El secreto para obtener vidrio que no se rompe fácilmente
¿Alguna vez ha ocurrido que un frasco de borosilicato simplemente explotara? Quizás esto sucedió durante el proceso de esterilización o justo en medio de una reacción química. Es realmente aterrador. Por lo general, esto ocurre porque el vidrio tiene “estrés interno”. Si se enfría demasiado rápido o de manera desigual, es como si se creara una bomba de tiempo dentro del material.
Para evitar eso, utilizamos calentamiento por infrarrojos. Pero no cualquier tipo de infrarrojos: se trata de un sistema capaz de mantener la temperatura dentro de un margen de 0.1°C.
Lograr la temperatura ideal
El vidrio no se derrite de golpe. Existe un punto óptimo llamado punto de recocido. Es el momento en el que el vidrio está lo suficientemente blando como para que los estrés internos disminuyan, pero no tanto como para que el frasco se convierta en un charco de líquido.
El problema es que este rango es muy pequeño. Si el calentador varía en 2 o 3 grados, tendremos problemas. Podríamos sobrecalentar la superficie exterior del vidrio, mientras que su interior seguiría teniendo estrés.
Por eso utilizamos emisores de infrarrojos de onda corta. Estos emisores penetran profundamente en las paredes del vidrio, en lugar de calentar solo su superficie, como haría un horno convencional. De esta manera, la temperatura se mantiene constante desde adentro hacia afuera.
Por qué nos importa tanto el margen de 0.1°C
La mayoría de los calentadores industriales son bastante torpes. Utilizan circuitos básicos que no son lo suficientemente precisos para trabajos de laboratorio. Cuando se necesita una precisión de 0.1°C, el calentador debe reaccionar al instante en que el sensor detecta algún cambio.
Utilizamos filamentos de alta densidad y SCR de conmutación rápida para asegurarnos de no superar la temperatura deseada.
El problema es que si el calentador se desvía demasiado, se crea un nuevo gradiente térmico. En ese caso, estamos luchando contra las propias leyes físicas del vidrio, y perderemos esa batalla cada vez.
Las desventajas (la parte complicada)
Los sistemas de infrarrojos de alta precisión son potentes, pero también consumen mucha energía. Además, es necesario colocar los reflectores de forma adecuada para evitar que el calor se escape en todas direcciones.
Un consejo útil: no olvide los ventiladores de enfriamiento para los componentes electrónicos. Si estos se sobrecalientan, comienzan a funcionar incorrectamente. Una vez que eso ocurre, la precisión de 0.1°C se pierde por completo.