¿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 ordinario se rompiera. El vidrio resistente al calor suele ser vidrio de borosilicato, vidrio templado de cal sodada o vitrocerámica. El público en general se refiere a los utensilios para hornear de vidrio como Pyrex®, pero esta es 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 denomina 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 se puede fabricar para resistir el choque térmico cambiando su composición química, método de fabricación o ambos.

La mayor parte del vidrio ordinario se fabrica mezclando dióxido de silicio, cal, carbonato de sodio y pequeñas cantidades de otros minerales. Esto se conoce como vidrio sodocálcico 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 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 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 templado de cal sodada. El vidrio templado se ha tratado térmicamente durante la fabricación, lo que hace que la parte 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 sin templar y resiste mejor el choque térmico.

El vidrio templado resistente al calor se utiliza en utensilios de cocina y en mamparas de vidrio para chimeneas. La principal desventaja de utilizar este tipo de vidrio es que su forma no se puede modificar después de enfriar. Cortar o astillar el vidrio templado desequilibra sus tensiones internas, haciéndolo que se rompa fácilmente. Cuando se rompe, tiende a romperse en pedazos pequeños en lugar de fragmentos grandes y afilados. Por esta razón, se utiliza a menudo en parabrisas de automóviles.
La vitrocerámica es vidrio que se ha tratado térmicamente hasta que comienzan a formarse cristales en el vidrio. Variando 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 estufas de vidrio y superficies de cocción, 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» es generalmente vidrio de cal sodada que ha sido vidriado con vitrocerámica, o está construido con dos paneles y relleno con un material ignífugo.