Evite que os recipientes de vidro do laboratório se quebrem: o segredo está no controle da temperatura
Já aconteceu de um recipiente de vidro perfeitamente bom simplesmente se quebrar? É frustrante. Geralmente, isso acontece porque o vidro possui tensões “ocultas” dentro dele. Se a temperatura mudar muito durante o processo de amadurecimento do vidro, essas tensões continuam lá, impedindo que o material relaxe e mantenha sua forma.
É por isso que somos obsessivos com uma precisão de 0,1°C. Usamos aquecimento infravermelho para manter o vidro exatamente onde ele precisa estar, de modo que o material possa relaxar sem perder sua forma.
Por que essa pequena diferença de temperatura é tão importante
A maioria dos aquecedores é imprecisa. Eles ultrapassam o valor desejado e depois tentam corrigir isso. Mas, nesse caso, um erro de 2°C pode fazer toda a diferença entre um recipiente que dura uma década e outro que se quebra assim que é submetido a um choque térmico.
Usamos controladores PID de alta resolução, com elementos infravermelhos, para eliminar essas flutuações de temperatura. Isso mantém o vidro na temperatura ideal – suficientemente macio para liberar as tensões, mas não tanto a ponto de o recipiente se deformar.
Por que abandonar os fornos convencionais em favor do aquecimento infravermelho
Os fornos convencionais apenas movem o ar quente pelo ambiente. E, para ser honesto, o ar é um péssimo condutor de calor.
O aquecimento infravermelho é diferente. Ele transfere energia diretamente para a superfície do vidro. É mais rápido e preciso. Além disso, podemos ajustar o comprimento de onda para se adequar ao tipo específico de vidro que estamos usando, seja ele de borosilicato ou de soda-cálcio. Assim, não desperdiçamos energia aquecendo as paredes do forno; o calor é direcionado exatamente para onde é necessário.
As trade-offs (e como lidar com elas)
O problema é que não se pode simplesmente usar a máxima potência no aquecimento, esperando que tudo fique estável. Se fizer isso, surgirão “pontos quentes”, e tudo voltará ao ponto de partida.
Para manter a estabilidade a 0,1°C, usamos modulação de potência pulsada. Isso é um pouco mais técnico, e significa que nossas fontes de alimentação precisam ser capazes de suportar essa carga.
Mais uma dica: proteja seus sensores. Caso contrário, o ruído elétrico gerado pelos dispositivos infravermelhos vai interferir nas leituras, fazendo com que a precisão seja comprometida.