Perché i vasi di vetro da laboratorio si rompono (e come evitarlo)
Avete mai avuto a che fare con un pezzo di attrezzatura in vetro per laboratorio costosa che si è semplicemente rotto? È davvero frustrante. Di solito, ciò accade perché il vetro non si raffredda correttamente. Se la temperatura cambia troppo rapidamente o scende troppo velocemente, si creano delle fessure nel vetro.
Per evitare questo fenomeno, utilizziamo elementi di riscaldamento a infrarossi. Essi sono estremamente precisi: fino a 0,1°C. Questo ci permette di mantenere il vetro esattamente nella posizione giusta durante il processo di raffreddamento.
Il problema legato al calore
Il problema è che il vetro non conduce bene il calore. Quando viene riscaldato, la superficie esterna diventa calda molto prima del nucleo interno. Questo crea una sorta di “lotta” all’interno del materiale. Se lo spazio tra la superficie calda e il nucleo freddo diventa troppo ampio, il vetro si rompe.
Ecco perché è così importante avere una precisione di 0,1°C. La differenza tra uno stato “perfettamente raffreddato” e uno “completamente rotto” è minima. Utilizzando elementi di riscaldamento a infrarossi ad alta precisione, possiamo mantenere una temperatura uniforme su tutto il vetro. Non si tratta solo di riscaldare, ma anche di permettere alle molecole presenti nel vetro di rilassarsi correttamente.
Perché i dispositivi a infrarossi sono migliori degli forni tradizionali
La maggior parte delle persone pensa a forni a convezione: in pratica, sono semplicemente delle grandi scatole piene d’aria calda. Ma l’aria è lenta e non distribuisce uniformemente il calore. I dispositivi a infrarossi, invece, utilizzano radiazioni per riscaldare direttamente la superficie del vetro. In questo modo, il calore raggiunge più rapidamente la superficie del vetro, e abbiamo un maggiore controllo sul periodo di riscaldamento.
Inoltre, questi dispositivi vengono abbinati a regolatori PID a controllo chiuso. Perché? Perché se la temperatura sale anche solo di 2°C, dobbiamo ricominciare da capo, creando nuove tensioni nel vetro.
L’equilibrio necessario
Ottenere questa precisione non è semplice come acquistare semplicemente una lampada speciale. Non si possono mettere i dispositivi a infrarossi troppo vicini al vetro: altrimenti si creano dei punti caldi, e la superficie del vetro si brucia prima che il nucleo interno si riscaldi. È necessario trovare un equilibrio tra la potenza del riscaldamento e la distanza tra i dispositivi e il vetro. Se i ventilatori o i sensori non funzionano correttamente, allora i costosi dispositivi a infrarossi diventano inutili. Tutto deve funzionare insieme.