Qué es una estufa de laboratorio
Una estufa de laboratorio mantiene una cámara a una temperatura por encima de la ambiente durante el tiempo que necesite un procedimiento: secar una muestra hasta masa constante, curar un recubrimiento, acondicionar un material o mantener el material de vidrio y los instrumentos calientes y secos. Es deliberadamente poco vistosa, y casi cualquier otro resultado del laboratorio puede quedar en entredicho por una que no mantenga sus condiciones de forma uniforme o de la que no pueda esperarse que repita lo que hizo la semana pasada.
La distinción que más importa es la que hay entre una estufa y un horno. La estufa trabaja en el rango en el que los materiales corrientes son estables y la cámara vacía se calienta con resistencias y se remueve con un ventilador o por flotación. El horno llega a las temperaturas en las que hacen falta crisoles y cerámicas y la propia cámara tiene que ser refractaria. Las estufas también se distinguen de las incubadoras, que mantienen temperaturas en torno a la ambiente o por debajo y normalmente se especifican para trabajo biológico y no para expulsar agua.
Dentro de la familia de las estufas, la elección que decide casi todo es la convección. Una estufa de gravedad se apoya en el ascenso natural del aire calentado para mover el calor por la cámara, lo que es silencioso, suave y uniforme, pero lento en recuperarse tras abrir la puerta y aún más lento en llevar una carga húmeda a temperatura. Una estufa de aire forzado añade un ventilador, y el aire en movimiento es lo que convierte una temperatura declarada en una uniformidad declarada y un tiempo de recuperación declarado.
Cómo mide una estufa de laboratorio
La cámara se calienta con resistencias y se regula desde un sensor, y el lazo de control mantiene el sensor en el punto de consigna. Eso es todo lo que dice un visualizador de temperatura. Lo que no dice es qué está haciendo la temperatura en cualquier otro punto de la cámara, y la diferencia entre ambas cosas es la razón de que la uniformidad se especifique aparte de la exactitud: un controlador puede mantener su propio sensor a una fracción de grado mientras una esquina del estante está varios grados por debajo.
La convección forzada es lo que cierra esa diferencia. El aire en movimiento lleva el calor a la carga y hacia las paredes más deprisa que el aire quieto, y un camino de circulación diseñado mantiene todos los estantes en la misma corriente en lugar de dejar que la parte alta y la baja de la cámara se estratifiquen. El coste es que el ventilador puede remover polvos ligeros y que el flujo de aire es una parte mecánica que mantener, y por eso las estufas bien construidas ofrecen una circulación regulable o desconectable.
Expulsar el agua es la otra mitad del trabajo, y es un problema de energía y no de temperatura. El agua tiene que absorber una gran cantidad de calor para evaporarse, así que una cámara cargada de material de vidrio húmedo caerá por debajo de su punto de consigna y se quedará ahí hasta que el agua desaparezca, y la energía que se va en el cambio de fase es calor que nunca llega al aire. El tiempo de recuperación tras abrir la puerta y la capacidad del controlador de mantener el punto de consigna con una carga húmeda son, por tanto, las cifras que describen una estufa de secado en funcionamiento.
Opciones de configuración
La mayor parte de la especificación viene determinada por estas decisiones y no por la clase de exactitud. Cada una condiciona la siguiente, y por eso se resuelven en orden.
| Configuración | Opciones a definir | Qué decide realmente |
| Convección | Gravedad, o aire forzado con un ventilador de circulación | Si la cámara puede cumplir una uniformidad declarada, con qué rapidez se recupera tras abrir la puerta y si un ventilador removería una carga de polvos ligeros. |
| Volumen de la cámara | El volumen útil interior, y la proporción de él que un estante cargado deja realmente libre | Cuánto puede procesarse en una tanda y si el aire puede seguir circulando alrededor de la carga. Una cámara llena hasta el tope no puede mantener su uniformidad. |
| Rango de temperatura y protección por encima de consigna | La banda de trabajo, y si un corte independiente protege la carga | Si la función es secado, acondicionamiento o un curado a más temperatura, y qué le ocurre a la carga si el controlador falla con las resistencias encendidas. |
| Material de la cámara | Un interior con recubrimiento o galvanizado, o acero inoxidable | La resistencia frente a las muestras y frente a la limpieza. Un interior corroído pierde su acabado, retiene contaminación y se vuelve imposible de validar. |
| Estantes y carga | El número de estantes, sus posiciones de separación y su carga nominal | Cuánto puede cargarse y con qué libertad puede moverse el aire entre estantes. Un estante cargado por encima de su valor nominal es también un problema de uniformidad. |
| Control y temporización | Un controlador digital con temporizador, y si hay disponible un programa o una rampa | Si un procedimiento puede escribirse como un conjunto de condiciones o tiene que supervisarse, que es la diferencia entre un método repetible y un criterio del operador. |
| Puerta, cierre y ventilación | Aislamiento, la junta de la puerta, una ventana de observación y una entrada y una salida de aire regulables | La recuperación tras abrir la puerta, la pérdida de calor hacia la sala y si la humedad expulsada de una carga húmeda puede salir de la cámara. |
La elección de la convección y el volumen cargado se deciden antes que el rango de temperatura, porque fijan la uniformidad y la recuperación que la cámara puede ofrecer a cualquier temperatura.
Cómo elegir una estufa de laboratorio
| Decisión | Qué lo resuelve | Qué preguntar |
|---|
| La función | Secado, esterilización por calor seco, curado o acondicionamiento | Las distintas funciones cargan la cámara de forma distinta, y la que importa para la especificación es siempre la carga más pesada y no la más ligera. |
| La especificación que hay que cumplir | Un método escrito con condiciones y tolerancias declaradas, o un requisito general de mantener las cosas calientes y secas | Un método escrito fija la uniformidad, el tiempo de recuperación y la documentación; cualquier cosa menos exigente es un criterio sobre el trabajo. |
| Cuánta agua lleva la carga | Unos pocos gramos en una superficie, o kilos de material de vidrio | Expulsar el agua es la carga dominante sobre la cámara, y decide si una estufa de gravedad puede mantener el punto de consigna siquiera. |
| La uniformidad que necesita el trabajo | Una tolerancia en toda la cámara, o solo un punto de consigna | Cuando se secan varias muestras a la vez, la comparación entre ellas vale tanto como la uniformidad del espacio en el que estuvieron. |
| El material y la química | Solo agua, o disolventes, ácidos y sales que atacan el interior | Esto selecciona el material interior y la disposición de ventilación, y es una cuestión de seguridad además de durabilidad. |
| Rendimiento y tamaño de tanda | Una muestra cada vez, o una rejilla que llena la cámara | El volumen y la superficie de estante fijan juntos la tanda, y cargar la cámara hasta su límite no es lo mismo que usar su capacidad. |
| Qué hay que registrar | El punto de consigna, o un perfil documentado de la tanda | Un laboratorio reglamentado o acreditado normalmente tiene que demostrar lo que experimentó la carga, no lo que se ajustó en el controlador. |
Si alguno de estos puntos sigue abierto, envíe lo que se conozca. La cotización puede emitirse contra una descripción de la función y afinarse cuando se cierren los huecos.
Las alternativas más cercanas
Estos son los tipos a los que normalmente se refiere una consulta por una estufa de laboratorio, y el punto en el que la elección se decide realmente.
| Alternativa más cercana | Qué la diferencia de una estufa de laboratorio |
| Hornos de laboratorio | Llegan a las temperaturas en las que la propia muestra se calcina o se funde, y están construidos con materiales refractarios y una cámara pensada para ciclarse a esas temperaturas. La estufa es el instrumento para el rango en el que el material sobrevive sin cambios. |
| Incubadoras de laboratorio | Mantienen una temperatura en torno a la ambiente o por debajo y se especifican para muestras biológicas, donde se quiere una sala templada y no una cámara caliente. Una estufa de secado destruirá justo la muestra que una incubadora está para mantener viva. |
| Baños de agua | Transfieren calor a través de un líquido, así que la muestra se sumerge en un medio que mantiene la temperatura con precisión y no puede superarla. Cuando la muestra puede sumergirse, el baño suele ser la opción más uniforme; cuando no puede, la estufa es la única. |
| Refractómetros | Miden una propiedad de la muestra en lugar de acondicionarla, y no tienen nada en común salvo que ambos están en el mismo laboratorio. Se nombran aquí solo porque un paso de secado precede con frecuencia a la medición. |
| Equipos de laboratorio | El encabezado general de los elementos de laboratorio que apoyan en lugar de medir, y del que una estufa es un caso. Cuando existe un requisito de cámara concreto, se especifica como estufa y no bajo el encabezado general. |
La frontera que merece la pena resolver primero es si la muestra va a ser modificada por el calor o solo mantenida a temperatura, porque eso separa una estufa de un horno y de una incubadora.
Qué incluir en la consulta
La primera respuesta puede ser una cotización en lugar de una lista de preguntas si la consulta incluye estos datos. Si no conoce una cifra, envíe la descripción de la aplicación y le confirmaremos lo que implica.
- La función: secado, acondicionamiento, curado o trabajo con calor seco, y el método si hay uno especificado
- El rango de temperatura requerido y si se declara una tolerancia en toda la cámara
- La carga más pesada y cuánta agua o disolvente lleva
- El volumen de cámara necesario para una tanda, incluido el espacio libre por el que tiene que circular el aire
- El material interior y si hay muestras corrosivas
- Convección por gravedad o forzada, y si un ventilador removería la carga
- El requisito de estantes, incluidos número, separación y carga nominal
- Las funciones de control requeridas, incluidos temporizador, perfil y corte independiente por sobretemperatura
- Cantidad, puerto de destino y fecha de entrega requerida
