La exactitud y uniformidad que actualmente se espera
que una estufa de uso en laboratorio prometa, replantean una
investigación más profunda acerca de cómo mejorar los aspectos
definidos a continuación.
Estabilidad o Exactitud: es la máxima variación de temperatura, a lo largo del tiempo, de un punto de un recinto termostático.
Uniformidad: es la máxima variación de temperatura entre dos puntos considerados de un recinto termostático.
En
un porcentaje alto es posible lograrlo con circulación forzada de
triple cámara, donde el aire ingresa a temperatura de funcionamiento
dentro de la cámara de trabajo (sin números en los porcentajes, dado que
hay muchas variables que influyen en mayor o menor grado). La
verdadera circulación forzada con la cámara de precalentamiento implica
un alto costo, el cual puede hasta triplicar el valor de una estufa de
convección natural. Aun así, en las estufas de cultivo que trabajan a
bajas temperaturas no se justifica la circulación forzada, dado que la
mejora en la uniformidad de temperatura es ínfima.
Intentando
volver a la cuestión del manejo térmico, se comenzó nuevamente a
replantear el controlador de temperatura. Generalmente se busca en el
mercado un control que pueda brindar las prestaciones necesarias de
precisión acorde a la calidad de la estufa.
En lo que respecta a
los fabricantes de controles, la empresa puede hacer cada día mejores
controles, pero siempre teniendo en cuenta que deben ser para todo uso:
estufa, baños termostáticos, hornos de panadería, heladeras, etc. Con la
consiguiente idea de servir para todo producto independientemente del
funcionamiento, este tipo de controles, si son relativamente buenos y
con muchas funciones para poder implementarse en una amplia gama de
productos, pasan a ser bastante caros.
Pensándolo del lado del
fabricante de estufas, elegir un control de calidad y precisión implica
la implementación de estos controles de alto costo y por lo general de
difícil manejo y/o de fácil desprogramación, muy completos, pero con
muchas prestaciones que no son de uso para una estufa.
Para plantear el concepto del Sistema BLAST se partió de las siguientes premisas:
• Máxima precisión
• Buena uniformidad
• Fácil manejo
• Costo moderado o acorde a las prestaciones.
Lo
más sencillo de lograr en primero instancia fue el manejo, el resto
consistió en abordar la investigación en conjunto con ingenieros
electrónicos y físicos hasta consultas a empresas proveedores de energía
eléctrica, nacionales e internacionales, ingenieros en metrología
aviónica. Empresas dedicadas a la calibración buscando la precisión como
tema de estudio, las cuales ofrecen capacitación
en calibraciones.
Se
piensa que un buen metrólogo suele ser una persona de naturaleza
pesimista y paciente que verifica al menos dos veces antes de hacer una
medición para asegurar que el método empleado es correcto y
posteriormente repite las mediciones una vez más para estar seguro de
que los datos obtenidos son los más adecuados. Esto puede sonar
contrario a los intereses de una empresa que quiere que el trabajo
termine lo más rápido posible. No obstante, puede ser también costoso
para una empresa perder imagen por calibraciones mal hechas o estropear
instrumentos por haber sobrepasado el rango permitido. Se comenzó a
estudiar profundamente el tema transmisión de calor. Así derivaron los
cambios en el diseño de la cámara interna, disipadores y materiales
utilizados, sumados a la experiencia como fabricante de estufas y a los
datos obtenidos durante 2 años con pruebas empíricas.
 |  |
Comenzando
el proyecto se observó que existen equipos de medición de temperatura
con precisión cercana al 0,000005 ºC. La idea fue desarrollar en la
práctica de manera más económica posible para funciones no necesarias e
invertir lo máximo posible en piezas y materiales de máxima calidad para
lograr la mejor precisión.
En cuanto al control
propiamente dicho lógicamente viene ligado de una toma de temperatura
que debe ser sumamente precisa, de nada serviría que el control esté
acompañado de un sensor inadecuado. El sensor utilizado debe ser un
PT100 que tiene un alambre de platino que aumenta la resistencia
eléctrica con la temperatura, de manera no lineal. "Lo más común es ver
sensores de 2 hilos, pero se deben utilizar los de 3 hilos para evitar
el error que se produce con el largo del cable desde el control hasta la
vaina de acero que toma la temperatura. Estos tres cables tienen la
misma resistencia eléctrica, pues el sistema de medición se basa en el
"puente Wheatstone".
Si bien hay sensores
de 4 hilos que pueden resultar más precisos que los de 3 hilos,
trabajan de la siguiente forma: por 2 de los cables se hace pasar una
corriente conocida provocando una diferencia de potencial, los otros dos
cables se conectan a un voltímetro de alta impedancia. Desde ya es
bastante más costoso el lector, aun así el principal problema es que las
subas o bajas de tensión de corriente se vean mucho más afectados que
los de 3 hilos con errores por momentos mayores, si en vez de una
tensión de 220V llega a haber 190V o 240V. La opción del PT100 de 3
hilos es el ideal en la práctica siendo de Clase A para la mejor
precisión.
El control tiene en cuenta en su diseño
el efecto Joule (P=I*I*R) corrigiendo ese error que se produce en mayor
medida a bajas temperaturas.
El control posee la menor
excitación eléctrica posible, en sí la más baja lograda por un control,
logrando una importante disminución del error que se produce con la
potencia del autocalentamiento y una disminución del error que conlleva
la toma de temperatura por aire (es más precisa la toma de temperatura
de un medio líquido).
El control PID Fuzzy Logic se usa desde una
estufa hasta en un lavarropa, el cual se debe adaptar lo mejor posible
para cada producto en que se utiliza.
El Sistema
BLAST fue exclusivamente diseñado para Estufas y éstas deben contar con
ciertas características, dado que hay aspectos que afectan la
uniformidad de la temperatura en una Estufa.
Aspectos que afectan la uniformidad de temperatura en una Estufa:
• El peso y el volumen de los productos que se colocan en el interior
• Tamaño de la cámara útil
• Ubicación de la fuente de calor (resistencias)
• Potencia de las resistencias
• Inercia de las resistencias
• Posición del sensor de temperatura
• Material de construcción de la cámara.
Estos
aspectos que en un principio son negativos para la uniformidad, se los
aprovechó en forma positiva; lo que comúnmente afecta, se lo utilizó
como variable tenida en cuenta por el mismo control de temperatura.
La uniformidad, en el Sistema BLAST ayuda a la uniformidad en la cámara interna.
¿Qué más se tiene en cuenta?
• Temperatura de trabajo
• Posición del sensor de temperatura
• Aireador superior y su forma de disipar calor
• Índices de radiación del material interno
• Las puertas y su sellado.
Siempre
se tiene en cuenta algún factor no revelado, pero por cada variable que
se agrega, se va conformando una compleja fórmula matemática, la cual
debe funcionar a cualquier temperatura ofrecida en el rango del Control y
esa gran cantidad de variables hacen que en vez de un control de
temperatura, sea un sistema de temperatura, de ahí el nombre Sistema
BLAST.
ERASMO
NEVIANI – Decano de
la Facultad
de Agraria - Università Degli Studi di Parma. 
GIUSEPPE
BONAZZI –
Profesor de Economía Agroalimentaria - Università Degli Studi di Parma -
Coordinador del Master Internazionale in Tecnologia Degli Alimenti –
MITA
Entradas
