Vidro semi temperado ou termoendurecido

Vidro semi temperado ou termoendurecido

Esse não é um vidro muito utilizado no Brasil. Os arquitetos não o conhece, os construtores o ignora e os profissionais do vidro não enxergam nele qualquer vantagem, preferindo utilizar a resistência extra aliada ao baixo preço do vidro temperado ou, em aplicações mais exigentes, o vidro laminado de temperados, conhecido também no Brasil por temperado-laminado.

Durante a época das Olimpíadas esse tipo de vidro ganhou certa importância com a chegada de projetos estrangeiros de envidraçamento no Estado do Rio de Janeiro. Muitos projetistas, apesar de desenvolverem projetos no País, têm como parâmetro as normas europeias, que preveem a utilização desse vidro em projetos que exigem maior segurança para os usuários ou que querem evitar o surgimento de trincas ou quebras.

 

Como é produzido

O semi temperado, como o próprio nome indica, é um vidro que passa por um processo diferenciado de têmpera. No processo tradicional o vidro submetido ao forno de têmpera é aquecido a uma temperatura que varia de 600 a 700 graus centígrados, dependendo da cor e espessura do vidro (estado plástico). A mesma técnica é aplicada para produção do vidro semi temperado. O que muda é que para produção do vidro temperado a peça aquecida é submetida a rápido resfriamento. Já para a produção do semi temperado o resfriamento é feito de maneira mais lenta.

Os dois vidros são produzidos no mesmo forno, dimensionado para produzir prioritariamente o temperado. Portanto, pode-se dizer que a produção do semi temperado é mais complexa, por exigir mais tempo de utilização do equipamento. Consequentemente, trata-se de um vidro com custo maior que o temperado.

O aquecimento e resfriamento cria tensões internas nos dois tipos de vidro. Devido a isso o temperado se torna até 8 vezes mais resistente que o vidro comum. Já no semi temperado essa equação é de apenas duas a três vezes mais resistente.

O vidro termoendurecido deve alcançar uma compressão de superfície residual entre 3.500 e 7.500 psi para um vidro de 6 mm, de acordo com a norma técnica ASTM C 1048. O Psi (pound force per square inch) ou libra força por polegada quadrada, é a resultante de uma força de uma libra-força aplicada a uma área de uma polegada quadrada. Um psi equivale a 1/14,5 avos de um bar.

O vidro completamente temperado, para comparação, possui compressão da superfície residual acima de 10.000 psi para 6 mm, de acordo com ASTM C 1048.

 

Vidro de segurança somente quando laminado

Diversas normas da Associação Brasileira de Normas Técnicas (ABNT) mencionam os vidros temperados e os vidros laminados em seus textos. Entre eles estão as normas brasileiras (NBR) para boxes de banheiros (14207/1988), e as normas aplicadas à construção civil ( 11706/1992 e 7199/1989).

Nenhuma dessas normas, entretanto, menciona o vidro semi temperado. Portanto, em sua forma monolítica, tal vidro não pode ser utilizado como vidro de segurança. Quando laminado, entretanto, passa a ser considerado um vidro laminado de segurança, podendo ser utilizado como tal em todas as aplicações previstas para esse produto, como, por exemplo, guarda-corpos, coberturas de vidros, degraus de escadas, fachadas e outros.

Sua principal indicação é para fachadas e coberturas laminadas como prevenção contra trincas e quebras que ocorrem logo após a instalação.

Tais quebras de vidros geralmente ocorrem por dilatação dos caixilhos, erros no dimensionamento das folgas ou outros problemas de instalação que pressionam os vidros. A ruptura dos vidros é produzida por esforços de tração sobre a superfície de suas bordas. Geralmente ocorre uma sobretensão nas microfissuras que podem existir.
Aumentando a resistência do vidro, tem-se como resultado melhor desempenho e menos rupturas.

Os laminados de semitemperados podem, nesses casos, evitar a ocorrência das fissuras que ocorrem com frequência nas obras.

 

Os dois lados das tensões internas

As tensões internas criadas no vidro com o processo de têmpera possuem dois lados. O primeiro, positivo, é que essas tensões aumentam a resistência mecânica do vidro. Dessa forma ele se torna resistente a pancadas e adquire resistência em sua camada externa ao ponto de poder ser fixado a um fechamento através de furos ou recortes, através de ferragens especiais.

O segundo aspecto das tensões internas criadas no vidro é negativo. Em casos raros peça pode se quebrar espontaneamente.

A quebra espontânea ocorre devido à presença de cristais de sulfureto de níquel na massa do vidro. Esse material se expande dentro do vidro com a variação da temperatura e promove a quebra do material. As vezes após mais de um ano após instalado.

Muitos casos de quebra espontânea de vidros temperados foram registrados no país, porém, como são raros, tal quebra é associada, na maioria das vezes, a uma hipotética má utilização do vidro ou à sua exposição a variações repentinas de temperatura. O fato é que a quebra espontânea existe realmente para o vidro temperado, embora ocorra em menos de um em cada mil instalados.

No Brasil esse tema não é previsto nas normas técnicas. Na europa, entretanto, essa questão é levada à sério e prevista em duas normas: ASTM C 1048 e EN 14179-1:2005.

A primeira norma citada prevê a utilização de vidros laminados de semi temperados ao invés dos laminados de temperados. A segunda recomenda a utilização do teste HST no qual o vidro temperado é submetido a uma câmara onde a temperatura é elevada a 290 graus e, gradativamente, resfriada em um processo que dura aproximadamente cinco horas. Durante esse teste ocorre a quebra dos vidros que contenham sulfureto de níquel em sua composição.

A destruição das peças com maior tendência à quebra espontânea reduz em aproximadamente 95% as chances dessa quebra ocorrer após instalado no local de uso, evitando acidentes com vítimas e prejuízos materiais. “No Brasil implantamos um forno de última geração e com capacidade de testar vidros com até 3,21 m por 6 m”, explica Fernando Pires, diretor da New Temper.

Compare na tabela abaixo a resistência do vidro semi-temperado com o vidro comum (em Kgf/ cm2)

 

Espessura (mm)681012
Semi-temperado900140021002880
Comum4008001001200

Nas imagens abaixo vemos como a tensão residual no bordo e a superfície do vidro diferem em ambos os casos com vidro temperado (imagem da direita) tendo um nível mais elevado de tensão que o vidro semi-temperado (à esquerda)

Heat Strengthened Glass
Tempered Glass

Presos ao caixilho

 Prestes a completar 10 anos de utilização as normas europeias e americanas de envidraçamento recomendam a utilização de laminados de semi-temperados em obras públicas, ao invés dos laminados de temperados.

Além de ser menos sujeito a quebras espontâneas o termoendurecido, quando se quebra, parte-se em pedaços grandes. Esse fato é vantajoso quando tal vidro se encontra na forma laminada, pois os pedaços grandes aderidos uns aos outros mantêm estes presos ao caixilho. Dessa forma o vão ou a estrutura são mantidos intactos até a substituição da peça.

No vidro temperado, uma vez iniciada uma ruptura, essa se propaga rapidamente pela liberação de energia que se produz. O vidro temperado se desintegra, então, em pequenos fragmentos. Quando laminado tende a soltar o caixilho na forma de uma “manta com vidros aderidos”. Essa desintegração não ocorre com o vidro termoendurecido.

No Brasil são raras as obras que utilizam o laminado de semi temperados. Um dos motivos é não existem muitas empresas capazes de produzí-lo de forma adequada.

Os projetistas e arquitetos nacionais têm utilizado uma solução alternativa para esse problema. Trata-se da utilização de laminados de temperados produzidos com o interlayer Sentryglas, da Du Pont. O produto de alta resistência e rigidez tem sido utilizado no Brasil e em todo o mundo em obras que exigem alto desempenho dos vidros, como, por exemplo, pisos de vidros em grandes alturas, degraus de escadas, guarda-corpos em grandes alturas sem molduras e outras.

 

Choque térmico

O vidro quando passa pelo processo de têmpera, adquire maior resistência às variações térmicas que o vidro comum. Evita, dessa forma, quebras provocadas pelos choques térmicos. Da mesma forma o semi temperado possui essa mesma resistência, porém, em diferenças menores de temperatura. Este pode suportar a temperaturas mudando de 130 ℃ a 170 ℃ sem sofrer qualquer dano.

Outra semelhança com o temperado é que o vidro termo endurecido não pode ser cortado ou perfurado após o tratamento térmico. Quaisquer alterações – tais como polimento das bordas, jateamento ou gravação com ácido – podem causar a quebra do vidro.

É importante observar que o processo de tratamento térmico cria uma leve distorção ótica que pode ser reduzida, mas não eliminada. Esta fica mais evidente especialmente na têmpera ou semitêmpera de vidros refletivos.  Os vidros semi temperados, entretanto, não apresentam tal distorção.

Para facilitar a visualização, compare os dois produtos no quadro abaixo.

ComportamentoTemperadoSemitemperado
Resistência ao impacto comparativo ao vidro recozidoAté 8 vezes maisAté 3 vezes mais
Forma de rupturaPequenos fragmentosPequenos fragmentos
Suporta mudanças de temperatura até300°C aproximadamente120°C aproximadamente
Ocorrência de ruptura espontâneaSimNão
Ocorrência de distorção em vidros refletivosPode apresentar distorçõesNão apresenta distorções

Entrevista

Para abordarmos outras características do vidro semi-temperado entrevistamos Carlos Henrique Mattar, gerente de marketing da Cebrace, empresa que produz o vidro float a partir da areia. Acompanhe sua visão do produto.

 

1 – Os vidros termo-endurecidos ainda são poucos abordados no Brasil. A que você atribui isso?

No Brasil temos a cultura do vidro temperado, que, em relação ao termoendurecido, apresenta melhor resistência mecânica quando utilizado em aplicações autoportantes, portas e box . Geralmente,  o termoendurecido é especificado para fazer parte de conjunto de vidro insulado (ainda pouco utilizado no Brasil) ou laminado para aplicação estrutural.

 

2 – Quais as vantagens do termo-endurecido em comparação com o vidro temperado, no caso dos dois serem laminados?

A vantagem do vidro termoendurecido em relação ao temperado está em sua maior maleabilidade, ou seja, no fato de ele ser menos “duro” do que o vidro temperado, podendo desta forma promover um conjunto um pouco mais “elástico” em fachadas que estão expostas a grandes variações de pressão e temperatura, o que não é comum no Brasil.

 

3 – E quais os pontos positivos do vidro temperado em relação ao vidro termo-endurecido?

As vantagens do temperado estão ligadas à sua resistência mecânica, seja à variação de temperatura entre os ambientes interno e externo, à quebra ou até mesmo aos impactos do transporte.

 

4 – O que pode levar uma empresa a usar o termo-endurecido ao invés do temperado?

Podem optar pelo vidro termoendurecido fachadas ou aplicações que necessitam de uma maior resistência a tensões térmicas, variações de vento, pressões mecânicas, mas que exijam uma elasticidade próxima de vidros comum.

 

5 – Não seria interessante que as empresas brasileiras passassem a investir neste tipo de vidro?

O mercado brasileiro ainda não apresenta a necessidade do vidro termoendurecido, em virtude da baixa necessidade de tensões de origem térmica e da baixa aplicação deste em vidros insulados (no Brasil o vidro insulado de fachada tende a ser realizado com dois vidros laminados).

 

6 – O que falta no mercado para que os brasileiros comecem a investir no termo-endurecido?

Como o Brasil tem baixa amplitude térmica, ainda não há a necessidade do investimento.

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