Entendiendo el vidrio resistente al calor: Tipos, usos y beneficios

El vidrio resistente al calor es vidrio que es más resistente al choque térmico que el vidrio ordinario. Por lo tanto, es adecuado para aplicaciones industriales, de construcción y de cocción donde los cambios de temperatura probablemente causarían que el vidrio ordinario se rompa. El vidrio resistente al calor suele ser vidrio de borosilicato, vidrio de sodio-calcio templado o vitrocerámica. La vajilla de vidrio a menudo se refiere por el público en general como Pyrex®, pero esto 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 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 expansión rápida puede causar que el vidrio se rompa, una consecuencia conocida como choque térmico. El vidrio puede hacerse resistente al 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 sodio-calcio y se usa para botellas y frascos de vidrio, vidrios 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 ligero y fuerte que el vidrio de sodio-calcio, tiene un punto de fusión más alto y un coeficiente de expansión térmica mucho más bajo. Se usa para equipos de laboratorio de vidrio resistente al calor, como tubos de ensayo; para utensilios de horneado y platos para servir; y en aplicaciones industriales donde se necesita alta resistencia al choque térmico, como baldosas de aislamiento térmico. También se usa como vidrio óptico de alta calidad —en grandes telescopios, por ejemplo— porque transmite bien la luz y resiste cambiar de forma.

Corning® popularizó el uso de vidrio de borosilicato en utensilios de horneado bajo su marca Pyrex®, pero la mayoría de Pyrex® vendidos en los Estados Unidos hoy en día es vidrio de sodio-calcio templado. El vidrio templado ha sido tratado con calor durante la fabricación, causando que la porción interna del vidrio se contraiga y la tensión superficial aumente, resultando en un mejor equilibrio de 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 usa 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 vidrio templado desequilibra sus tensiones internas, haciéndolo romper fácilmente. Cuando se rompe, tiende a romperse en pedazos diminutos en lugar de en fragmentos grandes y afilados. Por esta razón, a menudo se usa en parabrisas de automóviles.

La vitrocerámica es vidrio que ha sido tratado con calor hasta que comienzan a formarse cristales 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 usa principalmente para superficies de cocción y estufas de vidrio, para pantallas de chimenea y para paneles de vidrio resistentes al fuego. En construcción, una ventana o panel de vidrio descrito como "resistente al fuego" suele ser vidrio de sodio-calcio que ha sido esmaltado con vitrocerámica, o está construido con dos paneles y relleno con material retardante de fuego.