El uso del oxígeno en la fabricación de vidrio
En primera…
El vidrio es un material utilizado en una amplia variedad de productos en nuestra vida cotidiana, desde ventanas y botellas hasta dispositivos electrónicos y envases de alimentos, razón por la cual la fabricación de vidrio se ha vuelto cada vez más importante en nuestra sociedad moderna. No obstante, muchos desconocen el papel crucial que juega el oxígeno en este proceso que solemos imaginar que consiste en simplemente derretir arena a altísimas temperaturas.
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No es tan sencillo como simplemente aumentarle a la llama del horno
El oxígeno se utiliza en la producción de vidrio en diferentes etapas de este proceso. Primero y principal, durante la fusión de los materiales básicos para la fabricación (arena, carbonato de sodio y caliza), en la cual el oxígeno se utiliza, parcial o totalmente, como el combustible a arder en la cámara de combustión (horno), acelerando el proceso de fundido y manteniendo una temperatura constante en su interior.
Esto ayuda a reducir el tiempo necesario para fundir los materiales y, por lo tanto, aumenta la eficiencia de todo el proceso en comparación a cuando se utilizan hornos que funcionan a base de combustibles fósiles (como por ejemplo, el gas natural), sin mencionar los beneficios ecológicos que se desprenden de reemplazar el uso de estos últimos por el del oxígeno, que se quema limpiamente, sin dejar residuos contaminantes.
Efecto del oxígeno en el vidrio a nivel químico
La adición de este elemento tiene consecuencias diversas en el material a nivel químico durante su fabricación.
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Agente oxidante
El oxígeno reacciona naturalmente de forma oxidativa con diferentes componentes en el vidrio (como carbono, azufre y otros elementos, tanto orgánicos como inorgánicos), ayudando de ese modo a eliminar impurezas como óxidos de nitrógeno y dióxido de carbono, cuya baja o nula presencia se traduce en la obtención de un vidrio más limpio y de mayor calidad.
Control de temperatura
En algunos procesos de fabricación del material, como el soplado o el pulido con llama, se utiliza oxígeno como fuente de combustible adicional para controlar las características de la llama. Al ajustar la proporción oxígeno-combustible, los vidrieros pueden lograr diferentes temperaturas, formas y propiedades de la llama, lo que les permite dar forma y manipular el material de vidrio de manera más efectiva según lo que requieran producir.
Refinación y coloración
En la producción de ciertos tipos de vidrio, como por ejemplo el vidrio sodocálcico, se utiliza oxígeno para oxidar las impurezas metálicas que pueden afectar el color del producto. Además, en la fabricación de cristal con propiedades de color específicas, se lo emplea para introducir óxidos metálicos específicos en la composición del material, que contribuyen a la coloración deseada (verde, ámbar, azul, etc.).
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Efecto purificador
Otra ventaja del uso de oxígeno durante la fabricación de vidrio es que ayuda a prevenir la formación de burbujas en el material. Las burbujas de aire dentro del cristal pueden debilitar su estructura y afectar su apariencia. Al introducir el elemento en el proceso de producción, se pueden evitar o reducir significativamente la presencia de estas burbujas de aire, lo que resulta en un producto más resistente y de aspecto más homogéneo.
Equipamiento y últimas tecnologías
En la actualidad existen diversas tecnologías que permiten un uso más eficiente y seguro del oxígeno en la producción de vidrio.
Una de ellas es el uso de sistemas de distribución de oxígeno más precisos y controlados. Estos sistemas están diseñados para proporcionar la cantidad adecuada de oxígeno en diferentes áreas del horno, lo que resulta en una mayor eficiencia y un más preciso control en la producción, así como también una mejor calidad en el producto final.
También encontramos tecnologías que permiten la inyección de oxígeno directamente en el baño de vidrio fundido, lo que proporciona una mezcla más homogénea y reduciendo la cantidad de combustible necesario para mantener la temperatura. Esto es especialmente útil en hornos de vidrio más grandes y de alta producción.
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Otra tecnología hace tiempo patentada pero de reciente interés es el uso de hornos de lecho fluidizado para precalentar un lote de vidrio antes de introducirlo en el horno de fusión. Este proceso reduce el uso de energía del horno de fusión en un 25%, tiene un período de recuperación corto y mejora la mezcla del lote, todo sin efectos perjudiciales sobre la calidad del vidrio.
En términos de seguridad, los equipos modernos de manejo de oxígeno cuentan con medidas de seguridad mejoradas, como sistemas de monitoreo computarizados y sensibles detectores de fugas, para garantizar un uso adecuado del elemento y minimizar los riesgos a la salud de los operarios y la integridad de la infraestructura.
Sumado a ello, para garantizar aún más la seguridad relacionada a la implementación de oxígeno en sus instalaciones, muchos fabricantes de vidrio han optado por reemplazar la compra de este elemento por la instalación de productoras de oxígeno dentro de las propias fábricas, lo que elimina al 100% los riesgos ligados a fallas estructurales en los cilindros presurizados (fugas, roturas, descompresiones explosivas), al mismo tiempo que reduce los costos de inversión en materia prima a largo plazo.
Comercialización de oxígeno con Avenrut
En Avenrut comercializamos y distribuimos oxígeno para operaciones industriales, tal como la producción de vidrio. Manejamos gases de alta pureza certificada y, además, manejamos las presiones de llenado adecuadas para garantizar cantidad y calidad.
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