¿Qué son los Tubos de Vidrio Resistentes al Calor?
El tubo de vidrio resistente al calor es un componente tubular confeccionado a partir de un vidrio especialmente formulado capaz de enfrentar temperaturas elevadas.
En contraste con los tubos de vidrio convencionales, los de naturaleza resistente al calor exhiben una destacada propiedad: su capacidad para resistir la expansión térmica. La expansión térmica tiende a provocar fracturas en el vidrio, motivo por el cual en la fabricación de tubos de vidrio resistentes al calor se opta por emplear un vidrio de baja expansión térmica. En este contexto, se encuentran disponibles diversos tipos de vidrios resistentes al calor, cada uno con composiciones y procesos de fabricación distintos, y con temperaturas de resistencia térmica variables.
Entre los materiales usuales figuran el Tempax, también conocido como vidrio de borosilicato, el Neoceram y el vidrio de cuarzo. Si bien los tubos de vidrio resistentes al calor son aptos para soportar temperaturas elevadas, es importante mencionar que aún tienen ciertos límites.
La exposición a temperaturas excesivas o a cambios bruscos de temperatura puede provocar roturas o grietas. Cuando se utilicen, deben respetarse las temperaturas máximas y los límites de cambio de temperatura recomendados por el fabricante.
Aplicaciones de los Tubos de Vidrio Resistentes al Calor
Gracias a sus propiedades, los tubos de vidrio termorresistentes pueden utilizarse en una gran variedad de aplicaciones.
1. Experimentos Científicos
Uno de los principales usos es en cristalería para experimentos científicos. Entre los vidrios resistentes al calor, el vidrio de cuarzo tiene una resistencia térmica especialmente elevada, con una temperatura máxima de funcionamiento de 1.000°C. La cristalería de cuarzo también es muy resistente a los productos químicos, por lo que resulta útil en experimentos científicos.
2. Recipientes que Retienen el Calor
El vidrio de cuarzo también se utiliza como recipiente que retiene el calor y sirve para mantener calientes bebidas y líquidos. Los tubos de vidrio resistentes al calor se incorporan a menudo en el interior de botellas de agua termal y ollas térmicas.
3. Fabricación
En la fabricación, también son importantes en las industrias química y farmacéutica. Debido a su resistencia al calor y estabilidad química, se utilizan en diversos procesos químicos y síntesis farmacéuticas.
Principio de los Tubos de Vidrio Resistentes al Calor
Cuando el vidrio se enfría, se genera tensión en su superficie y, a la inversa, cuando se calienta, se generan fuerzas de compresión que hacen que el material se expanda y se contraiga. Si esta tensión o fuerza de compresión es superior a la resistencia del propio vidrio, éste se romperá.
Mientras que el vidrio es resistente a las fuerzas de compresión, es débil frente a la tensión, por lo que ésta es la causa más común de rotura. Se sabe que la tensión en el interior del vidrio aumenta a medida que aumenta el coeficiente de dilatación térmica, y el vidrio resistente al calor tiene un coeficiente de dilatación térmica bajo.
El vidrio resistente al calor tiene un bajo coeficiente de dilatación térmica, lo que significa que la tensión generada en el vidrio es baja y el vidrio es resistente a la rotura incluso cuando se enfría rápidamente. Los tubos de vidrio resistente al calor en los que se utiliza vidrio resistente al calor pueden soportar cambios rápidos de temperatura.
La composición del vidrio influye considerablemente en el coeficiente de dilatación térmica. Cuanto mayor sea el contenido de componentes alcalinos como el sodio y el potasio, mayor será el coeficiente de dilatación térmica. Los tubos de vidrio resistente al calor se fabrican con un alto contenido en silicio y boro, los principales componentes del vidrio, y un bajo contenido en álcalis.
Tipos de Tubos de Vidrio Resistentes al Calor
Existen varios tipos de tubos de vidrio resistente al calor, en función del material y otras diferencias. Los siguientes son tipos típicos de tubos de vidrio resistente al calor.
1. Tubos de Vidrio de Cuarzo
El vidrio de cuarzo es un tipo especial de vidrio con alta resistencia al calor y estabilidad química. También se denomina vidrio de cuarzo. Puede soportar temperaturas muy altas y tiene una temperatura de resistencia al calor de unos 1.000 °C.
Debido a su alta resistencia al calor y estabilidad química, se utiliza como recipiente para reacciones químicas y procesos a alta temperatura. También tienen una alta transparencia UV y se utilizan en equipos ópticos y sistemas de irradiación UV.
2. Tubos de Vidrio Tempax
Un tipo especial de vidrio con gran resistencia al calor y a los impactos. Se utiliza principalmente para ventanas de observación en hornos y estufas, vidrio para puertas de hornos y puertas de vidrio en chimeneas, donde se requiere resistencia al calor.
El vidrio Tempax es resistente a la dilatación térmica a altas temperaturas y es relativamente resistente a los cambios bruscos de temperatura. También es resistente al impacto y a la rotura.
3. Tubo de Vidrio Neoceram
Se trata de un vidrio especial con una excelente resistencia al calor y transparencia. Es un vidrio resistente al calor con una temperatura máxima de funcionamiento de unos 700°C. Su mayor característica es su gran transparencia. Se utiliza principalmente en situaciones en las que se requiere la observación o medición en entornos de alta temperatura.
El vidrio Neoceram tiene las propiedades necesarias para soportar altas temperaturas y también es químicamente resistente. Su elevada transparencia óptica lo hace ideal para experimentos y observaciones de procesos a altas temperaturas. Debido a su alta transparencia, se utiliza a menudo para superficies de vidrio en hornos y fuentes de cocción.