali verrà usato, la lavorazione del vetro può essere ricondotta a sei tecniche: la soffiatura libera, la soffiatura in stampo, lo stampaggio, la laminazione, il vetro galleggiante (float glass), la filatura.

►    Soffiatura libera. L’artigiano prende dal forno, con un tubo stretto e lungo, una certa quantità di pasta di vetro fusa; poi soffia nel tubo e contemporaneamente, aiutandosi con una pinza, fa ruotare la massa che si gonfia e prende le forme volute. Quando la forma è completata, viene messa nel forno di ricottura dove subisce un lento raffreddamento.

►    Soffiatura in stampo. Si fa colare la pasta di vetro dentro appositi stampi di ghisa e materiale refrattario, quindi si soffia aria compressa in modo che la massa fusa aderisca alle pareti dello stampo. Si usa per bottiglie, lampadine e altri oggetti cavi.

►    Stampaggio. Si procede per compressione: si mette il vetro fuso in uno stampo in cui agisce un pistone. Questo spinge il vetro verso i bordi dello stampo stesso. Viene utilizzato per realizzare prodotti di discreto spessore, come i mattoni di vetrocemento.

►    Laminazione. La massa di vetro fuso viene fatta passare tra una o più coppie di cilindri rotanti: la pasta di vetro viene stirata e assottigliata nello spessore voluto ed esce dai rulli sotto forma di lastra, che viene poi tagliata nella lunghezza desiderata.

►    Vetro galleggiante (float glass). È un sistema per realizzare lastre di vetro piano che consiste nel far scorrere la pasta di vetro fuso in un forno a tunnel dotato di una vasca che contiene stagno fuso. Il vetro, più leggero dello stagno, galleggia e assume forma piana e superficie liscia da entrambi i lati. Oggi il 90% del vetro piano è fabbricato con questa tecnica FIG. 64.

►    Filatura. È una tecnica con la quale si creano dei veri e propri filati di vetro. Consiste nel far passare la pasta di vetro fusa attraverso una filiera dotata di fori molto piccoli e nel tirare ulteriormente i fili in modo da allungarli e renderli più sottili.

FIGURA 64 Produzione di float glass.

Le lastre o gli oggetti di vetro possono essere sottoposti a diversi trattamenti di finitura di tipo meccanico, chimico o termico.

►    Tempera (termico). Si introduce una lastra di vetro in forno a circa 600 oC e poi la si raffredda rapidamente con getti d’aria. Ciò rende il vetro più resistente agli sbalzi termici. Poiché quando un vetro temperato si rompe va in pezzi piccolissimi, con i bordi smussati, la tempera si usa in tutte le condizioni in cui si esige sicurezza (vetri per auto e porte).

►    Argentatura (chimico). È un trattamento sulla superficie di una lastra di vetro che serve a renderla riflettente. Si ricopre il vetro con sali d’argento che vengono fissati da uno strato di rame per impedire l’ossidazione FIG. 65.

►    Satinatura e acidatura (chimico). Sono due trattamenti in cui si spargono in modo uniforme acidi particolari sul vetro (soprattutto acido fluoridrico), ottenendo effetti di opacità e di velatura.

►    Curvatura (termico). Si mette una lastra di vetro in forno per rammollirla, facendola aderire a uno stampo curvo e lasciandola quindi raffreddare FIG. 66.

►    Foratura e taglio sagomato (meccanico). I fori nel vetro si praticano con punte a corona diamantata. I tagli sagomati si effettuano con acqua, mescolata a particelle di abrasivo, sparata ad altissima pressione attraverso speciali piccoli fori.

►    Molatura (meccanico). È la lavorazione dei bordi delle lastre che vengono smussati, in modo che non siano taglienti, da una mola abrasiva che gira a una certa velocità.

►    Sabbiatura (meccanico). È una finitura che si ottiene dirigendo getti di sabbia ad alta pressione contro le superfici del vetro che perdono la propria trasparenza. Coprendo le parti che non si vogliono sabbiare, si possono ottenere effetti decorativi FIG. 67.

►    Verniciatura (chimico). Avviene mediante la deposizione a spruzzo di vernice alla nitrocellulosa su una superficie della lastra. La lavorazione è effettuata a freddo.

►    Taglio. Il taglio di piccole lastre può essere eseguito a mano con una rotella diamantata; invece le lastre grandi vengono tagliate con apposite macchine.

►    Vetro comune. È quello impiegato per le finestre, gli specchi, le bottiglie e i bicchieri.

►    Cristallo. Il cristallo si ottiene mettendo nelle componenti della miscela di base fino al 35% di ossido di piombo. Il risultato è un vetro più duro e brillante, impiegato per gli oggetti di pregio.

►    Vetro in borosilicato. Fabbricato con ossido di boro nella massa di fusione, è resistente al calore. Viene usato per stoviglie da cucina e per i recipienti impiegati nei laboratori chimici.

►    Vetro ottico. È di una trasparenza e limpidezza assoluta e non presenta alcun difetto. Viene utilizzato per le lenti degli occhiali e degli apparecchi fotografici e scientifici.

►    Vetro fotocromatico. È un vetro contenente sali d’argento che, se colpito da una luce di forte intensità, tende a diventare più scuro.

►    Vetro a specchio. Gli specchi pregiati si realizzano con uno strato sottile di argento su un lato della lastra; quelli più comuni con stagno o alluminio.

►    Vetro stratificato. Si ottiene sovrapponendo due o più lastre di vetro con interposto un foglio di materiale plastico, tramite calore e pressione. In caso di rottura, il materiale plastico trattiene i frammenti. Sono realizzati in questo modo i vetri antiproiettile e antisfondamento FIG. 68.

Essendo un materiale molto igienico e facile da lavare, il vetro permette non solo il riciclo, ma anche il suo riutilizzo per un numero illimitato di volte. Le industrie italiane del vetro producono ogni anno circa un milione di tonnellate di vetro, utilizzando anche quello che proviene dalla raccolta differenziata. Prima del suo riutilizzo, il vetro deve essere liberato dai materiali estranei (carta, plastica, tappi, elementi ferrosi, ecc.): per questa operazione si utilizzano speciali calamite e aspiratori. È particolarmente importante non inserire nei contenitori della raccolta differenziata del vetro i materiali ceramici, perché essi fondono a temperature superiori al vetro e la loro presenza può creare problemi alle vetrerie. Per fondere il vetro da riciclo occorre molto meno combustibile rispetto alla lavorazione della materia prima: in questo modo si risparmiano risorse e si sostiene l’ambiente.