El vidrio borosilicatado es más conocido por las marcas comerciales Duran y Pyrex. Abreviado también este material como borosilicato y como indica su nombre, es un tipo especial de vidrio que incluye óxidos de boro y silicio.
El primer objeto fabricado con borosilicato se vendió en 1893 con el nombre comercial de Duran. Fue inventado por el alemán Otto Schott. Más tarde, una empresa estadounidense desarrolló el Pyrex, marca usada desde entonces como sinónimo de vidrio borosilicatado.
Índice
¿Qué aplicaciones tiene el borosilicato?
El borosilicato tiene múltiples usos. Es común encontrarlo en instrumentos para laboratorios químicos. Por ejemplo: el matraz de Erlenmeyer y las probetas graduadas se fabrican ambos con vidrio borosilicatado).
¿Qué otras piezas se fabrican en borosilicato? El borosilicato también se puede utilizar en:
- Instrumentos de cocina: utensilios y objetos de menaje, como jarras graduadas o bandejas para el horno, pueden fabricarse con vidrio borosilicato. La ventaja de este material es su resistencia: es utilizable en el horno, el lavavajillas y el microondas. Ensaladeras, vasos y tazas de borosilicato también son comunes.
- Botellas ecológicas de agua reutilizables: por su ligereza, alta resistencia y seguridad alimentaria, las botellas de borosilicato constituyen una alternativa sostenible a las de plástico.
- Linternas de alta calidad: en las que lentes de vidrio borosilicatado transmiten la luz con más eficacia que las de plástico o vidrio de baja calidad.
- Telescopios astronómicos: por su reducido coeficiente de expansión térmica, también con Pyrex se construyen ciertos componentes de telescopios astronómicos. Se logran, gracias a sus cualidades, superficies de alta precisión óptica, estables frente a cambios de temperatura. Combinados con espejos de cristal, las piezas de borosilicato preservan las características de estos dispositivos ópticos.
- Cuerdas de guitarra: una buena porción de cuerdas de guitarra se fabrican con este vidrio.
Características del vidrio borosilicatado
El coeficiente de expansión térmica del Duran es un tercio del que posee el vidrio común. Este rasgo reduce la sensibilidad del material a los cambios de temperatura. Por tanto, resulta apto para fabricar objetos como los mencionados. En este aspecto, el cuarzo fundido sería incluso superior al borosilicato.
Sin embargo, aunque el borosilicato soporta bien las altas temperaturas, no es infalible. De hecho, puede rajarse y hacerse añicos si sufre un choque térmico. Es decir, un cambio brusco de temperatura. Esta es, precisamente, una de las ventajas de las botellas de tritan respecto a las de borosilicato.
Por otro lado, la masa atómica del boro es baja. De resultas, el borosilicato es más ligero que el vidrio común. Esta cualidad se aprovecha para fabricar ciertos objetos de menaje. Algunos ejemplos son las botellas de agua reutilizables, útiles de cocina como bandejas para el horno, jarras graduadas…
En óptica, los cristales de silicato tienen una baja dispersión. Su índice refractivo también es bajo. Se usa por ello para fabricar lentes y piezas de dispositivos ópticos, como los telescópios.
Ejemplo de propiedades físicas y químicas
Estas son algunas de las propiedades físicas-químicas del Duran 3.3, un tipo de borosilicato (datos tomados de Vidrasa):
| Coeficiente medio de dilatación lineal | 3,3 · 10-6 K-1 |
| Temperatura de transformación Tg | 525 ºC |
| Temperatura reblandecimiento | 825 ºC |
| Temperatura máxima admisible de corta duración | 500 ºC |
| Densidad | 2,23 g · cm-3 |
| Módulo de elasticidad | 64 · 103 N · mm-2 |
| Índice de Poisson | 0,20 |
| Conductibilidad térmica lw a 90 ºC | 1,2 W · m-1 · K-1 |
| Temperatura para resistencia eléctrica específica de 108 W · cm tk 100 | 250 ºC |
| Permitividad e | 4,6 |
| Factor de pérdida dieléctrica tan d | 37 · 10-4 |
| Índice de refracción nd (l = 587,6 nm) | 1,473 |
Composición del borosilicato
¿Cuánto boro contiene el vidrio borosilicatado? ¿Y cuánto sílice? La composición típica del vidrio de borosilicato es:
- 70 % de sílice
- 10 % de óxido bórico
- 8 % de óxido de sodio
- 8 % de óxido de potasio
- 1 % de óxido de calcio
- 2 % de aluminio
Conclusión
En resumen, aunque este vidrio es más complejo y difícil de fabricar que el tradicional, se recurre a él por sus propiedades. De hecho, la resistencia térmica y química del borosilicato posibilita fabricar instrumentos económicos para laboratorios de química o biología.
La ventaja de las piezas elaboradas con este vidrio es que tienen grosores de pared delgados. Así, las botellas, fuentes o jarras de cocina de borosilicato son tan resistentes como las de vidrio, pero más ligeras.
Finalmente, respecto al plástico desechable, el vidrio de borosilicato tiene cuando menos tres ventajas. La primera: es más sostenible, produce un menor impacto en el medio ambiente; la segunda: no se disuelve, por lo que no transmite olores ni sabores a los alimentos o bebidas; finalmente: está libre de químicos tóxicos para la salud.
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