¿Realmente conoces el vidrio templado?

El vidrio templado o endurecido es un tipo de vidrio de seguridad procesado a través de tratamientos térmicos o químicos controlados, lo que mejora su resistencia en comparación con el vidrio ordinario. El templado crea tensión de compresión en la superficie exterior y tensión de tracción en el interior del vidrio. Esta tensión hace que el vidrio se rompa en pequeños fragmentos granulares cuando se quiebra, en lugar de astillas afiladas y dentadas como el vidrio plano (también conocido como vidrio recocido). Los fragmentos granulares tienen menos probabilidades de causar lesiones.

Debido a su seguridad y resistencia, el vidrio templado se utiliza en diversas aplicaciones exigentes, incluyendo ventanas de automóviles de pasajeros, puertas de ducha, puertas de vidrio arquitectónicas y mesas, estantes de refrigeradores, protectores de pantalla de teléfonos móviles, como parte del vidrio a prueba de balas, para máscaras de buceo, y en varios tipos de platos y utensilios de cocina.

El vidrio templado tiene aproximadamente cuatro veces la resistencia del vidrio recocido ("regular"). La mayor contracción de la capa interna durante la fabricación induce tensión de compresión en la superficie del vidrio y tensión de tracción dentro del cuerpo del vidrio. El vidrio completamente templado con un grosor de 6 mm debe tener una compresión superficial mínima de 69 MPa (10,000 psi) o una compresión en el borde no inferior a 67 MPa (9,700 psi). Para ser clasificado como vidrio de seguridad, su tensión de compresión superficial debe superar los 100 MPa (15,000 psi). Debido al aumento de la tensión superficial, si el vidrio se rompe, solo se desintegra en pequeños fragmentos redondeados en lugar de piezas afiladas y dentadas. Esta característica hace que el vidrio templado sea seguro para aplicaciones de alta presión y a prueba de explosiones.

Es esta tensión superficial compresiva la que le da al vidrio templado su mayor resistencia. El vidrio recocido, que tiene casi ninguna tensión interna, típicamente desarrolla pequeñas grietas superficiales; sin compresión superficial, cualquier tensión aplicada al vidrio crea tensión de tracción en la superficie, impulsando la propagación de las grietas. Una vez que una grieta comienza a extenderse, la tensión se concentra aún más en la punta de la grieta, causando que se propague a la velocidad del sonido en el material. Como resultado, el vidrio recocido es quebradizo y se rompe en fragmentos irregulares y afilados. Por otro lado, la tensión compresiva en el vidrio templado contiene defectos y previene su propagación o expansión.

Cualquier corte o molienda debe realizarse antes del temple. Cortar, moler o recibir un impacto severo después del temple puede hacer que el vidrio se rompa.

Los patrones de tensión causados por el temple se pueden observar al ver el vidrio a través de un polarizador óptico (por ejemplo, un par de gafas de sol polarizadas).

El vidrio templado se utiliza cuando la resistencia, la resistencia al calor y la seguridad son consideraciones clave. Por ejemplo, los automóviles de pasajeros requieren las tres propiedades. Almacenados al aire libre, están expuestos a un calentamiento y enfriamiento constantes a lo largo del año, así como a cambios drásticos de temperatura. Además, deben resistir escombros de la carretera, como grava y pequeños impactos de accidentes de tráfico. Dado que los fragmentos de vidrio grandes y afilados representan un peligro adicional para los pasajeros (lo cual es inaceptable), se utiliza vidrio templado para que se rompa en piezas romas, casi inofensivas. Los parabrisas están hechos de vidrio laminado, que no se hace añicos en fragmentos cuando se rompe, mientras que las ventanas laterales y los parabrisas traseros son típicamente de vidrio templado.

Otras aplicaciones típicas del vidrio templado incluyen:

El vidrio templado también se utiliza para componentes sin marco en edificios (por ejemplo, puertas de vidrio sin marco), aplicaciones estructuralmente cargadas y cualquier otra aplicación que podría volverse peligrosa al impacto humano. En los Estados Unidos, los códigos de construcción requieren vidrio templado o laminado en ciertas situaciones, incluyendo tragaluces, áreas cerca de puertas y escaleras, ventanas grandes, ventanas cerca del suelo, puertas corredizas, paneles de acceso para el departamento de bomberos y áreas cerca de piscinas.

El vidrio templado también se utiliza en los hogares. Los muebles y electrodomésticos comunes que utilizan vidrio templado incluyen puertas de ducha sin marco, mesas de vidrio, estantes de vidrio, vidrio de armario y vidrio de chimenea.

"El 'bisel templado' significa que un área limitada (por ejemplo, el borde de un vaso o plato) está templada, lo cual es popular en la industria de servicios de alimentos. Sin embargo, los fabricantes especializados también ofrecen soluciones de cristalería completamente templadas/enduradas que proporcionan beneficios adicionales en forma de resistencia y resistencia al choque térmico. En algunos países, estos productos se especifican para lugares que requieren niveles de rendimiento mejorados o vidrio más seguro debido al uso frecuente."

El uso de vidrio templado en bares y pubs también ha aumentado, particularmente en el Reino Unido y Australia, para prevenir que el vidrio roto se utilice como arma. Los productos de vidrio templado se pueden encontrar en hoteles, bares y restaurantes para reducir la rotura y mejorar los estándares de seguridad.

Ciertas formas de vidrio templado se utilizan para cocinar y hornear. Los fabricantes y marcas incluyen Glasslock, Pyrex, Corelle y Arc International. Este también es el tipo de vidrio utilizado para las puertas del horno.

El vidrio templado se puede producir a partir de vidrio recocido a través de un proceso de templado térmico. El vidrio se coloca en un transportador de rodillos y se pasa a través de un horno, donde se calienta a muy por encima de su temperatura de transición de 564 °C (1,047 °F) a alrededor de 620 °C (1,148 °F). Luego, el vidrio se enfría rápidamente con aire forzado mientras el interior permanece en estado fluido durante un corto período de tiempo.

Otro proceso de endurecimiento químico implica comprimir una capa superficial de al menos 0.1 mm de grosor en la superficie del vidrio mediante intercambio iónico, reemplazando los iones de sodio en la superficie del vidrio por iones de potasio (30% más grandes), seguido de la inmersión en un baño de nitrato de potasio fundido. En comparación con el templado térmico, el endurecimiento químico mejora la tenacidad y se puede aplicar a objetos de vidrio con formas complejas.

El vidrio templado debe ser cortado a medida o presionado en forma antes del templado y no puede ser procesado más después del templado. Los bordes o agujeros perforados en el vidrio se pulen antes de que comience el proceso de templado. Debido al equilibrio de tensiones en el vidrio, el daño a cualquier parte eventualmente causará que el vidrio se rompa en piezas del tamaño de una uña. Es más probable que el vidrio se rompa debido a daños en los bordes, donde la tensión de tracción es más alta, pero también puede estallar si se somete a un impacto fuerte o a una fuerza concentrada en el medio de la hoja de vidrio (por ejemplo, golpear el vidrio con un punto endurecido).

En algunos casos, el uso de vidrio templado puede representar un peligro para la seguridad porque se rompe completamente al recibir un impacto fuerte, en lugar de retener fragmentos en el marco, lo que podría llevar a lesiones relacionadas con la rotura.

Si la superficie del vidrio templado se forma utilizando este proceso, puede desarrollar ondas superficiales causadas por el contacto con los rodillos de aplanamiento. Esta ondulación es un problema significativo en la fabricación de células solares de película delgada. El proceso de vidrio flotante se puede utilizar para proporcionar láminas de baja distorsión con superficies muy planas y paralelas como una alternativa para diferentes aplicaciones de vidrio.

Las inclusiones de sulfuro de níquel pueden causar que el vidrio templado se rompa espontáneamente años después de su fabricación.