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Bienvenidos a esta breve presentación de la línea de instrumentos combinados desarrollados
por Expert System Solutions, que brindan las funciones de dos dispositivos de la gama Misura®
con una reducida inversión. Gracias a esta nueva serie de instrumentos
es posible disponer de dos funciones de análisis imprescindibles en muchos laboratorios:
- dilatómetro óptico horizontal combinado con un microscopio de calentamiento
- dilatómetro óptico horizontal combinado con un flexímetro óptico
- flexímetro óptico combinado con con un microscopio de calentamiento.
Todos los instrumentos combinados tienen un aspecto externo semejante a lo de los instrumentos
monofuncionales y están disponibles con las mismas opciones y equipamiento, es decir con
hornos capaces de alcanzar 1200 o 1400 °C con una velocidad de calentamiento de 30 °C
por minuto. El dilatómetro óptico horizontal combinado
con el microscopio de calentamiento es similar al dilatómetro óptico horizontal tradicional:
un gran grupo óptico contenido en una caja de aluminio anodizado *** y un horno de
campana con caja amarilla. Las diferencias externas no son muy llamativas, pero
son fundamentales; por ejemplo, el grupo de iluminación contiene 3 iluminadores: dos
laterales y uno central que se activan automaticamente en función del modo operativo seleccionado
mediante software. La caja del grupo óptico contiene 3 video cámaras digitales que enfocan
distintos puntos en el interior del horno. Hay 3 recorridos ópticos de conexión entre
la caja y la tapa del horno. Este instrumento puede funcionar como dilatómetro
óptico gracias a los dos recorridos ópticos externos. En este caso la muestra se compone
de una barra de 50 mm de diámetro colocada en posición horizontal.
El instrumento también puede funcionar como microscopio de calentamiento utilizando el
recorrido óptico central. En este caso la muestra se compone de un cilindro de polvo
prensado de 2 mm de diámetro y 3 mm de altura. Este instrumento es ideal en todos los casos
en los que es importante conocer tanto el comportamiento dilatómetrico como el comportamiento
durante la cocción de los materiales analizados. Una aplicación típica de este instrumento
es el control de calidad de las fritas cerámicas donde la información que proporciona es de
gran importancia técnica. Si conocemos la temperatura de transición
vítrea y la temperatura de reblandecimiento dilatometrico, así como el punto de semi
esfera, podemos calcular el comportamiento de la viscosidad en función de la temperatura
mediante la ecuación de Vogel-Fulker y Tamman, más conocida como formula VFT.
El instrumento que combina el Flexímetro óptico y el dilatómetro óptico horizontal
es parecido externamente al instrumento anterior ya que también cuenta con 3 recorridos
ópticos y el horno es de color rojo. Los dos recorridos ópticos laterales se utilizan
para las mediciones de dilatación sin contacto mientras que el recorrido óptico central
se usa para las mediciones de flexión. Este instrumento es ideal en todos
los casos en los que es importante conocer el comportamiento dilatómetrico y el comportamiento
durante la flexión. Un caso típico es el análisis de la relación dilatometrica en
los materiales cerámicos esmaltados. Con este instrumento se puede efectuar la medición
del coeficiente de dilatación de los materiales así como la clásica prueba de Steger que
permite identificar la temperatura de adherencia del esmalte al soporte.
Estos son los resultados de las pruebas de dilatación relativas al soporte y al esmalte.
Este es el resultado de la prueba de flexión efectuada en el soporte esmaltado ya cocido.
La prueba se llega a cabo calentando el material hasta que alcanza una temperatura suficientemente
elevada como para provocar el reblandecimiento del esmalte y después haciendo que se enfrie.
En la sección de la curva referida al enfriamiento, se identifica claramente una rápida variación
de pendiente durante la fase de enfriamiento. Esta es la temperatura que corresponde al
momento en el que el esmalte se endurece lo suficiente como para empezar a crear una compresión
sobre el soporte. Si se superponen los gráficos de dilatación
y de flexión, se obtiene este resultado que aún no es no bastante claro. Para obterner el
resultado definitivo, es necesario trasladar la curva de dilatación del esmalte de forma
que el punto de contacto con la curva de dilatación del soporte corresponda exactamente a la temperatura
de adherencia,que en este caso es de 700 °C. Éste es el resultado de la traslación. Ahora,
la curva del soporte y la del esmalte coinciden en el punto que indica la temperatura de adherencia.
Esto corresponde a lo que sucede en el horno: durante la fase de enfriamiento, el esmalte
líquido se adapta al tamaño del soporte, que se contrae al bajar la temperatura. Cuando
la temperatura alcanza un valor lo suficientemente bajo, el esmalte se vuelve rígido y ya no
puede seguir la contracción térmica del soporte. A partir de este valor de temperatura
(hasta su enfriamiento), el esmalte puede desarrollar una tensión de compresión o
de tracción en el soporte sobre el que se aplica, haciendo que éste se curve. Al trasladar
las dos curvas de dilatación para que coincidan en este punto, dejan de coincidir en el origen,
o sea, a temperatura ambiente. La diferencia entre los puntos de origen de las dos curvas
es proporcional al nivel de compresión o de tracción que se crea entre el esmalte
y el soporte. El instrumento que combina el flexímetro
óptico con el microscopio de calentamiento permite efectuar pruebas de flexión y reblandecimiento.
Externamente es similar al flexímetro, con la diferencia de que el horno es de color
naranja y sólo cuenta con un iluminador y un orificio en la tapa del horno. Sin embargo,
en el interior de la caja que contiene el grupo óptico están instaladas dos videocámaras
digitales con grupos ópticos totalmente diferentes: uno tiene una resolución de 0,5 micras para
medir la flexión, y el otro tiene una resolución de 100 micras para el microscopio de calentamiento.
Los dos recorridos ópticos enfocan la zona central del horno, pero en posiciones levemente
distintas, ya que el flexímetro enfoca la muestra desde abajo mientras que el microscopio
de calentamiento la enfoca por encima de la placa de soporte.
Otras aplicaciones típicas del flexímetro óptico son el control de las deformaciones
piroplásticas y el estudio de las deformaciones provocadas por la absorción de agua en los
soportes cerámicos crudos. Éste es el resultado de un ensayo de piroplasticidad en una pasta
para gres porcelánico técnico de doble capa. Su funcionamiento como microscopio de calentamiento
es idéntico al de los demás modelos. A continuación podemos ver la grabación de un ensayo con
un material hinchable. Es posible ordenar en secuencia las imágenes
captadas durante el ciclo de calentamiento para verlas como un vídeo. Éste se puede
comprimir usando un códec de vídeo estándar para enviarlo fácilmente por correo electrónico.