Come scegliere correttamente i vasi di laboratorio: il segreto sta nella temperatura
Non c’è niente di peggio che passare ore a creare dei vasi di laboratorio su misura, solo per vederli andare in frantumi durante la sterilizzazione. È frustrante e rappresenta una perdita di tempo. Di solito, questo accade a causa di stress interni che non sono stati eliminati durante il processo di raffreddamento del vetro.
Se la temperatura varia anche di pochi gradi, si creano delle tensioni microscopiche all’interno del vetro. Forse non se ne nota subito l’effetto, ma non appena il vetro viene esposto a sostanze chimiche o a cicli termici, quelle tensioni diventano evidenti.
Ecco perché è così importante mantenere una tolleranza di soli 0,1°C. Sembra un dettaglio insignificante, ma è fondamentale per evitare che i vasi vadano in frantumi.
Perché “abbastanza preciso” non basta
La maggior parte dei forni standard presenta delle fluttuazioni di temperatura molto significative. Queste fluttuazioni creano delle onde termiche che influiscono negativamente sul vetro. È come cercare di cuocere qualcosa su un fornello che ha soltanto due impostazioni: “ spento” e “ massimo livello di calore”.
Noi utilizziamo emettitori infrarossi ad alta densità e controller PID per stabilizzare la temperatura. Quando la temperatura rimane entro lo range di 0,1°C, le molecole di vetro possono stabilizzarsi senza creare tensioni reciproche.
Inoltre, è necessaria velocità: le onde infrarosse a breve lunghezza viaggiano rapidamente attraverso il vetro. In questo modo si evita l’effetto “skin effect”, ovvero quando la superficie esterna del vaso è surriscaldata mentre il nucleo rimane freddo.
I componenti utilizzati
Costruiamo questi dispositivi utilizzando rivestimenti in quarzo ad alta purezza, in modo che la luce emessa sia costante. Di solito utilizziamo un nucleo riempito di halogeno. Questo permette di concentrare più energia in uno spazio più piccolo, il che è fondamentale quando si vuole trattare una zona specifica del vetro.
Un consiglio utile: collegate questi dispositivi a una sorgente di alimentazione a bassa isterezia. Se la tensione variava, anche la temperatura sarebbe instabile. Tutto qui.
Il compromesso (quel dettaglio che nessuno vi dice)
Ecco il problema: la precisione non è gratuita. Far funzionare un elemento IR a bassa potenza per mantenere una stabilità di 0,1°C richiede uno sforzo maggiore ai componenti elettronici rispetto al semplice accendimento/ spegnimento dell’apparecchio. I componenti elettronici diventano molto caldi… davvero molto caldi.
Se non progettate i ventilatori di raffreddamento e i dissipatori termici in modo adeguato, i componenti elettronici si distruggeranno prima ancora che i dispositivi stessi si rovinino. È un dettaglio importante, ma fa la differenza tra un sistema che dura anni e uno che si rompe dopo pochi mesi.