Cómo se calcula el grosor del cristal de un acuario (y por qué cada web da uno distinto)
Busca «grosor cristal acuario» y encontrarás tablas que no coinciden entre sí. No es que unas acierten y otras no: cada una parte de una resistencia del vidrio y de un margen de seguridad distintos, y casi nunca dicen cuáles. Esta guía explica el método de la calculadora de grosor del cristal con todas sus hipótesis a la vista.
Antes de nada, el aviso importante: es una estimación, no un proyecto. Si vas a construir o encargar un acuario, el responsable es el fabricante o la cristalería.
Paso 1: la presión del agua
El agua empuja el cristal con una presión que crece con la profundidad: densidad × gravedad × altura de la columna de agua. Con 38 cm de agua, la presión en el fondo es de 3,73 kPa.
Ojo con la altura: es la columna de agua, del fondo a la superficie, no la altura del cristal. Un acuario de 40 cm de alto con el agua 2 cm por debajo del borde tiene 38 cm de columna.
Paso 2: el cristal como placa
El cristal frontal se trata como una placa rectangular apoyada en sus cuatro bordes: el fondo, los dos laterales y un tirante o marco arriba. El momento que dobla la placa en su centro es β × q × a², donde q es la presión, a el lado corto y β un coeficiente que depende de la proporción entre los lados.
Para un cristal de 80 cm de largo y 38 cm de agua, la razón de lados es 2,11 y β vale 0,1035. Los valores de β salen de la tabla clásica de la teoría de placas de Timoshenko, que reproduce con detalle un trabajo de M. Batista.
Ojo: un acuario sin refuerzo superior tiene el cristal apoyado solo en tres bordes. Ese caso es más desfavorable y la calculadora no lo cubre.
Paso 3: la resistencia del vidrio con carga permanente
Aquí está la diferencia con muchas tablas de internet. El vidrio no resiste igual una carga de unos segundos que una que dura años. El agua de un acuario está ahí siempre, así que hay que usar la resistencia para carga permanente.
Según el resumen de la prEN 16612 publicado por el Centro Común de Investigación (JRC) de la Comisión Europea:
- resistencia característica del vidrio float a flexión: 45 MPa (dato de Saint-Gobain);
- factor de duración para carga permanente, kmod: 0,29;
- coeficiente parcial del material, γM: 1,8;
- factor de superficie del vidrio float, ksp: 1.
De ahí sale una resistencia de cálculo de 7,25 MPa. Las calculadoras que usan la resistencia «de viento», pensada para cargas cortas, dan cristales más finos de lo que toca.
Paso 4: el grosor y el redondeo
Con la presión, el coeficiente β y la resistencia de cálculo, la teoría de placas da el grosor mínimo. Para el ejemplo de 80 cm y 38 cm de agua: 6,79 mm. La calculadora redondea al grosor comercial siguiente: 8 mm.
Los acuarios de serie de este tamaño suelen llevar 6 mm. La diferencia es el margen que la calculadora guarda a propósito, por dos razones:
- usa la presión del fondo en todo el cristal, cuando en realidad la presión es cero en la superficie y máxima abajo;
- usa la resistencia para carga permanente.
Un fabricante tiene sus propios cálculos, refuerzos y responsabilidad sobre el producto. Que su acuario lleve menos cristal no quiere decir que esté mal hecho.
Más ejemplos
- 100 cm de largo y 48 cm de agua: calculado 9,62 mm, comercial 10 mm.
- 80 cm y 38 cm de agua con un coeficiente de seguridad adicional de 1,5: calculado 8,31 mm, comercial 10 mm.
El coeficiente adicional es un campo que eliges tú. Con 1, los márgenes ya están en el cálculo; si quieres más, súbelo.
Lo que la calculadora no cubre
- Cristales apoyados solo en tres bordes (acuarios sin tirante).
- El cristal del fondo.
- Las juntas de silicona.
- El vidrio templado y el laminado.