I Vetri di Sandro Bormioli
di Costantino Bormioli
Creazioni in vetro soffiato, vetrofusione e gioielli
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Cenni di tecnologia del vetro

Didattica > Articoli storici

BREVI CENNI DI TECNOLOGIA DEL VETRO
Il vetro è una sostanza amorfa che si ottiene facendo prima fondere e poi raffreddare una miscela di silicati: di sodio, calcio, potassio ecc.
Le materie prime per la produzione del vetro si dividono in: vetrificanti, fondenti, stabilizzanti, coloranti.

VETRIFICANTI

Il biossido di silicio (Si02) è il vetrificante per eccellenza e si introduce nella fusione del vetro attraverso sabbie quarzose che ne contengono il 99,5%.
Solo per la produzione di vetri speciali, neutro, pirex, e nella composizione degli smalti si utilizza l’anidride borica (B2O3), usando il borace anidro.

FONDENTI

Si chiamano fondenti gli ossidi alcalini, quali sodio e potassio, perché coadiuvano il processo di fusione del vetro abbassando il punto di fusione della silice.
L’ossido di sodio si introduce come carbonato sodico (soda Solvay) di tipo denso.
L’ossido di potassio è frequentemente usato in combinazione con l’ossido di sodio.


STABILIZZANTI


Gli ossidi di calcio, magnesio, bario e piombo sono definiti stabilizzanti perché rendono i vetri meno alterabili, quindi più resistenti agli agenti chimici e atmosferici.
-L’ossido di Ca è lo stabilizzante più usato e si utilizza come carbonato di calcio (marmo).
-L’ossido di Mg migliora la lavorabilità e la fusione del vetro. Viene introdotto spesso come dolomite che è un doppio carbonato di calcio e magnesio, e in questo caso va adeguata la quantità di CaCO3.
-L’ossido di Ba viene usato in piccole quantità, esso migliora la lavorabilità del vetro e le impartisce brillantezza.
-L’ossidi di Pb aumenta la densità del vetro, l’indice di rifrazione e la brillantezza ed è usato nella produzione del cristallo impiegando o il Pb3O4 (minio) oppure il PbO.

AFFINANTI


Sono materiali che favoriscono l’espulsione delle particelle gassose della massa vetrosa.
-Anidride arseniosa.E’ stato l’affinante più usato,oggi vietato per la tossicità, e sostituito con il cerio a cui deve seguire però l’aumento dei decoloranti.
-Nitrato sodico. Esercita oltre che azioni affinanti anche caratteristiche fondenti e decoloranti.
-Solfato sodico. Come affinante viene aggiunto alla miscela nella quantità del 4% circa.


ROTTAME


Il rottame di vetro è una materia prima di grande economicità, essendo un prodotto già fuso, si trasforma con più facilità consentendo un risparmio di combustibile.E’ molto usato nelle lavorazioni automatiche soprattutto per il basso costo.


COLORANTI


La colorazione del vetro si fonda su due principi, uno chimico e l’altro fisico.
Nel primo caso per i colori violetto, blu, verde e giallo-verde la colorazione si ottiene con ossidi introdotti nella miscela vetrificabile. Nel secondo, che riguarda i colori giallo, arancio, rosso la colorazione è generata da particelle ultramicroscopiche di rame, oro, solfuro di cadmio e zolfo che rimangono disperse nel vetro.
La massa del vetro fusa, raffreddata rapidamente, produce vetro incolore. Raffreddata lentamente appare colorata, perché gli ioni in essa dispersi hanno un tempo sufficiente per raggrupparsi.


PRODUZIONE DI VETRI COLORATI


Per produrre vetri colorati bisogna prestare molta attenzione all’ambiente di fusione. Per ottenere alcuni colori la miscela deve essere fusa in condizioni ossidanti (con fiamma ricca di ossigeno), per altri in condizioni riducenti (fiamma povera di ossigeno).

 
  TABELLA DEI COLORANTI

                         Cond.ossidanti           Cond.riducenti


Solfuro di cadmio            Nessuna                           Giallo
Solfuro di selenio            Nessuna                           Rosso
Ossido di cobalto            Blu-Violetto                      Blu-Violetto
Ossido rameico               Verde-Blu                         Verde-Blu
Ossido rameoso              Verde-Blu                         Rosso
Ossido di cerio                Giallo                                Giallo
Ossido di cromo              Verde-Giallo                     Verde smeraldo
Oro                                    Rosso rubino                   Nessuna
Ossido di ferro                 Verde oliva                       Verde-Blu
Biossido di manganese  Ametista                           Nessuna
Ossido di neodimio         Violetto                             Violetto
Ossido di nichel               Violetto                             Violetto
Selenio                              Nessuno                           Rosso
Zolfo                                  Nessuno                           Giallo ambra
Uranio                               Giallo fluorescente          Verde fluorescente



VETRI SODIO-CALCICI

Appartengono a questo tipo i vetri usati per lavorazioni artistiche e industriali.
Esempio di composizione di un vetro incolore.
                                                            %
          
            Silice                 Vetruficante         70
            Carbonato di Na     Fondente             15
            Carbonato di Ca     Stabilizzante         11
            Dolomite (Ca-Mg)                           11
            Allumina                                       1,2
            Bario                                           0,11
            Anidride arseniosa                            0,97
            Selenio e cobalto                          tracce



FORNI


I forni per la fusione del vetro si distinguono in due tipi:
-A crogioli, usati per le lavorazioni artistiche.
-A bacino per le lavorazioni industriali.


FORNI A CROGIOLI
Dall’antichità al XIX secolo il vetro è stato prodotto esclusivamente in forni a crogioli. Questi avevano una struttura circolare con tre camere sovrapposte, quella inferiore serviva per la combustione, in quella centrale erano disposti i crogioli, mentre in quella superiore, riscaldata dai fumi che andavano ai camini, fungeva la camera di ricottura. Il combustibile era la legna forte, i crogioli erano di piccole dimensioni, poco più grandi di un secchio. I primi ad usare il carbone come combustibile sono stati gli Inglesi nella seconda metà del secolo XVII.

L’evoluzione più importante nella struttura dei forni è avvenuta nel XIX secolo con l’introduzione del gas di gasogeno (forno Siemens).
L’entrata del gas e dell’aria di combustione in questi forni avviene da un foro centrale, mentre i conduttori di gas combusti sono disposti in corrispondenza di ciascun crogiolo, affinché ognuno di essi sia avvolto dalla fiamma. A causa dell’aumento dei consumi di vetro i crogioli (alcuni forni ne avevano fino a dodici), arrivavano a contenere fino a cinque quintali di vetro.

Per evitare lo spreco del calore che va al canino, i forni sono dotati di rigeneratori, che hanno la funzione di riscaldare l’aria comburente necessaria per la combustione.
Forni a crogiolo di piccole dimensioni sono usati tutt’oggi per le lavorazioni artistiche e per la produzione di vetri per ottica, sono dotati di ricuperatori metallici, che preriscaldano l’aria fino a 500°C e usano come combustibile olio denso e gas.
Nei forni a crogioli la fusione avviene nel tempo fino alla temperatura di 1400-1500 gradi. Si procede prima all’infornaggio delle materie prime, operazione che si esegue in due o tre volte, dando il pieno quando il materiale sottoposto al calore perde di volume. La fusione dura dalle sei alle dieci ore e lla fine di questa fase la temperatura viene alzata per permettere l’espulsione delle ultime particelle gassose, per poi essere portata sui 1200° per la fase di riposo, in attesa che il vetro venga lavorato. Durante il giorno si produce e alla sera si procede ad un nuovo infornaggio.
I materiali usati per la costruzione dei forni a crogiolo sono, per la volta, mattoni di silice, per le pareti laterali materiale silico-alluminoso, mentre il banco è in materiale silico alluminoso oppure in materiale elletrofuso.

FORNI A BACINO

I forni a bacino, di recente realizzazione, sono comparsi all’inizio del XX secolo, nel periodo di trasformazione da lavorazione a mano a quella automatica. Particolarmente adatti a grandi produzioni, sono stati realizzati per produrre vetro in modo continuo.
Il riscaldamento dei forni a bacino viene effettuato prima con carbone (gasogeno), poi con olio denso, metano, energia elettrica.

I forni sono costituiti da tre grosse strutture:
- La vasca di fusione e di affinaggio.
- L’avanforno (zona di riposo), che comunica con la vasca di fusione tramite un sifone detto “gola”.
- I rigeneratori o ricuperatori.
I forni a rigeneratori sono dotati di due batterie di bruciatori che funzionano in alternanza e producono una fiamma a “U”, che parte dai bruciatori ed è richiamata verso il rigeneratore opposto riscaldandolo, mentre in quello precedentemente riscaldato passa l’aria che va alla combustione. Questa operazione in alternanza si chiama “inversione” e si ottiene per azione di una grossa valvola.

I recuperatori possono essere metallici o di refrattario, lavorano in modo continuo e cedono calore per contatto. Nei vasi, sia mettalici che di refrattario, passano i fumi che vanno al camino mentre attorno passa l'aria che si riscalda e va alla combustione.
Nei forni moderni l’aria preriscaldata e portata a oltre 900°. La temperatura di fusione nei forni a bacino va dai 1450 ai 1550 gradi di poco inferiore a quella delle zone di affinaggio, mentre nell’avanforno si tengono valori di 1100- 1200 gradi.

I materiali usati per la costruzione del forno sono:
Nella vasca di fusione la volta è in mattoni di silice mentre la vasca vera e prropria è in materiale elettro-fuso (zirconio, allumina) messi a palizzata, anche la gola è in elettro-fuso.
L’avanforno è in materiale silico alluminoso.
I rigeneratori sono grosse camere, con all’interno impilaggi di mattoni messi ad alveare, in mullite o mattoni alluminosi.
I refrattari sono tenuti insieme da una intelaiatura di travi di ferro regolabile durante il riscaldamento e il raffreddamento del forno.

FORNINO DI RISCALDAMENTO

E’ una costruzione pressoché di forma cubica, di materiale refrattario, riscaldata da un bruciatore alimentato ad olio fluido o metano (anticamente a legna o carbone) che serve a riscaldare gli oggetti, dopo che sono stati staccati dalla canna e puntellati, per la modellatura della bocca e alla rifocatura degli oggetti.


RICOTTURA

Gli oggetti di vetro, dopo l’esecuzione, lasciati raffreddare naturalmente, si rompono. La rottura è provocata dalle tensioni generate dalla ritrazione, che avviene durante il raffreddamento stesso. Le pareti più sottili o quelle che hanno avuto contatto con lo stampo si raffreddano prima e si bloccano, mentre le altre continuano a ritirarsi provocando la rottura dell’oggetto.
Per evitare questo fenomeno occorre riportare l’oggetto ai limiti di rammollimento e lasciarlo raffreddare in modo lento ed omogeneo.
Questa operazione avviene per le lavorazioni in serie, in gallerie di ricottura o tempere, dove gli oggetti, un tempo disposti in ferracce, oggi su di un nastro si muovono passando con gradualità da 580° a temperatura ambiente.
Per le piccole produzioni artistiche si usano invece “forni morti” composti da una camera in refrattario silico alluminoso portata a 500°, riempita di oggetti, chiusa ermeticamente e raffreddata in modo naturale per spegnimento del forno.


GLI STAMPI

Molti oggetti artistici vengono eseguiti completamente a mano e sono certamente di maggior pregio. In molti casi però, sia per facilitare il lavoro, che per avere parecchi oggetti uguali, si fa uso degli stampi.
I primi stampi furono eseguiti con terra refrattaria, essi servivano a modellare solo il corpo dell’oggetto, mentre il collo e la spalla venivano eseguiti a mano.
Successivamente gli stampi furono fabbricati in ghisa, alluminio e legno. Questi ultimi per il basso costo, sono adatti all’esecuzione di piccoli quantitativi.
Per un buon uso ed una soddisfacente durata devono restare sempre immersi nell’acqua.
Per ottenere un buon scivolamento del vetro sullo stampo durante la formatura, gli stampi di ghisa sono trattati con olio e polvere di carbone, quelli di alluminio con pasta di olio di lino cotto lentamente e reso vischioso con polvere di carbone.
Gli stampi incisi, per l’esecuzione di oggetti stampati, debbono essere precedentemente riscaldati per evitare la martellatura.


SECONDE LAVORAZIONI

REPARTO ARROTERIA.
In questo reparto si svolgono tutte le operazioni di scalottatura, molatura e scanellatura degli articoli non finiti nella fornace.
Molti oggetti, specie quelli di particolare pregio, vengono tagliati per shock termico, poi molati e ribruciati per eliminare sul bevante dei calici ed anche sulle bocche di altri oggetti asperità e bordi taglienti.
La scanellatura, cioè l’esecuzione di quelle eleganti tacche e profonde incisioni che abbelliscono gli oggetti, viene praticata con mole di carborundum per la sgrossatura, successivamente le sfaccettature vengono rifinite con mole di pietra e lucidate con mole di sughero cosparso di pomice. Tutte le mole sono raffreddate ad acqua. Per aumentare i ritmi di produzione sono state costruite macchine con utensili diamantati che svolgono lo stesso lavoro, ma non con gli stessi risultati.

REPARTO SMERIGLIATURA
E’ il reparto dove con l’ausilio di abrasivi (carborundum) si smerigliano i tappi direttamente nei colli dei contenitori (bottiglie, flaconi, albanelle) per ottenere una tenuta perfetta.
Il lavoro si svolge montando il tappo sul mandrino di un tornio e, dopo aver introdotto un poco di carborundum nel collo dell’oggetto, si lascia che il tappo si scavi la sua sede precisa raffreddando il collo con l’acqua.

REPARTO INCISIONI
L’incisione è un aspetto artistico dell’uso delle mole. Infatti incidendo la superficie di un oggetto di vetro con mole di diversa foggia e dimensione, di pietra o di rame, si ottengono decorazioni di grande pregio.
Anche in questo caso le mole sono raffreddate ad acqua per evitare iol surriscaldamento dell’oggetto.
Le mole sono montate su un tornio, meglio se a velocità variabile. Anche per quest’uso sono state progettate macchine, alcune a programmazione elettronica, sempre dotate di utensili diamantati, particolarmente adatte a produzioni di serie.
L’incisione artistica rimane sempre quella eseguita dall’uomo con gli strumenti tradizionali


TECNICHE DI LAVORAZIONE MANUALE DEL VETRO

Due sono, principalmente, i modi per lavorare il vetro in Europa.
Quello usato in Altare, Venezia e Francia e quello praticato in Germania, Cecoslovacchia e Svizzera tedesca.
Ad Altare, come ovunque in Italia, i piccoli oggetti vengono eseguiti usando la placca, “marmorizzando e puntezzando”.
Per l’esecuzione di oggetti oltre il mezzo litro di capacità, fino alle lavorazioni di oggetti speciali di oltre 25 Kg di peso, si usa il “maioz” lavorando al banco.
Nei paesi di cultura germanica, invece il banco viene utilizzato solo dagli apritori e dagli attacca gambo e piede.
Per eseguire piccoli oggetti il maestro vetraio lavora in piedi facendo ruotare la canna con la mano sinistra su di una forca usando il “maioz”
( in tedesco wulgerlòffel).
Per oggetti più grandi usa il “ blocco “ lavorando sempre in piedi con maggior dispendio di energie.
Con il “blocco”, ad Altare, sono stati eseguiti pochi oggetti, tra questi la gazzosa con la billia e, temporaneamente, qualche bottiglis da vino di vetro nero in quanto si era valutato fosse economicamente più conveniente.


STRUMENTI PER LA LAVORAZIONE DEL VETRO A MANO

La Canna: Strumento indispensabile per la lavorazione del vetro soffiato. E’ un tubo di ferro, oggi anche di acciaio inossidabile, forato con una estremità a punta detta “ bocchino “, nella quale si soffia ed un’altra un po’ ingrossata detta “ morso “, che preventivamente riscaldata, si immerge nel vetro per “ levarlo “.
La grandezza dell’attrezzo varia a seconda della quantità di vetro che si vuol lavorare.

Il Puntello: E’ un tubo di ferro, con una estremità massiccia con la quale si “ leva “ dal forno una piccola quantità di vetro che, modellata a punta, serve ad attaccare (puntellare) gli oggetti sul fondo per il riscaldamento e la formatura della bocca.

Il Ferretto: E’ un tondino di ferro che serve per “levare” dal forno quantità di vetro per attaccare all’oggetto gambi, piedi, manici, ecc.

Il Maioz: E’ un blocco di legno con una cavità ovale, munito di un manico, usato per dare una prima forma alla “levata” e a raffreddarla. E’ di dimensioni variabili secondo la quantità di vetro che si vuol lavorare. Perché non si attacchi al vetro e duri a lungo deve sempre stare immersa nell’acqua.

Il Blocco: E’ un parallelepipedo in ghisa con quattro cavità ovali di diverse dimensioni. Come il “maioz” serve a raffreddare e a dare al vetro una prima forma. Si unge e si raffredda con acqua.

Le Molle: Sono strumenti indispensabili per il vetraio, sono composta da una parte di acciaio piatto che funge da molla, da due impugnature e da due lame che servono per modellare e a dare forma al vetro. Le molle sono di forma e grandezza diverse secondo l’uso al quale sono destinate.

Le Mollette: o pinzette con punte zigrinate, servono ad eseguire piccoli animaletti, guidare la stesa dei collarini e a smerigliare i beccucci e gli oggetti a morso per staccarli.

Le Nacchere: Sono arnesi composti da due tavole o placche di grafite unite da una cerniera. Servono a modellare il piede. Sono così chiamate perché il modo di usarle ricorda il movimento delle nacchere spagnole.

Le Forbici o Tajante: Sono cesoie con lama d’acciaio di dimensioni e fogge diverse usare per tagliare pezzi di vetro, gambi, piedi, manici ecc. da applicare agli oggetti.

Lo Stampino: Fusione in bronzo o ghisa con una cavità fresata a righe verticali o a punta di diamante. Introducendo l’abbozzo in questo stampini e soffiando si ottengono negli oggetti dei motivi decorativi, che in alcune occasioni mascheravano i difetti del vetro.

I Compassi: Sono strumenti di misurazione usati quando un oggetto o una parte di esso deve essere di misura esatta.

La Placca: E’ una lastra di ferro lucido montata su tre gambe, sulla quale si “marmorizza” il vetro per eseguire palline o lavori di piccola dimensione. Pare che in origine fosse di marmo, da cui il verbo “marmurizé”.

La Paletta: Tavola di legno di faggio con una impugnatura, usata per modellare il vetro.

Il Banco: E’ composta da una panca di legno, dotato di un ripiano sul quale si appoggiano gli strumenti per lavorare il vetro e di due prolunghe dette “bardelle” sulle quali il vetraio fa scorrere la canna.



NOMENCLATURA DIALETTALE:

La canna                     ra cònna
Il puntello                   er puntè
Il ferretto                  er frat
Il maioz                     er maioz
Il blocco                    er blok
Le molle                     er morle
Le mollette                  er murlette
Le nacchere                 er nacchere
Le forbici                   er tajante
Lo stampino                 u stampèn
Il compasso                  er cumpòss
La placca                     ra plòcca
La paletta                    ra paretta
Il banco                      er banc



Bibliografia

-Breve corso di tecnologia vetraria  dalla Rivista della Stazione sperimentale del vetro
di Murano.
-Quaderni di Chimica applicata. Il Vetro  di Scarnici, Toninato, Locardi.
-I difetti del vetro  di Romagnoli De Marchi

Costantino Bormioli, Lavorazione Artigiana Vetro - P.IVA 01317860094
Costantino Bormioli P.IVA 01317860094
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