Evitando que os utensílios de vidro se quebrem: A magia do controle por infravermelho
Quem já trabalhou em um laboratório sabe o quanto é desagradável quando um utensílio de vidro se quebra. Geralmente, isso acontece devido a tensões internas no material. Se o recipiente for resfriado rápido demais ou submetido a calor irregular, ele se torna uma espécie de “bomba relógio”.
É por isso que utilizamos o aquecimento por infravermelho para esse processo. Isso nos permite alcançar a temperatura ideal sem precisar fazer suposições.
Por que é importante controlar a temperatura com precisão de 0,1°C
O vidro é muito sensível. Existe uma faixa muito estreita de temperatura na qual as tensões internas desaparecem. Se a temperatura variar mesmo que alguns graus, tudo começa de novo, criando novos gradientes térmicos.
Nós mantemos os elementos de aquecimento por infravermelho estáveis dentro de uma margem de 0,1°C. Por quê? Porque queremos que o vidro se acalme, mas não queremos que ele derreta ou se deforme. É um equilíbrio delicado. Estamos apenas dando à estrutura silicatada a chance de se estabilizar.
Além disso, as ondas de infravermelho de curta distância são excelentes, pois não ficam apenas na superfície do vidro. Elas penetram profundamente na parede do vidro. Isso significa que tanto o núcleo quanto a superfície do vidro atingem a temperatura desejada ao mesmo tempo. Não há mais o “efeito superfície”, em que a parte externa parece normal, mas a interna ainda está sob grande tensão.
Os componentes necessários para o aquecimento
Não basta simplesmente colocar uma lâmpada dentro de uma caixa e considerar o processo concluído. É preciso ter um sistema bem regulado. Combine os elementos de aquecimento por infravermelho com um pirômetro de alta resolução e um controlador PID capaz de ajustar a temperatura rapidamente.
Mas aqui está o problema: a densidade de potência. Para atingir essas temperaturas rapidamente, é necessário muito poder. O problema é que toda essa energia pode transformar o forno em uma espécie de sauna, o que prejudica a precisão do processo. É preciso ajustar corretamente o isolamento e os ventiladores de refrigeração, caso contrário, o calor ambiente vai interferir nos ajustes e estragar tudo.
Sem mais quebras
A melhor vantagem de usar o aquecimento por infravermelho é que não há atrasos na reação do material. O aquecimento resistivo leva muito tempo para agir, enquanto o infravermelho age quase instantaneamente.
Isso nos permite diminuir a temperatura de maneira suave e controlada. Quando o vidro volta à temperatura ambiente, todas as tensões internas desaparecem. Assim, obtêm-se utensílios de vidro que conseguem suportar pressões vácuo e choques térmicos sem se quebrarem. São simplesmente utensílios robustos.