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El vidrio sinterizado es un tipo de vidrio finamente poroso a través del cual pueden pasar gases o líquidos, fabricado mediante la sinterización de partículas de vidrio para formar un cuerpo sólido pero poroso. Este cuerpo poroso también puede denominarse frita.
Historia del vidrio sinterizado
Un sinterizado es una composición cerámica que ha sido fundida, enfriada rápidamente y granulada. Los sinterizados forman una parte importante de las mezclas utilizadas en la elaboración de esmaltes y vidriados cerámicos; el propósito de esta pre-fusión es hacer que cualquier componente soluble y/o tóxico se vuelva insoluble al combinarse con sílice y otros óxidos añadidos.
Sin embargo, no todo el vidrio que se funde y se enfría en agua es un sinterizado, ya que este método de enfriamiento rápido del vidrio muy caliente también se utiliza ampliamente en la fabricación de vidrio.
Según el Oxford English Dictionary (OED), el origen de la palabra «frit» (sinterizado en inglés) se remonta a 1662 y se define como «una mezcla calcinada de arena y fundentes lista para ser derretida en un crisol para hacer vidrio». Hoy en día, las materias primas no calentadas para la fabricación de vidrio se denominan más comúnmente «mezcla de vidrio» o «batch de vidrio».
En la antigüedad, el sinterizado podía ser triturada para hacer pigmentos o moldeada para crear objetos. También pudo haber servido como material intermedio en la fabricación de vidrio crudo. La definición de sinterizado tiende a ser variable y ha resultado ser un tema complicado para los estudiosos. En los últimos siglos, los materiales sinterizados han asumido una serie de funciones, como biomateriales y aditivos para cerámicas dieléctricas de microondas. El sinterizado en forma de alumino-silicato puede ser utilizada en refractarios para colada continua sin esmalte.
Materiales y fabricación
El vidrio sinterizado se fabrica a partir de partículas de vidrio que se fusionan o sinterizan en un cuerpo de vidrio sólido pero poroso, típicamente en forma de disco, que luego puede sellarse dentro de un tubo de vidrio para crear un filtro completamente hecho de vidrio.
Las porosidades de los sinterizados se definen en tres sistemas diferentes. La elección de la porosidad para su aplicación dependerá de varios factores: el tamaño de las partículas filtradas, el flujo necesario a través del sinterizado, el tamaño del empaquetamiento en las columnas de cromatografía o las perlas de resina para la síntesis de péptidos y pequeñas moléculas.
Los discos sinterizados se fabrican calentando partículas o fibras de vidrio a una temperatura suficientemente alta para que se fusionen y formen un objeto relativamente resistente. Generalmente el vidrio es borosilicato, el mismo material estándar para aparatos de laboratorio, es decir, Pyrex 7740, Kimax KG-33 o Schott Duran. Los sinterizados de Kimble, Corning y Robu están hechas de vidrio particulado, mientras que los sinterizados de Ace se fabrican a partir de piezas cortas de fibra. Una vez formado, el disco sinterizado puede sellarse en tubos como parte de varios equipos, como filtros, soportes para empaquetamientos en columnas o perlas de resina, entre otros.
Las porosidades de los filtros de vidrio sinterizado se determinan de manera dinámica: se fuerza aire a través de un sinterizado sumergido en agua hasta que una burbuja pasa a través de ella. La presión necesaria para esto se correlaciona con el tamaño de los poros. Según la teoría: diámetro del poro (en micras) = 30 * tensión superficial (en dina/cm) / presión (en mm Hg). Esto debería correlacionarse con el tamaño promedio de los poros de toda la pieza.
Los volúmenes de poro y las áreas superficiales varían con la porosidad. Las posibilidades de hacer un sinterizado en un tubo ofrecen infinitas posibilidades de variación. Los sinterizados con tamaño de diámetro pequeño y las porosidades más finas, en particular, pueden ser problemáticos. Sus resultados pueden variar.
La aplicación del sinterizado depende del tamaño de sus poros. Según la norma ISO 4793-80 (Laboratory sintered (fritted) filters – Porosity grading, classification and designation), se distingue entre siete tamaños de poro en función de la finalidad de filtración respectiva
| Denominación ISO | Denominación | Tamaño nominal de los poros en µm | Campo de aplicación de la frita |
|---|---|---|---|
| P 500 | POR 00 / G 00 | 250–500 | Filtración de precipitaciones gruesas, distribución de gas en líquidos con baja presión de gas |
| P 250 | POR 0 / G 0 | 160–250 | Filtración de precipitaciones gruesas, distribución de gas en líquidos con baja presión de gas |
| P 160 | POR 1 / G 1 | 100–160 | Filtración gruesa, distribución de gas con mayor presión |
| P 100 | POR 2 / G 2 | 40–100 | Filtración fina preparativa, trabajos preparativos con precipitaciones cristalinas, difusión de gases en líquidos |
| P 40 | POR 3 / G 3 | 16–40 | Filtración analítica, trabajos analíticos con precipitaciones de tamaño medio, trabajos preparativos con precipitaciones finas, difusión de gases en líquidos |
| P 16 | POR 4 / G 4 | 10–16 | Filtración fina analítica, trabajos analíticos y preparativos con precipitaciones muy finas, distribución de gas muy fina en líquidos mediante presión, válvulas de retención para mercurio |
| P 1,6 | POR 5 / G 5 | 1–1,6 | Filtración ultrafina, filtros bacteriológicos, filtración de microorganismos más grandes, distribución de gas extremadamente fina en líquidos mediante alta presión |
Además de la norma ISO 4793-80, la norma estadounidense ASTM E128-99 (Maximum Pore Diameter and Permeability of Rigid Porous Filters for Laboratory Use) describe un procedimiento de ensayo para determinar el tamaño de los poros de sinterizados filtrantes.
Usos del vidrio sinterizado
Las aplicaciones en el material de vidrio de laboratorio incluyen su uso en filtros de vidrio sinterizado, depuradores o dispersores. Otras aplicaciones de vidrio sinterizado en el laboratorio incluyen su uso como relleno en columnas de cromatografía y lechos de resina para síntesis química especializada.
En un filtro de vidrio sinterizado, se utiliza un disco o lámina de vidrio sinterizado para filtrar partículas sólidas, precipitados o residuos de un fluido, de manera similar a un papel de filtro. El fluido puede pasar a través de los poros del vidrio sinterizado, pero la frita suele detener el paso de las partículas sólidas. Un filtro de sinterización generalmente forma parte de un artículo de vidrio de laboratorio, por lo que están disponibles embudos y crisoles de vidrio sinterizado.
Dispersión de gases en soluciones
Los dispersores a escala de laboratorio (también conocidos como piedras de difusión de gas o difusores), así como los depuradores y las botellas de lavado de gas (o botellas de Drechsel), son artículos de vidrio similares que pueden utilizar una pieza de vidrio sinterizado fusionada en la punta de un tubo de entrada de gas. Esta punta de vidrio sinterizado se coloca dentro de un recipiente con líquido durante su uso, de manera que la punta sinterizada queda sumergida en el líquido.
Para maximizar el área de contacto entre el gas y el líquido, se sopla lentamente una corriente de partículas gaseosas en el recipiente a través de la punta de vidrio sinterizado, de modo que el gas se divide en muchas burbujas diminutas.
El propósito del proceso de dispersión es saturar el líquido con el gas, a menudo para desplazar otro componente gaseoso. El objetivo de un depurador o botella de lavado de gas es limpiar el gas, de modo que el líquido absorba uno (o más) de los componentes gaseosos para eliminarlo de la corriente de gas, purificando así efectivamente la corriente.
Los productos de vidrio sinterizado no se recomiendan para soluciones fuertemente alcalinas que, en ocasiones, pueden atacar el vidrio de laboratorio. Aunque dichas soluciones solo disuelven una capa insignificante de la superficie del vidrio ordinario, debido a que las partículas sinterizadas son pequeñas, exponen una superficie mucho mayor a la solución y tienen áreas diminutas de contacto entre partículas que son vulnerables al ataque, lo que resulta en la pérdida gradual de partículas.
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APA: (2025-06-23). Vidrio sinterizado. Recuperado de https://quimicafacil.net/infografias/material-de-laboratorio/vidrio-sinterizado/
ACS: . Vidrio sinterizado. https://quimicafacil.net/infografias/material-de-laboratorio/vidrio-sinterizado/. Fecha de consulta 2025-07-17.
IEEE: , "Vidrio sinterizado," https://quimicafacil.net/infografias/material-de-laboratorio/vidrio-sinterizado/, fecha de consulta 2025-07-17.
Vancouver: . Vidrio sinterizado. [Internet]. 2025-06-23 [citado 2025-07-17]. Disponible en: https://quimicafacil.net/infografias/material-de-laboratorio/vidrio-sinterizado/.
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