¿Qué es el vidrio resistente al calor?
El vidrio resistente al calor es un vidrio que es más resistente al choque térmico que el vidrio ordinario. Por lo tanto, es adecuado para aplicaciones industriales, de construcción y de cocina donde los cambios de temperatura probablemente causarían la rotura del vidrio ordinario. El vidrio resistente al calor suele ser vidrio de borosilicato, vidrio templado de soda-cal o vitrocerámica. El público en general se refiere al horno de vidrio como Pyrex®, pero esta es propiamente una marca registrada de Corning®, Inc., un importante fabricante de productos de vidrio y cerámica.
Cuando la mayoría de los materiales se calientan, se expanden; cuando se enfrían, se contraen. Esta propiedad se conoce como expansión térmica , y el número que designa cuánto se expande o contrae un material dado se llama coeficiente de expansión térmica . El vidrio tiene un alto coeficiente de expansión térmica, lo que significa que se expande muy rápidamente cuando se calienta. Esta rápida expansión puede hacer que el vidrio se rompa, una consecuencia conocida como choque térmico . El vidrio puede fabricarse para resistir el choque térmico cambiando su composición química, método de fabricación o ambos.
La mayoría del vidrio ordinario se hace mezclando dióxido de silicio, cal, carbonato de sodio y pequeñas cantidades de otros minerales. Esto se conoce como vidrio de cal sodada y se usa para botellas de vidrio y frascos, cristales de ventanas y otras aplicaciones comunes. A fines del siglo XIX, el químico alemán Otto Schott inventó el vidrio de borosilicato agregando boro a la mezcla.
El vidrio de borosilicato es más liviano y fuerte que el vidrio de cal sodada, tiene un punto de fusión más alto y un coeficiente de expansión térmica mucho más bajo. Se utiliza para equipos de laboratorio de vidrio resistentes al calor, como tubos de ensayo; para hornear y servir platos; y en aplicaciones industriales donde es necesaria una alta resistencia al choque térmico, como las baldosas de aislamiento térmico. También se usa como vidrio óptico de alta calidad, por ejemplo, en telescopios grandes, porque transmite bien la luz y resiste el cambio de forma.
Corning® popularizó el uso de vidrio de borosilicato en utensilios para hornear bajo su marca Pyrex®, pero la mayoría de las Pyrex® que se venden en los Estados Unidos hoy en día es vidrio templado de soda-cal. El vidrio templado ha sido tratado térmicamente durante la fabricación, haciendo que la porción interna del vidrio se contraiga y la tensión superficial aumente, lo que resulta en un mejor equilibrio de las tensiones en el vidrio. El vidrio templado es más fuerte que el vidrio no templado y resiste mejor el choque térmico.
El vidrio templado resistente al calor se utiliza en utensilios de cocina y en pantallas de chimenea de vidrio. La principal desventaja de usar este tipo de vidrio es que su forma no puede modificarse después del enfriamiento. Cortar o astillar el vidrio templado desequilibra sus tensiones internas, haciendo que se rompa fácilmente. Cuando se rompe, tiende a romperse en pedazos pequeños en lugar de en fragmentos grandes y afilados. Por esta razón, a menudo se usa en parabrisas de automóviles.
La vitrocerámica es un vidrio que ha sido tratado térmicamente hasta que los cristales comienzan a formarse en el vidrio. Al variar la cantidad de cristal, es posible crear vidrio resistente al calor con una amplia gama de posibles coeficientes de expansión térmica. La vitrocerámica se utiliza principalmente para superficies de cocción de vidrio y superficies de cocción, para pantallas de chimenea y para paneles de vidrio resistentes al fuego. En la construcción, una ventana o panel de vidrio que se describe como "resistente al fuego" generalmente es vidrio de cal sodada que se ha esmaltado con vitrocerámica, o está construido con dos paneles y se rellena con un material ignífugo.