¿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 harían que el vidrio común se rompiera. El vidrio resistente al calor suele ser vidrio de borosilicato, vidrio de cal sodada templado o vitrocerámica. El público en general se refiere a menudo a los utensilios de vidrio para hornear como Pyrex®, pero esto es propiamente una marca comercial 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 su 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 . Se puede hacer que el vidrio resista el choque térmico cambiando su composición química, el método de fabricación o ambos.

La mayoría del vidrio común se fabrica 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 y frascos de vidrio, cristales de ventanas y otras aplicaciones comunes. A finales del siglo XIX, el químico alemán Otto Schott inventó el vidrio de borosilicato añadiendo boro a la mezcla.

El vidrio de borosilicato es más liviano y resistente 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 resistente al calor, como tubos de ensayo; para utensilios para hornear y platos para servir; y en aplicaciones industriales donde es necesaria una alta resistencia al choque térmico, como tejas de aislamiento térmico. También se utiliza como vidrio óptico de alta calidad, por ejemplo, en grandes telescopios, porque transmite bien la luz y resiste los cambios de forma.

Corning® popularizó el uso de vidrio de borosilicato en utensilios para hornear bajo su marca Pyrex®, pero la mayoría de Pyrex® que se vende en los Estados Unidos hoy en día es vidrio de cal sodada templado. El vidrio templado se ha sometido a un tratamiento térmico durante la fabricación, lo que hace que la parte interna del vidrio se contraiga y aumente la tensión superficial, lo que da como resultado un mejor equilibrio de las tensiones en el vidrio. El vidrio templado es más fuerte que el vidrio sin templar y resiste mejor el choque térmico.

El vidrio templado resistente al calor se utiliza en utensilios de cocina y pantallas de vidrio para chimeneas. La principal desventaja de utilizar este tipo de vidrio es que su forma no se puede modificar después del enfriamiento. Cortar o astillar el vidrio templado desequilibra sus tensiones internas y hace que se rompa con facilidad. 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 un vidrio resistente al calor con una amplia gama de posibles coeficientes de expansión térmica. La vitrocerámica se utiliza principalmente para encimeras y superficies de cocción de vidrio, para pantallas de chimeneas y para paneles de vidrio resistentes al fuego. En la construcción, una ventana o un panel de vidrio que se describe como "resistente al fuego" suele ser vidrio de cal sodada que ha sido esmaltado con vitrocerámica, o está construido con dos paneles y relleno con un material ignífugo.