Vidrio tratado con calor

Tratamiento con calor para obtener seguridad y durabilidad

Muchos de los edificios más impactantes y visualmente asombrosos de’l mundo tienen grandes extensiones de vidrio. Pero estas obras maestras de la arquitectura a menudo necesitan que el vidrio sea tratado con calor para ofrecer durabilidad y/o seguridad. Existen dos procesos para el vidrio tratado con calor: fortalecimiento por calor y templado. Ambos procesos se realizan en los mismos equipos de procesamiento y consisten en calentar el vidrio a aproximadamente 1200 grados y luego forzar el enfriamiento para crear una superficie y compresión del borde. El proceso se elige en función de la aplicación específica del vidrio.

Vidrio templado

El vidrio templado, que también puede llamarse acristalamiento de seguridad, en general es indicado para proporcionar seguridad o mantener a los ocupantes a salvo donde existe la posibilidad de que se rompa un vidrio que pueda lastimar a las personas si sale disparado, como en un incendio, una explosión, un tornado o un huracán. Debe usarse en puertas de patios, puertas de entrada, cristales laterales de puertas y otras ubicaciones peligrosas. Al romperse, el vidrio templado se quiebra en miles de pequeñas partículas.  

Para fabricar vidrio templado, el vidrio vuelve a calentarse justo por debajo del punto de fusión pero es enfriado por aire (templado) rápidamente, lo cual crea una compresión de la superficie más alta y/o compresión del borde del vidrio. Al templar un vidrio, este se vuelve de cuatro a cinco veces más resistente y seguro que el vidrio recocido o no tratado. Como resultado, es menos probable que el vidrio templado sufra una rotura térmica.

Vidrio fortalecido por calor

El vidrio fortalecido por calor en general es indicado cuando se necesita resistencia adicional para tolerar la presión del viento, el estrés térmico o ambos, pero no es necesaria la resistencia o el patrón de rotura de seguridad del vidrio templado totalmente. Un uso común del vidrio fortalecido por calor es en el vidrio para tímpano en fachada. Una ventaja del vidrio fortalecido por calor es que al romperse, los fragmentos de vidrio se parecen en tamaño y forma más a los fragmentos del vidrio recocido y por lo tanto tienden a permanecer en la grieta por más tiempo que las partículas del vidrio templado totalmente. Aunque el vidrio fortalecido por calor no es un cristal de seguridad según el código de la construcción, este patrón de estrellado evita que el vidrio se caiga y lastime a alguien.

Para fabricar vidrio fortalecido por calor, el vidrio se vuelve a calentar luego de formarlo justo debajo del punto de fusión y luego es enfriado por aire más lentamente que el vidrio templado. El enfriamiento más lento forma una superficie comprimida, lo cual aumenta la resistencia a aproximadamente el doble del vidrio recocido o no tratado.

Los requisitos de la especificación de la norma de la industria para vidrio tratado con calor o vidrio templado son ASTM C1048 y ANSI Z97.1, así como también la Comisión de Seguridad de Productos del Consumidor 16 CFR, sección 1201. Para el vidrio fortalecido por calor, el requisito es una compresión de la superficie de 3,500 a 7,500 psi y no hay requisitos para la compresión del borde. El vidrio templado debe tener o bien una compresión de la superficie de 69 MPa (10 000 psi) como mínimo o una compresión del borde de no menos de 67 MPa (9700 psi).

Vitro Architectural Glass (antes PPG Glass) procesa vidrio templado y vidrio fortalecido por calor en sus plantas de Carlisle, Pa.; Wichita Falls, Texas; y Barrie, Ontario, Canada.

Efectos del vidrio tratado con calor

Tanto con el fortalecimiento por calor como con el templado, es posible que haya distorsión óptica de imagen. en el vidrio la distorsión sucede por muchas razones, incluida la presión de acristalamiento, la fuerza del viento, los cambios barométricos y de temperatura—o incluso los cambios de altitud entre el sitio donde el vidrio es fabricado y donde se lo instala. La distorsión también puede aparecer a causa de patrones de presión en el vidrio tratado con calor o patrones de franja de interferencia en la fabricación de las unidades de vidrio de aislación. Dada su fluidez a temperaturas más altas, el vidrio también es naturalmente susceptible a la onda causada por el rodillo, curvatura y deformación mientras está siendo tratado con calor.

Para minimizar el posible efecto de distorsión del vidrio inherente a los procesos de tratamiento con calor, nosotros:

  • producimos todo el vidrio tratado con calor para un proyecto dado en los mismos equipos, usando los mismos parámetros de procesamiento
  • usamos vidrio más grueso, ya que es menos propenso a la distorsión
  • orientamos el vidrio tratado con calor de manera que la onda causada por el rodillo (la onda periódica que recibe el vidrio durante el tratamiento con calor, medida por la distancia entre el pico y el valle) sea paralela al alféizar de la ventana o marco superior

Calidad óptica y lisura del vidrio tratado con calor

Si bien la lisura del vidrio tratado con calor es un factor de tanto el aspecto como la calidad óptica del vidrio, otros factores como la onda causada por el rodillo, tendrán mucho más peso. Es por ello que en la industria no existe un estándar de lisura del vidrio tratado con calor. Una especificación común de lisura del vidrio tratado con calor es 0.005 pulgadas (cinco milésimas de pulgada [0.012 cm]) o menos en un área de 12 pulgadas (30 cm); sin embargo con la aparición de la inspección electrónica en línea, Vitro Glass recomienda especificar la lisura del vidrio tratado con calor mediante un cálculo formulado o un puntaje de milidiópteros. El puntaje de milidiópteros se calcula multiplicando el diámetro del rodillo y la distancia, en el centro, entre los rodillos, lo cual arrojará un puntaje expresado en tolerancia +/-. Una tolerancia de +/- 120 sobre el 90 % de la superficie del vidrio sería un ejemplo de una lisura agresiva necesaria para grandes edificios comerciales y reduciría el grupo de posibles proveedores de fabricación de vidrio.

Impregnación de calor

La impregnación de calor es un proceso utilizado para ayudar a reducir la incidencia del estrellado espontáneo a causa de presencia de sulfuro de níquel poco común (NiS) o daños en la fabricación del vidrio templado antes de que llegue al campo. Consiste en colocar el vidrio templado dentro de una cámara y elevar la temperatura hasta aproximadamente 550 grados para acelerar la expansión del sulfuro de níquel y hacer que el vidrio se rompa en la cámara de impregnación de calor, y de esta manera reducir el riesgo de estrellado en el campo.

La mayoría de los expertos coinciden en que la impregnación de calor no garantiza un 100 % de eliminación de posible estrellado espontáneo. Además, el proceso puede originar otros riesgos. Consulte nuestro documento técnico TD-138 para ver una exposición más completa del tema.

Vidrios Herculite® y Hestron® tratados con calor de Vitro Architectural Glass

El vidrio Herculite® hace referencia a todos los productos de vidrio excelentemente templados por Vitro Glass. Todos los productos de Vitro Glass están disponibles con la marca Herculite®. Únicamente el vidrio templado por Vitro Glass puede ser identificado con la exclusiva marca Herculite®.

El vidrioHestron® hace referencia a todos los productos de vidrio tratados excelentemente con fortalecimiento por calor por Vitro Glass. Todos los productos de Vitro Glass están disponibles con la marca Hestron®. Únicamente el vidrio fortalecido por calor de Vitro Glass puede ser identificado con la exclusiva marca Hestron®.

Herculite® y Hestron® son marcas comerciales registradas de Vitro Glass.

Documentos técnicos

Vitro Glass cuenta con varios documentos técnicos (TD) relacionados con el vidrio fortalecido por calor y el vidrio templado:

TD-113 Por qué el vidrio recocido, el vidrio fortalecido por calor y el vidrio templado desvían la misma cantidad (Why Annealed, Heat-Strengthened and Tempered Glass All Deflect the Same Amount): Trata la rigidez de vidrio y las características de desviación del vidrio recocido, del vidrio fortalecido por calor y del vidrio templado

TD-115 Patrones de presión del vidrio templado y del vidrio fortalecido por calor (Strain Pattern in Tempered and Heat-Strengthened Glass): Trata los patrones de presión visuales del vidrio templado y del vidrio fortalecido por calor, y cómo y por qué ocurre

TD-124 Fabricación del vidrio tratado con calor (Fabrication of Heat-Treated Glass): Incluye nuestras recomendaciones en relación con la fabricación del vidrio fortalecido por calor y del vidrio templado

TD-138 Vidrio tratado con calor para acristalamiento arquitectónico (Heat-Treated Glass for Architectural Glazing): Explica el uso adecuado del vidrio fortalecido por calor y del vidrio templado, incluida la ocurrencia de estrellado espontáneo y el uso de la impregnación de calor del vidrio templado; proporciona nuestras recomendaciones