• 03/11/2025
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Gestión de Humedad de Precisión para la Industria del Vidrio

 

La gestión rigurosa de la humedad durante la manufactura y el almacenamiento es esencial para asegurar la máxima calidad y reducir al mínimo las pérdidas en el sector vidriero. Thermomatic proporciona soluciones HVAC-R diseñadas con ingeniería de precisión.


Para garantizar la excelencia y la resistencia de cada pieza de vidrio, se requiere mucho más que una materia prima de alta calidad. Las plantas de producción deben prestar especial atención al manejo del clima en sus instalaciones, sobre todo en regiones de clima tropical, donde las variaciones extremas de temperatura y la alta humedad relativa pueden ocasionar deterioros considerables en el producto.


La industria del vidrio, un sector de alta tecnología con una demanda en constante crecimiento, se enfrenta a desafíos críticos en el control de la humedad y la temperatura. Una Humedad Relativa (HR) inadecuada en las diversas etapas del proceso productivo y de almacenamiento puede generar un impacto negativo sustancial en la calidad, la productividad y los resultados financieros. Thermomatic, especialista en soluciones HVAC-R, se consolida como un socio estratégico para garantizar la durabilidad y la excelencia de sus productos.



 

La Química Oculta: El Vidrio Frente a la Humedad

 

Aunque se perciba como un material inerte y completamente impermeable, el vidrio interactúa químicamente con el ambiente. Su superficie, como material vítreo amorfo, reacciona continuamente con las moléculas de agua y CO₂ suspendidas en el aire, lo que da lugar a la formación de una capa microscópica de silanol (Si–OH). Esta alteración superficial es el punto de partida de la inmensa mayoría de los problemas derivados de la humedad.

 

Podemos conceptualizar que el vidrio "intercambia" con el medio: no solo absorbe, sino que también libera moléculas de agua. Este ciclo afecta directamente su capacidad de adhesión, su transparencia y su estabilidad óptica.

 

Este proceso de microhidrólisis rompe los enlaces químicos y disminuye la energía superficial, precisamente en el área donde los materiales como el PVB, EVA o TPU deben lograr su máxima fuerza de unión.

 

De esta manera, la humedad, aunque invisible, actúa como un agente corrosivo: se infiltra entre las láminas, se condensa en los microporos y puede quedar atrapada incluso después de la fase de laminado, lo que desencadena el fallo más crítico en la industria: la delaminación.

 

Problemas Frecuentes Causados por la Humedad en el Vidrio

 

Un control de humedad deficiente puede desencadenar una serie de fallos técnicos y sobrecostos. Los más habituales son:

 

Hidrólisis superficial:

 

Reacción entre sílice (SiO₂) y agua formando silanol. Causa pérdida de brillo, manchas lechosas y menor adhesión con films de PVB/EVA;

 

Condensación interlaminar:

 

Aire húmedo atrapado entre láminas produce delaminación y burbujas, con pérdida de transparencia y fallas ópticas;

 

Absorción higroscópica de PVB/EVA:

 

Estos polímeros absorben humedad del aire (hasta 0,4% en 24 h a 60% HR), generando variaciones dimensionales y pérdida de adhesión, responsables de hasta 70% de rechazos en laminación;

 

Corrosión alcalina ("Stain" o iridiscencia):

 

Iones Na⁺ migran de la matriz del vidrio bajo alta HR y temperatura, provocando iridiscencia, opacidad y manchas superficiales;

 

Microcondensación en almacenamiento:

 

Oscilaciones térmicas con alta HR causan manchas tipo "niebla" en vidrios templados y laminados, afectando la estética irreversiblemente.

 

Fallas Críticas: La Evidencia de una Gestión de Humedad Inadecuada

 

Una gestión de humedad por debajo de los estándares necesarios tiene el potencial de desencadenar una serie de defectos técnicos y generar sobrecostos operativos. Los más comunes incluyen:

 

Vidrio Plano (o Flotado):

 

Es altamente reactivo a la humedad y a los contaminantes del aire. Cuando se apilan las hojas, la condensación que se forma entre ellas puede provocar rápidamente iridiscencia y corrosión alcalina (stain);

 

Vidrio Laminado:

 

Este tipo es extremadamente sensible. Los polímeros usados en su interior, como el PVB, son higroscópicos y absorben la humedad ambiental, lo que lleva a la delaminación, la formación de burbujas y una pérdida crítica de la adhesión estructural;

 

Vidrio Templado:

 

El control de la humedad es vital durante el procesamiento y, sobre todo, en la fase de enfriamiento. Si la condensación se posa sobre la superficie aún caliente, puede generar manchas blancas e iridiscencia que aparecen después del templado;

 

Vidrio Armado:

 

La malla metálica interna actúa como un punto de condensación, creando zonas de oxidación. Esto no solo puede corroer el alambre, sino que también debilita la estructura y causa la separación de las capas de vidrio;

 

Vidrio Aislante (Doble Vidriado o DVH):

 

Es muy vulnerable a la infiltración de humedad. Si el sello perimetral falla, el vapor de agua ingresa a la cámara de aire, causando un empañamiento interno permanente y la corrosión de los recubrimientos de baja emisividad (Low-E);

 

Vidrio Blindado:

 

Su capacidad de protección balística depende directamente de una adhesión perfecta entre sus múltiples capas. La presencia de humedad compromete esta unión, y se estima que la delaminación puede reducir su resistencia al impacto entre un 15% y un 20%;

 

Espejos:

 

Son muy susceptibles a la oxidación causada por la humedad. Este efecto es visible en la aparición de manchas negras, especialmente en los bordes (black edge), y puede provocar que la capa reflectante de plata se desprenda.

 

Ingeniería de Climatización: La Respuesta de Thermomatic ante la Humedad

 

Para hacer frente a estos desafíos críticos, Thermomatic pone a disposición sistemas HVAC-R de máximo desempeño, dotados de una capacidad de gestión de humedad de precisión milimétrica. Estos sistemas están diseñados específicamente para satisfacer las exigencias de cada etapa del proceso de manufactura del vidrio.

 

Tecnologías de Deshumidificación Aplicadas

 

Ponemos a disposición dos soluciones tecnológicas de vanguardia, cada una de ellas optimizada para cumplir con un requerimiento ambiental específico:

 

Deshumidificadores por Condensación:

 

Son la solución ideal para reducir la humedad relativa a niveles moderados, manteniéndola estable entre 40% y 60%. Se caracterizan por su alta eficiencia energética, lo que se traduce en un OPEX (costo operativo) favorable, y requieren una menor inversión inicial (CAPEX).

 

Deshumidificadores Desecantes (o por Adsorción):

 

Estos equipos están diseñados para alcanzar niveles de humedad extremadamente bajos, por debajo del 20% o 30% de HR. Son indispensables en áreas críticas como las salas de laminación con PVB y EVA. Aunque suponen una inversión inicial mayor, el retorno está garantizado gracias a la drástica reducción en la tasa de rechazos y pérdidas de material.

 

Rendimiento y Rentabilidad: El Retorno Tangible de la Inversión (ROI)

 

La adopción de un sistema de gestión de humedad Thermomatic resulta en la obtención inmediata de ventajas competitivas y un rápido recupero de la inversión.

 

Resultados Cuantificables:

 

Disminución de Defectos Críticos:

 

Logre una reducción de hasta un 60% en la aparición de burbujas y problemas de delaminación, los fallos más costosos en la producción;

 

Calidad de Producto Superior:

 

Garantice una transparencia óptica perfecta y una adhesión estructural impecable en todos sus vidrios laminados y especiales;

 

Estabilidad y Precisión:

 

Preserve la estabilidad dimensional de los polímeros y la integridad óptica del vidrio, eliminando deformaciones y distorsiones;

 

Mayor Durabilidad y Seguridad:

 

Aumente la vida útil y la fiabilidad del vidrio blindado, asegurando que cumpla con las especificaciones de resistencia balística.

 

Impacto Directo en su Rentabilidad:

 

Reducción Drástica de Pérdidas. Disminuya las pérdidas por delaminación en un rango del 3% al 7% y elimine virtualmente los rechazos por iridiscencia, que pueden llegar a representar hasta un 12% de la producción total. Este ahorro operativo se traduce directamente en una mayor ganancia para su negocio.

 


 

FAQs

 

El despegue del PVB, un proceso conocido como delaminación, ocurre principalmente por la presencia de humedad durante la laminación del vidrio, ya sea en la superficie del vidrio o en el propio interlayer (PVB, EVA) antes del ciclo de autoclave para vidrio laminado.

La causa química está en la hidrólisis superficial del vidrio: el material reacciona con el agua (H₂O) del aire formando grupos silanol (Si–OH), que reducen la energía superficial y dificultan la adhesión. Dado que el PVB y el ionoplasto son polímeros higroscópicos, absorben esta humedad; durante el ciclo térmico del autoclave, el agua se transforma en vapor, creando presión interlaminar que separa las capas y crea burbujas entre los vidrios laminados, manchas y el despegue de la película.

Además de la humedad, otras causas incluyen contaminación por polvo o grasa en las láminas y almacenamiento incorrecto. Para garantizar una adhesión perfecta, es fundamental que la sala de laminación y la cámara de PVB mantengan un control riguroso de la humedad relativa, idealmente entre 22% y 25% HR, con una temperatura estable de 20–23 °C y presión positiva controlada. El uso de control de temperatura y humedad en el autoclave permite mantener el punto de rocío bajo y eliminar totalmente el riesgo de condensación.

Las burbujas entre las capas de vidrio laminado y la delaminación son defectos causados mayoritariamente por la humedad en la laminación del vidrio, absorbida por el interlayer (PVB, EVA) antes del autoclave. La presencia de agua, incluso a niveles microscópicos, impide la adhesión completa entre el polímero y el vidrio. En pruebas, una variación de solo el 0.2% en el contenido de humedad del PVB puede reducir la fuerza de adhesión (energía de cizallamiento) hasta en un 30%.

Los factores comunes que llevan a este problema incluyen: PVB absorbiendo agua, exposición del interlayer a ambientes con humedad relativa superior al 30% durante el montaje o almacenamiento, condensación en la superficie del vidrio – que ocurre cuando la temperatura del vidrio está por debajo del punto de rocío del ambiente – y tiempo excesivo entre el montaje del "sándwich" (vidrio + PVB + vidrio) y su entrada al autoclave, permitiendo que el conjunto absorba humedad del aire.

El control preventivo debe mantener la HR por debajo del 25%, con la temperatura estabilizada en 20–23 °C y un flujo constante de aire seco, garantizando una adhesión perfecta y reduciendo el desecho en la línea de laminación.

Las manchas, opacidad y, principalmente, la irisación (efecto de arcoíris en la superficie) son defectos directamente vinculados a la humedad en la laminación del vidrio. La irisación, también conocida como corrosión alcalina, ocurre cuando la humedad en la superficie del vidrio provoca la migración de iones alcalinos (Na⁺ y K⁺) desde dentro de la estructura del vidrio hacia la superficie. Esto genera depósitos que alteran la refracción de la luz, creando el efecto de arcoíris.

El problema se intensifica en condiciones de alta humedad relativa y temperatura durante el almacenamiento, especialmente cuando no hay control de temperatura y humedad en el autoclave o cuando el proceso ignora las condiciones ideales de la sala de laminación.

Las manchas y la opacidad (aspecto lechoso) son causadas por la humedad absorbida por el interlayer (PVB/EVA), que perjudica la adhesión y la transparencia, resultando en un aspecto "lechoso" o en manchas localizadas. La condensación entre láminas de vidrio apiladas sin separadores adecuados es una causa común.

Lo ideal es mantener la humedad relativa del aire alrededor del 45–55% en las áreas de almacenamiento y acabado, previniendo tanto la irisación como la delaminación tardía.

Evitar la delaminación en vidrio blindado es una cuestión de seguridad crítica, y el proceso exige un control ambiental aún más riguroso. La causa raíz es la misma que la del vidrio laminado común: la humedad en la laminación del vidrio, absorbida por el interlayer (PVB, policarbonato, etc.).

Sin embargo, en una composición balística, la delaminación no es solo un defecto estético; compromete la capacidad del conjunto de disipar la energía de un impacto, reduciendo drásticamente la protección balística.

Casos documentados muestran que variaciones por encima del 30% de HR en el área de montaje pueden provocar delaminación tardía en los bordes del vidrio blindado semanas después del curado, especialmente cuando el almacenamiento ocurre en áreas sin climatización controlada.

Para evitar este problema, es obligatorio que todas las etapas – desde el almacenamiento de los interlayers hasta el montaje y curado – ocurran en salas que cumplan con las condiciones ideales de una sala de laminación, con humedad relativa controlada (idealmente por debajo del 30%) y sistemas de filtración de aire para evitar la contaminación por partículas, que también pueden crear puntos de falla en la adhesión.

Para evitar manchas, irisación o delaminación tardía, el almacenamiento de vidrios (laminados o no) debe realizarse en un ambiente controlado. El almacenamiento en lugares sin control de temperatura y humedad para autoclave o sin un sistema de climatización para fábrica de vidrio aumenta hasta en un 70% el riesgo de defectos.

Las condiciones ideales para la sala de laminación o área de almacenamiento son:

  • Humedad Relativa del 40% al 55%;
  • Temperatura de 20 °C a 25 °C;
  • Ventilación con flujo de aire constante y renovación para evitar bolsas de aire húmedo;
  • Apilamiento utilizando siempre separadores entre las chapas para permitir la circulación de aire y evitar el contacto directo que puede generar condensación.

El control de estos parámetros ambientales es esencial para prevenir la corrosión alcalina y preservar la transparencia óptica del vidrio almacenado.

Sí, es un comportamiento esperado. Que el PVB absorba agua es un fenómeno normal, ya que se trata de un polímero higroscópico: absorbe naturalmente la humedad durante el proceso de laminación del vidrio. Esta absorción no es un defecto, sino una característica fisicoquímica del material.

El problema surge cuando el contenido de humedad supera el límite del 0.5%, lo que compromete su viscosidad y, principalmente, su capacidad de adhesión al vidrio. Por lo tanto, el almacenamiento y la manipulación deben ocurrir en un ambiente con control de humedad para la laminación de PVB, manteniendo la HR entre 20% y 30% y una temperatura estable de 20–23°C.

Este control garantiza la estabilidad dimensional del interlayer y la predictibilidad del rendimiento durante el ciclo del autoclave.

Para garantizar la máxima adherencia e integridad óptica, los parámetros ideales para una sala de laminación de vidrio con PVB son:

  • Humedad Relativa (HR) del 20% al 25%, siendo este el factor más crítico, sin exceder en ningún caso el 30%.
  • Temperatura de 18°C a 20°C, con control de fluctuaciones de no más de ±1°C.
  • Control de temperatura y humedad en el autoclave para asegurar estabilidad psicrométrica y eliminar completamente el riesgo de condensación en la superficie del vidrio.
  • Presión positiva de +5 Pa, siguiendo las condiciones ideales de la sala de laminación, impidiendo la infiltración de aire húmedo y contaminado.

Estos parámetros garantizan adherencia uniforme, evitan la delaminación y mantienen el punto de rocío al menos 10°C por debajo de la temperatura ambiente, conforme a las recomendaciones de las normas internacionales.

Incluso con el ciclo correcto de autoclave (presión y temperatura), la adhesión puede fallar si hay humedad presente durante la etapa de montaje de la laminación del vidrio. El ciclo del autoclave no "elimina" la humedad; solo fuerza la adhesión bajo presión y calor.

Si hay agua entre las capas, se transforma en vapor, creando una presión interna que compite con la presión del autoclave, impidiendo la adhesión completa. Además de la humedad, otras causas incluyen la contaminación de la superficie del vidrio por polvo, grasa o residuos químicos, que crean una barrera física e impiden el contacto molecular entre el PVB y el vidrio.

Otro factor crítico es el control de temperatura y humedad en el autoclave, ya que los parámetros fuera del rango ideal comprometen la adhesión y favorecen defectos como burbujas en el vidrio laminado. Minimizar el tiempo entre el pre-sellado y el autoclave es esencial, ya que cada minuto de exposición al aire ambiente es una oportunidad para que el PVB absorba agua, reduciendo la calidad de la laminación y la durabilidad óptica del vidrio.

El punto de rocío es la temperatura a la cual el aire alcanza el 100% de saturación de humedad y comienza a condensar agua en forma de gotitas. En la sala de laminación de vidrio, si la superficie del vidrio o del interlayer está más fría que el punto de rocío del aire ambiente, la humedad del aire se condensará sobre ellos, creando una película de agua invisible a simple vista, pero suficiente para causar burbujas en el vidrio laminado, delaminación y manchas.

Por ejemplo, si el punto de rocío de la sala es de 15°C y una lámina de vidrio recién cortada llega a 12°C, habrá condensación inmediata. Por eso, el control de temperatura y humedad en el autoclave es tan importante como el control de la humedad relativa.

Lo ideal es mantener el punto de rocío al menos 10°C por debajo de la temperatura ambiente, garantizando estabilidad psicrométrica, ausencia de condensación y adherencia perfecta durante la laminación.

El aspecto lechoso (opacidad difusa) es un síntoma clásico de humedad en la laminación del vidrio, absorbida por el interlayer o condensada en la interfaz vidrio-PVB. Incluso cantidades microscópicas de agua pueden crear una capa de separación molecular que dispersa la luz, generando el efecto lechoso. Este defecto es permanente y no puede corregirse después del curado.

Las causas principales incluyen: PVB absorbiendo agua, condensación durante el pre-sellado debido a la diferencia de temperatura entre el vidrio y el ambiente, y tiempo excesivo entre el montaje y el autoclave en un ambiente sin control de temperatura y humedad para el autoclave.

Mantener la sala de montaje dentro de las condiciones ideales de la sala de laminación es esencial para eliminar el riesgo de condensación, garantizar transparencia y asegurar una adhesión perfecta entre las capas.

Una vez que ocurre la delaminación, no existe una recuperación total: el panel debe rehacerse.

Sin embargo, la causa puede y debe ser diagnosticada:

  • Si ocurrió en menos de 3 meses, el origen es la alta humedad en el proceso de laminación del vidrio dentro del PVB/EVA;
  • Si ocurrió después de años de uso, el problema puede deberse a una instalación inadecuada o a infiltración de agua.

La mejor práctica es realizar una prueba de absorción de humedad del PVB (ASTM D570) y revisar las condiciones de la sala limpia (humedad, temperatura y ventilación).