Una mufla de laboratorio es gabinete de funcionamiento eléctrico que permite un incremento, decremento y mantenimiento de la temperatura con un uso eficiente de la fuente de potencia.
Personalizables en capacidad de calentamiento, dimensiones, Voltaje de alimentación y tipo de control integrado.
En su gran mayoría las muflas eléctricas operan bajo pirómetros de temperatura con algoritmo de programación PID (proporcional integral derivativo).
Otras muflas de laboratorio prefieren para sus procesos controles de temperatura con funciones avanzadas de programación como rampas, valles y mesetas.
El diseño actual de las muflas, también conocidas como cámaras de calentamiento, tiene carga frontal, es decir, una computa delantera que permite el acceso a:
- Viruta de cristal para fundición
- Revestimientos
- Metales para relevados de esfuerzos
- Cerámicas para cocido y secado
- Soldadura
Construcción de una mufla eléctrica
En CEIV llevamos más de 30 años diseñando y fabricando muflas de calentamiento y hemos identificado los siguientes procesos que intervienen en su construcción.
Enladrillado con ladrillo refractario
La fabricación de una mufla inicia con la construcción del cubículo de calentamiento, para ello se utiliza ladrillo refractario y se realiza un cubo de dimensiones previamente definidas.
El ladrillo refractario tiene dos ventajas principales, la primera es que aísla térmicamente el volumen de calentamiento y por otro lado ofrece una mínima carga energía.
La carga de energía quiere decir que el material no ocupa grandes cantidades de calor para elevar su temperatura y mantenerla con ello se logra una alta eficiencia en el uso de energía.
Instalación de Resistencias
Ya terminada la estructura de ladrillo recomendamos instalar la resistencias internas, que serán los elementos que emitirán energía en forma de calor a la carga de la mufla.
Las resistencias están hechas de alambre Níquel – Cromo preferentemente en forma de espiral tal y como se muestra en la siguiente imagen.
El calibre y la longitud de la resistencia deberá estar basado en un análisis termodinámico que asegure alcanzar los puntos de temperatura deseados.
Aislamiento con colcha cerámica
Con el fin de reducir las pérdidas de energía a través de fugas de calor hacia el exterior es que se utiliza la colcha cerámica.
La colcha cerámica incrementa la eficiencia termodinámica del sistema completo, de ahí su alta importancia.
Pailería de Acero
Todo el sistema es enchaquetado en Acero al Carbón para confinar todo el sistema dentro de los límites del diseño original.
Mediante pailería convencional se arma una estructura metálica que incluye una base, puerta de acceso asimismo espacio para los sistemas de control e instrumentación.
Instrumentación y control
El método de instrumentación por excelencia en muflas eléctricas es el termopar tipo K y, en ocasiones, el tipo R o S.
Los termopares ofrecen un amplio rango de medición y un costo beneficio apropiado para la aplicación, en la página de sensores para muflas localizará varios modelos que podría utilizar como referencia.
Finalmente llegamos al método de control, para ello se utilizan pirómetros con capacidades basadas en los requerimientos del usuario, podemos mencionar:
- Control PID
- Algoritmo de control difuso (Fuzzy Logic)
- Rampas y Mesetas (Valles)
Como colofón es nuestro deber recordar al lector que todo sistema de control debe asociar su respectiva etapa de potencia a través del uso de relevadores de estado sólido.