L’inclusione da solfuro di nichel all’interno del vetro per edilizia può produrre una rottura catastrofica del vetro. Per ridurre al minimo il rischio di tale fenomeno esistono rimedi. Anzitutto cerchiamo di comprendere le sue cause grazie all’intervento del tecnologo Elvio Tessiore, autore del recentissimo volume “Il vetro in edilizia“.
Abbiamo visto nelle tre puntate precedenti alcuni esempi di rottura del vetro e le loro cause. Qui esamineremo il caso della rottura catastrofica del vetro dovuta all’inclusione del solfuro di nichel.
Tutto è nella sabbia
Nella sabbia silicea con la quale si produrrà il vetro, giocoforza ci sono degli inquinanti, intesi come metalli o impurezza che non prendono parte al processo di vetrificazione della sabbia ma manifestano in vari modi la loro presenza. Primo fra tutti l’ossido di ferro ( Fe2O3) che tinge il materiale vetro di verde. Ma c’e’ un altro metallo disperso nella sabbia in quantità infinitamente minore ma che è capace di produrre eventi indesiderati: il Nichel. Durante l’infornata per la produzione del vetro float, il Nichel reagisce con il Solfato di Sodio utilizzato come affinante, per dare come prodotto della reazione Solfuro di Nichel.
Colpevole il solfuro di nichel
Grano di NiS al microscopio elettronico
Nel vetro ricotto, ovvero nel float che non subirà trasformazioni termiche, quali la tempra, la presenza di NiS non dà alcun problema essendo questa molecola stabile e imprigionata nel reticolo cristallino del vetro. Le cose cambiano drasticamente quando la lastra di vetro ricotto, subisce il trattamento di tempra termica.
Questa molecola è allotropica, ovvero si presenza in due forme diverse dipendentemente dalla temperatura in cui si trova. A temperatura ambiente, NiS non produce effetti indesiderati sulle lastre. E’ stabile nella sua ‘forma β’.
Ad alta temperatura questa molecola si modifica diventando stabile,nella forma allotropica α, circa il 4% inferiore come dimensione.
Nella tempra termica
Quindi, è nel processo di tempra termica, durante il mantenimento a più di 600°C, che assistiamo alla trasformazione dalla fase β alla α. Nel successivo brusco raffreddamento, la molecola non ha il tempo di ritornare nella sua forma stabile β di dimensioni maggiori e rimane congelata nella forma allotropica con volume ridotto.
Ma a temperatura ambiente la molecola non può rimanere in forma α e cerca di stabilizzarsi, con l’effetto indesiderato dell’aumento di volume in un materiale privo di reticolo cristallino ordinato e quindi fragile, come il vetro.
La rottura catastrofica del vetro
Quindi NiS-α, spinge,spinge nel tempo, ingrandendosi, tra atomi di silicio che la tengono relegata.
Finalmente, quando riesce a trovare la sua pace, ovvero la forma stabile come NiS- β , impiegandoci anche diversi anni, si può assistere alla rottura catastrofica, spontanea della lastra, per l’espansione di questa molecola che riesce a generare una cricca superiore, a quella definita come ‘dimensione critica’.
HST è la soluzione
In questo caso il vetro è stato infettato dal virus della trasformazione, ma a differenza che per gli altri virus, qui abbiamo un vaccino: il test HST (Heat Soak Test), un trattamento termico che elimina in alta percentuale le lastre a rischio di rottura spontanea da inclusioni di solfuro di nichel. Come tutti i vaccini anche HST presenta una piccolissima percentuale di insuccesso, ma veramente esigua.
Elvio Tessiore, Glassconsulting
Le puntate precedenti
1-Vetrazioni per edilizia, viaggio tra meraviglie, patologie e ‘virus’
