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 Schema Tradizionali Il vetro per gli alimenti Innovativi Il riciclo del vetro Il processo di riciclaggio Vetro risveglio dei sensi EXPO 2015 FINE

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. INDICE

SILICE 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 INDICE

OSSIDIANA 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. INDICE

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. INDICE

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 INDICE

Processo di produzione vetro float INDICE

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. INDICE

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 INDICE

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 INDICE

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. INDICE

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! INDICE

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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 INDICE

Processo di riciclaggio 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. INDICE

Vetro risveglio dei sensi Vista: trasparenza, lucidità, brillantezza Olfatto: assoluta mancanza di odore Udito: suono vivace e piacevole Tatto: piacevole superficie liscia e dura INDICE

L’occasione giusta per valorizzare il vetro nella conservazione degli alimenti INDICE

Concorso Vetro & Food I.C.53 Gigante-Neghelli Napoli Classe IIC INDICE