O segredo para vidros que não quebram facilmente
Já aconteceu de um frasco de borosilicato simplesmente explodir? Talvez isso tenha acontecido durante o processo de esterilização ou bem no meio de uma reação química. É um pesadelo. Geralmente, isso acontece porque o vidro possui “tensões internas” dentro dele. Se você esfriar o vidro de maneira rápida demais ou de forma irregular, está, na verdade, criando uma espécie de bomba-relógio dentro do material.
Para evitar que isso aconteça, usamos aquecimento por infravermelho. Mas não qualquer tipo de infravermelho – estamos falando de um sistema capaz de manter a temperatura dentro de 0,1°C.
Conseguir a temperatura ideal
O vidro não derrete de uma vez só. Existe um ponto ideal chamado ponto de recristalização. É nesse momento que o vidro fica suficientemente macio para que as tensões internas se reduzam, mas sem ficar tão macio a ponto de se transformar em uma massa líquida.
O problema é que esse intervalo é muito pequeno. Se o aquecedor alterar a temperatura em 2 ou 3 graus, você terá problemas. Pode ser que o exterior do vidro fique superaquecido, enquanto o seu interior ainda estiver sob tensão.
É por isso que utilizamos emissores de infravermelho de onda curta. Eles penetram profundamente nas paredes do vidro, em vez de apenas aquecer a superfície, como faria um forno convencional. Isso mantém a temperatura uniforme, tanto por fora quanto por dentro.
Por que nos importamos tanto com 0,1°C?
A maioria dos aquecedores industriais é bastante imprecisa. Eles utilizam circuitos básicos que não são precisos o suficiente para trabalhos em laboratório. Quando precisamos de precisão de 0,1°C, o aquecedor precisa reagir imediatamente assim que o sensor detectar alguma mudança na temperatura.
Usamos filamentos de alta densidade e SCRs de comutação rápida para garantir que não ultrapassemos a temperatura desejada.
O problema é que, se o aquecedor for longe demais da temperatura desejada, criamos um novo gradiente térmico. Acabamos lutando contra as próprias leis da física do vidro, e perdemos essa batalha toda vez.
Os custos (a parte complicada)
Os arrays de infravermelho de alta precisão são poderosos, mas consomem muita energia. Além disso, é preciso colocar os refletores bem próximos uns dos outros para evitar que o calor se espalhe.
E uma dica importante: não se esqueça dos ventiladores de resfriamento para os componentes eletrônicos. Se eles ficarem muito quentes, começam a funcionar de maneira imprecisa. Assim, toda a precisão de 0,1°C acaba indo embora.