Vidrio de aislamiento térmico

El esquema más sencillo de vidrios de aislamiento térmico es el formado por dos láminas de vidrio plano vertical separadas por una cámara de aire, sin defectos de fabricación que puedan producir disminución de la visibilidad a causa de la formación de condensaciones o depósito de polvo en las caras internas de la cámara. El periodo de garantía de la ventana se limitará al de la garantía de los vidrios aislantes iniciales. Una mayor protección contra el frio y el calor incide en una óptima sensación térmica.

Las dos placas de vidrio se pueden constituir de varias maneras: vidrio templado, con temple químico y térmico, con recubrimiento cerámico; vidrio laminado estructural, con baja reflexión interior y exterior; en la fachada hay superficies que admiten una espuma aislante mineralizada e incluso tubos capilares con cojín de aire, o bien plástico reforzado con fibra de vidrio. En este caso no hay dos láminas de vidrio y la cámara de aire aislante.

Es útil la fibra de vidrio a base de dióxido de silicio, Si02, para reforzar el plástico de fachada. La fibra consta de numerosos filamentos poliméricos, extremadamente finos. Ese refuerzo se puede lograr con la fibra de carbono, más fuerte y rígida, menos quebradiza.

En vez de la cámara de aire que separa las dos láminas de vidrio de 5 mm cada una se puede usar una membrana de butiral de polivinilo, pegada a la placa de vidrio interior y exterior. La lana de vidrio fue inventada en 1938 por Owens Corning, como material aislante en las empresa de construcción, con nombre comercial de Fiberglass. La fibra de vidrio además de material aislante sirve como agente de refuerzo con productos poliméricos. Refuerza el plástico con fibra de vidrio, que no es tan fuerte como la fibra de carbono, pero es más económica. Owens-Corning es la mayor empresa de fibra de vidrio.

Hay varios tipos de fibra de vidrio: vidrio clase E (E glass), vidrio de aluminio-borosilicato, con menos de 1% de óxidos alcalinos, para reforzar plástico. Existe el vidrio clase A, vidrio álcali-cal, con menos de 1% de óxidos alcalinos. El vidrio clase C, vidrio álcali-cal con alto contenido de óxido de boro. Y la clase S vidrio de aluminio-silicato sin Ca0, pero con alto contenido de Mg0, con alta resistencia a la tracción.

Los estados vítreos y cristalinos de la sílice tienen niveles energéticos similares en sus bases moleculares, lo que implica que en su forma vidriosa es muy estable. Para reducir la cristalización se ha de calentar a una temperaturas superior a 1200°C.

El sellado de ventana ha de cerrar el paso del viento. Se coloca entre la pared y el hueco de la ventana. El sellado consta de tres fibras de cinta: exterior, media e interior.

La fibra de vidrio es un buen aislante térmico debido a su alto índice de área superficial en relación al peso. Pero el área superficial incrementada la hace más vulnerable al ataque químico. Los bloques de fibra de vidrio atrapan aire entre ellos, haciendo que la fibra de vidrio sirva como aislante térmico, con conductividad térmica del orden de 0.05 W/(m-k)7.

La tensión de vidrio se comprueba y reporta para fibras vírgenes o prístinas, que se acaban de fabricar. Las fibras recién hechas, más delgadas, son las más fuertes debido a que son más dúctiles. Cuanto más se raya su superficie, menor será la tenacidad resultante. La humedad es un factor importante para la tensión de rotura; puede ser absorbida fácilmente y causa defectos y rupturas superficiales microscópicas que disminuyen la tenacidad.

A diferencia de la fibra de carbono, la de vidrio puede soportar más alargamiento antes de romperse. La viscosidad del vidrio fundido es muy importante para el éxito durante la fabricación. Se puede tirar del vidrio para reducir el espesor de la fibra.

Hay dos tipos de fabricación de fibra: la primera es fibra hecha a partir de un proceso de fundición directo, y la segunda un proceso de refundición. Amos comienzan con el material en forma sólida, y los materiales se funden en un horno. En el proceso de fundición directa las placas cumplen la función de colectar el vidrio fundido. Se usan ligeramente calientes, para mantener el vidrio a una temperatura correcta, adecuada para la formación de la fibra.

En el vidrio de clase E, la tensión superficial debe ser de 400m por minuto. En el proceso de filamento continuo, a la fibra se le aplica un apresto especial, que permite que pueda ser embobinada o enrollada, sobre todo para reforzar un material compuesto. El enrollamiento posterior se realiza a una tasa de 1000m/minuto.

Para la producción de lana de vidrio, éste puede ser soplado luego de salir de la máquina de conformado-fundido. Esta fibra se convierte en cierto tipo de textil, similar a un fieltro. Esta felpa es succionada en una cortina, que le da forma.

Tanto los asbestos como la fibra de vidrio son fibras de silicato, que pueden causar toxicidad en el hombre. En 1990 consideraron la fibra de vidrio como un cancerígeno, pero luego fue declarada substancia no cancerígena; en cambio el asbesto, con su estructura cristalina, sí que lo es.

Existe el polímero reforzado con fibra de vidrio, transparente a medias, igual que el plástico reforzado con fibra de carbono. Es una tela en rollos hecha de trozos sueltos. Es diferente a la lana de vidrio, que se caracteriza por su apariencia de algodón, mucho más esponjoso. La fibra de vidrio es muy fuerte en tensión, pero no resiste a la compresión. El uso normal de la fibra de vidrio incluye además del aislamiento térmico, el acústico y el eléctrico en recubrimientos, como refuerzo a diversos materiales, palos de tiendas de campaña, telas de alta resistencia, pértigas para salto, tragaluces translúcidos, tablas de surf o cascos de embarcaciones.