O ingrediente principal da massa para fabricar vidro incolor é areia de sílica, misturada com sais alcalinos, tais como cal, cinza de madeira e soda. Os vidros coloridos são feitos adicionando-se corantes à esta massa incolor, criando as cores mais conhecidas - bronze, cinza, verde e azul. A presença desses pigmentos coloridos fazem o vidro tornar-se termo-absorvente, em proporções diferentes de acordo com a respectiva cor, assim minimizando um problema e criando um outro.

É qualquer tipo de vidro fabricado pelo processo de flutuação (float glass). Nele, a matéria-prima quase liquefeita é derramada sobre um leito de estanho derretido, sobre o qual o vidro flutua e se espalha, buscando seu nível natural, assumindo a forma de uma lâmina lisa e contínua. Enquanto desliza controlada e vagarosamente ao longo do percurso de centenas de metros, a massa vai se esfriando naturalmente. Alimentada, na seqüência, para o forno de recozimento, sofre um tratamento térmico padrão - o recozimento. A superfície é inspecionada para controle de qualidade, por computadores e, finalmente, cortada em chapas. A espessura final do vidro é definida pela variação da velocidade com que a lâmina se move no trajeto. O processo "float" produz um vidro sem ondulações de superfície, eliminando assim a deficiência visual inerente ao processo anterior, denominado "por estiramento", pois a massa de vidro é literalmente arrastada sobre roletes.

Atualmente, 98% do vidro no Brasil é fabricado por este processo e o produto se denomina "vidro cristal". O fluxo de fabricação está resumido no gráfico a seguir:

Três coisas, e são elas que devem nortear a escolha de um vidro para uma aplicação específica. A luz, i.e., as ondas do espectro solar são então refletidas, absorvidas ou transmitidas diretamente através do vidro, conforme descrito pela "equação RATE".

a equação abrange a totalidade do espectro solar e, assim, o total refletido, absorvido e transmitido sempre será igual a 100%. A porcentagem de cada um destes atributos é função da co e da refletividade da superfície do vidro.

Assim, no caso de uma lâmina monolítica de 3mm de vidro incolor (figura abaixo), observa-se que a maio parte da luz solar é transmitida diretamente através do vidro (83%). Apenas uma pequena parcela da luz é refletida (8%) ou absorvida (9%). Portanto, segundo a equação RATE: 83% + 8% + 9%= 100%.

A luz do sol, no comprimento de onda absorvida, tem que ir para algum lugar, verificando que, felizmente, a maior parte é retransmitida para o exterior. Aproximadamente 2/3 da energia solar absorvida (luz do sol) é re-irradiada  para o lado externo e apenas 1/3 para o interior do prédio.

A ilustração é importante também por outra razão: o vidro incolor 3mm é o padrão adotado para se calcular o Coeficiente de Sombreamento (CS) de qualquer outro vidro. Seus dados são ilustrados abaixo:     

Agora, alguns termos importantes ou relativos ao coeficiente de sombreamento:

TRANSMITÂNCIA- É a interação incidente filtrando-se diretamente através do vidro. Compõe-se de raios de luz:

• UV ou ultravioleta que se mede, no espectro solar, entre os comprimentos de 300 e 380 micromilímetros.

• Luz Visível (ou luz natural, ou do dia) que é a porcentagem de luz, transmitida diretamente na região visível nos comprimentos de onda de aproximadamente 380 a 780 micromilímetros, no espectro solar.

• Infravermelho (energia solar, ou calor) medida nos comprimentos de onda entre 780 a aproximadamente 3000 micromilímetros. Nesta faixa, separamos as ondas curtas (780 a 2100) e ondas largas (~2100 a 3000), para análise das propriedades das camadas óxido metálicas tanto de alta refletividade (high reflectance) como de baixa emissividade (LowE).   

REFLECTÂNCIA- É a interação das ondas do calor (energia) solar, refletindo-se diretamente da superfície vidro. 

EMISSIVIDADE- É a parcela do calor solar ou luz que, após ter sido absorvida pelo vidro, é retransmitida, tanto para o exterior como para o interior do prédio.

VALOR-U (DA ASHRAE)- É a medida do ganho ou perda de calor que ocorre através do vidro, causada pela diferença entre as temperaturas externa e interna. São valores aferidos no centro de uma peça de vidro e baseados em padrão estabelecido pela Associação dos Engenheiros de Calefação, Refrigeração e Ar-Condicionado, relativos às condições diurna no verão e noturna no inverno. Um valor-U mais baixo significa que menos calor é transmitido através do envidraçamento.

FATOR SOLAR- A parte da energia solar incidente que entra no vidro, incluindo tanto a energia transmitida diretamente quanto a energia absorvida que é convectada e irradiada para o interior de uma de uma construção.

VALOR-R- É a medida da resistência total à transferência de calor. O Valor-R é a recíproca do Valor-U. Quanto maior o Valor-R, menos calor é transmitido através do envidraçamento.

Há outros termos e índices utilizados pelos diversos fabricantes de vidro para comercializar seus produtos, mas nem sempre ultrapassam da área de atuação do marketing e, por isso, fogem ao escopo deste resumo. 

É a razão do ganho de calor (energia) solar através de um determinado vidro para o ganho de calor solar do vidro padrão (i.e. um vidro monolítico incolor de 3mm), sob circunstâncias idênticas. É o índice mais conhecido e geralmente aceito, tanto pela indústria como na construção civil como referência comparativa entre vidros.

Nessa busca da especificação correta e adequada de um vidro, procura-se atingir  um ponto de equilíbrio entre  três componentes principais e objetivos: Conforto Visual, Conforto Térmico e Economia - além da consideração Estética, de caráter subjetivo e até certo ponto imponderável.

Foi assim que, insatisfeitos com o desempenho do vidro incolor se evoluiu, primeiro para um vidro colorido (o verde Solex, há 50 anos), depois mais vidros coloridos, depois os refletivos com uma película (Scotch tint, por exemplo), depois uma camada óxido metálica como um spray em câmara  a vácuo, depois fundida no vidro durante a fabricação, depois a camada de baixa emissividade. Depois...

Para exemplificar as medições propostas e objetivar o uso daquilo que foi discutido e ilustrado, duas tabelas comparativas de dados, retiradas do Manual de Envidraçamento (tido na indústria da construção americana como a "Bíblia do Vidro"), da Flat Glass Marketing Association - FGMA (USA). Na primeira tabela, um vidro incolor, para comparação e os demais coloridos (com a pigmentação adequada para que fiquem posicionados em intervalos mais ou menos pré-definidos  na escala do coeficiente de sombreamento). Na segunda tabela, os mesmos vidros, agora com camada pirolítica.

Desempenho Médio

Alto Desempenho

Desempenho Médio

Alto Desempenho

1. Os dados acima se referem a vidros monolíticos, com 6mm de espessura. Alguns produtos são exclusivos de certos fabricantes.

2. O Coeficiente de Sombreamento do Vidro Padrão é 1,00.

3. Os dados acima são baseados em medições feitas em laboratório, utilizando o Spetro-fotômetro, podendo haver ligeiras variações de resultado, se forem utilizados aparelhos ou procedimentos diferentes.

4. A posição da camada na face 1 indica que o substrato colorido ficará do lado interno.

5. A camada pirolítica tem o efeito visual de um espelho - isto é, prata. Como a camada é fundida no vidro, proporciona ao arquiteto a liberdade de escolher o efeito externo desejado. Se a camada refletiva ficar na face 2, perde-se entre 8 a 10 % do benefício da alta refletividade, pela precedência da absortividade sobre a reflectância. Aqui fica clara a conseqüência da escolha  de posicionar a camada refletiva na face 1 ou na face 2. Embora seja uma escolha de caráter estético, tem conseqüência funcional.

O tremendo aumento do custo de energia desde 1973 e mesmo o racionamento desta nos dias atuais promoveu a preocupação com a transferência de calor para um status de importância quase igual ao da consideração estrutural. 

De fato é um problema ainda mais complicado entre nós pelo requisito das muitas "aberturas" na face externa dos prédios.

O isolamento acústico é dado em dB(A), que é a forma de medida do som em relação ao ouvido humano. Quando um vidro tem um índice de 30 dB(A), isso quer dizer que, se externamente há um ruído de 70 dB(A), este vidro só deixará passar para o interior 40 dB(A).

Portanto, para se fazer uma boa especificação,devemos saber qual é o nível de ruído desejável e o tipo de ruído existente (rua movimentada, aeroporto). 

O estudo do Conforto Acústico através do Vidro é dependente de fatores como sua massa, rigidez (que nada tem a ver com resistência) e abafamento (o índice de dissipação de movimento vibratório para energia calórica).

O aumento da massa, pelo lado da espessura ajudaria, mas custa muito. O aumento da rigidez não é uma solução muito praticável no caso de vidro. Um espaço de ar entre duas lâminas de vidro auxilia no isolamento acústico, mas só no caso deste espaçamento ser maior do que o utilizado para isolamento térmico (que em geral é de 13mm). O duplo envidraçamento (conjunto de pelo menos dois vidros separados por uma câmara de gás) já é uma realidade no mercado brasileiro, obtendo bons resultados no que diz respeito a conforto acústico e térmico.

A variável restante é o abafamento, em que inerentemente, o vidro é pobre. A utilização de uma película viscosa entre duas lâminas de vidro ajuda a aumentar este abafamento acústico. Por isso o vidro laminado oferece algumas vantagens práticas, se ignorado o aspecto preço, que é normalmente o dobro, comparado a um vidro monolítico de igual espessura.

Convém mencionar que a transmissão sonora depende também da freqüência - ondas entre 125 Hz e 4.000 Hz que, para conveniência e simplificação, gerou uma tabela denominada Espectro de Perda de Transmissão e as chamadas Classes de Transmissão Sonora, definidas na ASTM Standard  E 413.

É preciso entender bem qual o tipo de "som" que se está tentando se controlar: o do tráfego dos veículos, vozes humanas, ou ... - que se manifestam em freqüências diferentes - e, em função disso, encontrar o vidro mais adequado. Nas situações mais extremas, o normal é a contratação de um engenheiro de som para analisar o problema.

Como diagnóstico e solução são ainda bastante complexos, a companhia Monsanto (que descobriu o PVB) montou  uma tabela acessível de onde retiramos alguns dados para ilustrar:

Vidro Isolado Térmicamente

Vidro Isolado Térmicamente e Laminado 

1) STC - Classe de Transmissão Sonora

2) No Brasil esta espessura de PVC (Polivinil Butiral) é sempre a metade, i.e. 0,38mm, o que implica a alteração, em comparação entre produtos nacionais e importados.

3) Testes conduzidos nos Laboratórios Acústicos de Riverbank, na Califórnia.

O espaço de Ar nos vidros compostos pode ser preenchido com gases, como por exemplo, Argônio ou Criptônio, com resultados ainda melhores. Ou ainda dividir o espaço com uma ou mesmo duas películas especiais, alcançando-se redução para até 1/20 do som original. Ou fazer as duas coisas ao mesmo tempo.

Entretanto, por si só, a configuração otimizada do envidraçamento em um sistema de esquadrias não garante um desempenho sonoro satisfatório. É essencial que todo o revestimento externo do edifício seja projetado para alcançar  a desejada Transmissão Sonora. Esquadrias que não sejam bem vedadas ou tenham paredes muito finas podem ter índices inferiores ao desempenho do vidro. E, assim, outros materiais adjacentes, como alvenaria, concreto pré-fabricado etc... Um quadro maxi-ar, por exemplo, com um "vazamento" de 3mm em alguma parte de seu perímetro praticamente anula o benefício do vidro otimizado.

A definição genérica diz que são todos os vidros que, quando quebrados, produzem fragmentos menos suscetíveis de causar ferimentos graves que os vidros comuns, em iguais condições.

Assim , o vidro aramado é o mais antigo a se qualificar, com seus fios metálicos embutidos no meio da massa. É o mais grosseiro, embora eficaz, vidro de segurança, tendo sido muito utilizado no passado em portas corta-fogo. Tem inconvenientes - ser muito quebradiço e facilitar ferimentos de corte nas pontas do arame que ficam freqüentemente expostas, por ocasião de certo tipo de quebra.

O vidro laminado inventado no princípio deste século para atender ao problema de pára-brisas de automóvel quebrados em acidentes - também é vidro de segurança, pois é fabricado com duas ou mais chapas de vidro comum, unidas com calor e sob pressão (autoclavados), com uma ou mais películas de material plástico, de modo que, quando quebradas, mantém os estilhaços (iguais aos do vidro comum) aderidos à película. Em certos casos é especificamente exigido pela ABNT - ex. gradis externos, coberturas sobre passagem pública.

E, por fim, o vidro temperado que, submetido a tratamento térmico, fica com tensões de superfície adequadas, fragmentando-se em pedacinhos menos cortantes que os vidros comuns. A têmpera lhe confere uma resistência ao impacto (sua característica principal) e resistência ao choque térmico de 4 a 5 vezes maior, se comparado ao vidro comum de igual espessura. Mas, depois de temperado não pode ser usinado, cortado ou, de qualquer modo, trabalhado.

Existe no mercado internacional o que, popularmente se denomina meia-têmpera, um tipo de tratamento de enrijecimento que o torna mais ou menos 2 a 2,5 vezes mais resistente do que o similar comum. O assunto está assumindo importância com a introdução dos vidros termo-refletivos.

É importante que esta distinção entre laminado e temperado seja absorvida, principalmente devido ao fato de que o laminado, por ser composto com duas lâminas de 3mm, por exemplo, para ter 6mm, nem individualmente nem em conjunto alcança a mesma resistência do similar monolítico. A indústria vidreira ainda opera com a idéia de que, no máximo, essa resistência média no laminado chega apenas a 70%. É um assunto em debate.

Os principais vidros disponíveis são agrupados assim:

• COMUNS  Incolores ou coloridos termo-absorventes, de baixa refletividade

• IMPRESSOS: Caracteriza-se por uma grande variedade de gravações no vidro (texturas diferenciadas) e translucidez com excelente comportamento de difusão luminosa e de forma uniforme. São obtidos através de gravação em rolos cilíndricos laminadores, impressos em uma ou ambas as faces das chapas. O grau de difusão da luz varia de acordo com o padrão escolhido.

• ARAMADOS: É produto translúcido, incolor ou colorido, com elevado nível de segurança. Em sua massa é incorporada uma malha metálica (tela 1/2" e 1"), que evita que os fragmentos desprendam-se em casos de quebras. Possui ainda resistência anti-chamas, retardando a propagação do fogo em incêndios (62 minutos), e boa atenuação acústica (de 28 a 31 dB). Seu Coeficiente de Transmissão Térmica é de k=5,7 w/m2.°C).

• TEMPERADOS: Indicados a projetos que necessitem de resistência principalmente mecânica (impactos), pois suporta 5 vezes mais peso que os vidros comuns e diferenças de temperaturas de até 200°C.

• LAMINADOS: Vidros de Segurança (contra acidentes), composto por dois ou mais vidros, comuns ou temperados, colados entre si por um ou mais filmes  de polivinil de butiral - PVB. Não permite a transposição de objetos, em diferentes níveis,  podendo ser inclusive produzido à prova de balas. Pode ser considerado vidro de controle solar pela cor da película e pelos vidros que o compõe.

• Vidros com Camada Refletiva à Vácuo: Metalização obtida por deposição catódica a vácuo sobre o vidro float incolor ou colorido, oferecendo uma larga opção de cores, reflexões e níveis de média e altas  performances. Recomenda-se utilizar este vidro aplicado em Laminados ou em Duplo Envidraçamento, com a camada refletiva voltada para o interior, contra uma de suas películas laminares (PVB) no caso de  laminados e  dentro da câmara interna de ar no caso do Duplo Envidraçamento.

• Vidros com Camada Refletiva Pirolítica: Camada metalizada feita pelo processo pirolítico, muito resistente à abrasão, sobre os vidros float incolor ou coloridos, que reflete a energia solar, garantindo um bom índice de transmissão luminosa  coeficiente de sombreamento intermediário (média performance). Pelo fato de sua camada refletiva ser mais resistente, pode ser utilizado na sua versão monolítica.

• Vidros Serigrafados: É um vidro temperado onde a serigrafia  é feita por um esmalte cerâmico sobre vidros float ou refletivos com camada pirolítica. Os desenhos são fundidos à superfície do vidro, sendo que sua área coberta é infinitamente variável, podendo inclusive ser personalizada, em padrões e cores.

• Vidros de Duplo Envidraçamento: É o conjunto de pelo menos dois vidros separados por uma câmara de gás. O conjunto é garantido pela dupla selagem: A primeira, para não haver troca gasosa, a segunda, para garantir a estabilidade do conjunto. Internamente ao perfil de alumínio, há um hidro-secante, o qual garante a completa ausência de vapor d'água. Este sistema faz com que o duplo envidraçamento seja um ótimo isolante térmico e acústico. Pode ser composto por qualquer tipo de vidro (com exceção dos vidros impressos), garantindo e melhorando as características dos vidros que o compõe. Além disso pode ter em sua composição persianas internas e pinázios. Com a sua aplicação, pode-se obter uma melhora de mais de quatro vezes quanto ao isolamento térmico, até 30% superior em isolamento acústico e mais de 20% em controle solar, quando comparado aos vidros monolíticos.

• PAINÉIS DE VIDRO "POLYVISION": Os painéis de vidro "Polyvision" representam um avanço tecnológico na área, excelentes como solução para ambientes que necessitem privacidade e segurança visual, tais como salas de conferência, data-shows, escritórios executivos, UTIs hospitalares, etc. Com um simples toque de botão, a lâmina de cristais líquidos é ativada, deixando o vidro transparente. Desativado, fica opaco, com aparência leitosa. Constituídos por duas chapas de vidro, unidas por uma lâmina de cristal líquido, são fornecidos em dimensões de até 950 x 2400 mm, podendo ter  espessuras variáveis de 8 a 14 mm.      

Sendo cada vez mais freqüente a "otimização computadorizada do corte" de vidro e a indústria mundial do vidro ainda trabalhar com um "índice de sucata padrão de 20%" - entre o despejar a mistura liquefeita no leito de estanho até a colocação final do vidro na obra - o arquiteto pode ajudar a reduzir este grande desperdício com um estudo criterioso dos tamanhos dos vidros finais de seus projetos, atentando para os tamanhos das chapas. 

Normalmente, as chapas de vidros monolíticos incolores e coloridos nacionais são produzidos nos tamanhos 2400 x 3210 mm, 2200 x 3210 mm e ocasionalmente 2000 x 3210 mm, menos as chapas de vidros impressos e aramados que são de tamanho padrão 2200 x 1500 mm. Os vidros importados dão maiores opções de aproveitamento, com chapas desde 2438 x 3302 mm até 3302 x 5182mm.            

Existem materiais e técnicas construtivas que são sinônimos de uma época.

Já outros não apenas permeiam e caracterizam um período histórico,

como se transformam em recursos atemporais, a ponto de serem tomados praticamente como insubstituíveis.

Esse é o caso do vidro, um recurso que chegou para ficar na construção civil desde a segunda metade do século 19.

Depois que o movimento moderno radicalizou as  possibilidades  de   uso extensivo do material, difundindo-o, por exemplo,

nos emblemáticos arranha-céus de Mies van der Rohe ou na casa Farsworth,

 a arquitetura e os arquitetos nunca mais foram os mesmos.

Já que não é possível viver sem o vidro e que, na realidade,

ele é um dos mais fantásticos materiais postos à disposição dos arquitetos,

é mister estudá-lo, analisar suas características extraordinárias

e utilizá-lo eficiente e eficazmente na "busca da janela" que,

em última análise, é " o resumo da história da arquitetura",

na expressão de Gropius. 

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