Porque o Vidro resiste a variação de calor
Por: Mauro Akerman – Escola do Vidro
O vidro é um material mal condutor de calor, isto é, se por exemplo em um dos lados de
uma vidraça se aquece, a face do vidro deste lado esquenta porém o calor leva um certo
tempo até atravessar a espessura e aquecer a outra face, pois o vidro oferece resistência à
passagem do calor.
Portanto quando colocamos um líquido quente dentro de um copo a superfície do vidro em
contato com a água se aquece e se dilata. Enquanto isto a superfície externa ainda esta
fria e não quer se dilatar. Como resultado gera-se tensões de tração na superfície fria
externa, e se este valor for acima do que o vidro pode suportar ele vai quebrar.
Desta maneira podemos afirmar que a capacidade de resistir a choques térmicos é
inversamente proporcional a quanto o vidro se dilata quando aquecido. Ou seja quanto
maior for a dilatação térmica, menor será a resistência do vidro a mudanças bruscas de
temperatura.
A dilatação térmica depende da composição química do vidro. Para os vidros sodoc
álcicos, que são a grande família que compreende as embalagens e vidros planos, peças
de 4 a 5 mm de espessura suportam algo em torno de 60oC de diferença de temperatura. É
portanto desaconselhável colocar água fervendo (100 oC) em um copo a temperatura
ambiente.
Quanto mais fina for a peça, ainda que produzida com o mesmo vidro, menores serão as
diferenças de temperatura entre os pontos frios e quentes e portanto mais resistente ela
será ao choque térmico.
A quebra sempre se dá na região mais fria da peça, onde ocorre a tração, e comumente o
risco maior de quebra é quando o vidro está quente e sofre um esfriamento rápido. Por
exemplo: tirar uma peça do forno e colocá-la sob a torneira ou sobre uma superfície
metálica fria.
Por outro lado se o aquecimento é homogêneo em toda a superfície, como dentro de um
forno, toda a superfície fica comprimida devido ao aquecimento e não há quebra.
Para aumentar a resistência ao choques térmicos de produtos de vidro, fundamentalmente
se empregam dois recursos:
– A têmpera, que deixa a superfície do vidro em compressão (vide Gotas de Vidro da
edição de maio/00) e neste caso as diferenças de temperaturas devem ser maiores para
poderem eliminar o efeito de compressão da superfície ocasionada pela têmpera. A
resistência destes vidros chega até cerca de 200 oC. É o caso da linha Duralex, que são
produtos domésticos de vidro sodo-cálcicos temperados, e que portanto resistem sem
problemas a água fervente.
– A mudança da composição do vidro para outra que dilate menos com o aquecimento, É
o caso do nosso Marinex, que trata-se de um vidro borossilicato, que dilata cerca de 50%
menos do que um vidro sodocálcico para as mesmas temperaturas, e por isso pode resistir
a esfriamentos bruscos de até 150 oC. Este vidro quando temperado pode ainda atingir
resistência a choques de até 400 oC.
Porém acima dos 300 oC, que é o máximo que se atinge em um forno doméstico, depois de
algum tempo o vidro pode começar a perder sua tempera, e portanto não é aconselhável
se utilizar acima disto, assim como em contato direto com a chama que tem temperaturas
superiores a 1000 oC.
Existem vidros ainda mais resistentes como os de sílica pura, que por sua dificuldade de
obtenção e por conseqüência alto custo, só são empregados em aplicações especiais. Eles
quase não se dilatam com o aquecimento e portanto tem uma resistência ao choque
térmico enorme. Podem receber a chama diretamente e ser colocados em seguida sob
água fria sem trincar.
Existe uma família de materiais chamada de vitrocerâmicos que a grosso modo são
constituídos de uma base de vidro onde se formou cristais controladamente. Estes cristais
podem ser tão pequenos que não impedem a passagem da luz deixando este material com
o mesmo aspecto do vidro. Uma característica muito explorada destes materiais é
justamente sua baixa dilatação térmica, semelhante à do vidro de sílica pura, sendo por
isso empregados em panelas e frigideiras que podem receber a chama diretamente, assim
como em mesas de fogões elétricos, onde as resistências de aquecimento são fixadas
diretamente sobre a chapa de vitrocerâmico.
