Resistencia al choque térmico

La resistencia al choque térmico de los cuerpos de porcelana y cerámica

La  definición técnica de un choque térmico se encuentra al final de este artículo. El choque térmico es en gran parte uno de los enemigos naturales de la porcelana y la cerámica convencional y a menudo parece invisible al principio. Por choque térmico nos referimos al rápido cambio de frío a caliente o viceversa de caliente a frío. 

¿Dónde se produce el choque térmico?

Especialmente en las cocinas de la gastronomía el choque térmico es causado rápidamente por personal no cualificado. Un escenario típico es: Salir de la cámara frigorífica y entrar en el vaporizador combi. En la industria hotelera, en los bistrós, cafés y en los hogares privados, el choque térmico siempre se produce cuando los alimentos, las sopas o las bebidas calientes se transfieren directamente de la olla - o de la máquina - a la porcelana no precalentada. 

¡Prevención del choque térmico!

¡Una buena máquina de café no tiene la función de calentador de tazas en su parte superior para divertirse! Por un lado, se puede verter agua caliente de 70 - 90 °C (té, café, etc.) en tazas precalentadas, y por otro lado, la bebida permanece caliente (estable) para el huésped por más tiempo. Los armarios calefactores, calentadores de platos y dispensadores de platos calientes hacen lo mismo con los cubiertos.

Cualquier tipo de precalentamiento o precalentamiento reduce considerablemente la diferencia de temperatura que existe en caso de un choque térmico. Sólo es cuestión de reducir esta diferencia de temperatura en un grado de reducción. Aquí hay un ejemplo:

Conclusión: ¡Si precalienta sus platos, reduce considerablemente el riesgo de un choque térmico!

¡Se puede oír el choque térmico! 

La rotura de la porcelana debido a un choque térmico se puede oír claramente: Hay un (1 x) suave sonido crepitante. En muchos casos, las fracturas no son visibles al principio, lo que tienta al usuario inexperto a seguir utilizando la pieza respectiva. ¡Esto es un error! Si la porcelana ha sido una sola vez el objeto de una crepitación, debe ser definitivamente retirada del uso para evitar mayores daños o incluso lesiones más adelante.

Choque térmico - un ejemplo de daño

Holst Porzellan suministra jarras de porcelana para los sistemas de distribución de alimentos en los hospitales. En un hospital, un paciente agarra una jarra de este tipo y, para rellenarse, la lleva desde la bandeja sobre su cuerpo. De repente el fondo de la jarra se desgarra y el paciente se quema los muslos con el café caliente. Un día después de que se informó de los daños, inmediatamente realizamos una visita al lugar.

Resultó que: el contenedor de café de la estación estaba mal ajustado o el termostato estaba defectuoso. La temperatura de llenado era de más de 80 °C y por lo tanto también por encima de la temperatura de consumo. La carga de choque térmico fue de 60 °C y más. Un examen de otras jarras mostró que alrededor del 20% de todas las jarras de porcelana mostraban rastros de choque térmico.

El hospital tuvo que pagar al paciente 20.000 euros en daños y perjuicios por dolor y sufrimiento. Si el fabricante o el servicio de atención al cliente del dispensador de café contribuyó al daño está más allá de nuestro conocimiento. Si no hubiéramos estado directamente en el lugar y no hubiéramos asegurado las pruebas, probablemente nos habrían llamado erróneamente a cuentas!

El personal de esta sala de hospital no había sido entrenado en porcelana y no se había ocupado del tema. El daño fue claramente el resultado de un error humano y de la falta de instrucción.

La porcelana y la vajilla de cerámica deben ser protegidas del choque térmico 

En general, la porcelana utilitaria ordinaria no debe ser expuesta a un choque térmico. La regla general es: cuanto más delgado sea el cuerpo de porcelana, mayor será la sensibilidad al choque térmico. La porcelana, es decir, también la porcelana dura (porcelana de feldespato), consta de dos componentes materiales: esmalte y cuerpo. El cuerpo de la porcelana reacciona más lentamente al choque térmico que el esmalte. Cuanta más masa tiene un cuerpo, menor es su coeficiente de expansión proporcional. En otras palabras: cuanto más grueso sea un cuerpo de porcelana, mayor será su resistencia al choque térmico.

¡High Alumina de Holst Porzellan es resistente al choque térmico!

Todos los artículos de la colección "Porcelana High Alumina" - la porcelana superdura - de Holst son resistentes al choque térmico! 

Debido a su alta densidad y a su receta especial, la porcelana High Alumina - Superduro -  es una de las pocas vajillas de porcelana que es resistente a los choques térmicos. La porcelana High Alumina puede soportar un choque térmico de hasta 200 °C. Sin embargo, para compensar las fluctuaciones relacionadas con la producción y mantener una "reserva de velocidad", garantizamos una resistencia a los choques térmicos de +/- 180 °C, por ejemplo de menos 20 °C a más 160 °C.

Esto hace que la porcelana High Alumina - Superduro - sea especialmente adecuada para su uso en la regeneración de alimentos en convectomatos, para comida preparada y para hornear o recocer directamente en el horno.

Definición física de un choque térmico

El choque térmico es el cambio rápido, parecido a un choque, en la temperatura de un material. Esto conduce a tensiones mecánicas entre el exterior (cubierta) y el área interior (núcleo), ya que un material se calienta o enfría más rápido en el exterior que en el interior. El material se daña permanentemente si la diferencia de temperatura supera un cierto valor. Este valor de temperatura crítica es influenciado de la siguiente manera: 

1. El coeficiente de expansión térmica lineal a [K -1] indica el porcentaje de elongación del material a un cambio de temperatura de 1K. Un material con un pequeño coeficiente de expansión térmica lineal es más resistente a los choques térmicos. 

2. La conductividad térmica l [Wm -1 K -1] indica la velocidad de transporte de calor a través de un material. Una alta conductividad térmica proporciona una mayor resistencia al choque térmico. 

3. La relación de Poisson n indica la relación entre la expansión longitudinal y la contracción transversal. Una menor relación de Poisson también proporciona una mayor tolerancia al choque térmico. 

4. El módulo de elasticidad E [GPa] es una medida de la rigidez. Un menor módulo de elasticidad resulta en una mayor tolerancia al choque térmico. 

5. La rigidez sf [MPa]. Una mayor rigidez aumenta la tolerancia al choque térmico. Después del choque térmico de las muestras, el módulo de elasticidad debe ser medido por medio de un método acústico. La vibración de la muestra se determina con la ayuda de un pequeño martillo y un micrófono. Además, la rigidez residual después del choque térmico se determinará mediante una prueba de flexión de 4 puntos. La rigidez es la cantidad que se utiliza para indicar la fuerza que debe actuar sobre un espécimen para que se rompa. En otras palabras, la rigidez que la muestra aún tiene después del choque térmico.