Según las leyes de la física, la convección es la forma más eficaz de transferir el calor. Pero, ¿qué argumentos la respaldan en la práctica? Profundicemos y exploremos más allá de las leyes de la física lo que el calentamiento por convección promete a los usuarios de la industria del vidrio.
Una temperatura uniforme entre la pareja de vidrio y el molde evita la rotura del vidrio durante el calentamiento. En los hornos que utilizan el calentamiento por radiación, la rotura del vidrio se debe a las rápidas velocidades de calentamiento inherentes al calentamiento por radiación. El molde no puede calentarse tan rápidamente como el vidrio, lo que crea una diferencia de temperatura demasiado grande entre ambos. Como resultado, el vidrio se rompe por el choque térmico antes de ser doblado. ¡Qué desperdicio!
Con el calentamiento por convección, el aire caliente circula por la cámara de calentamiento, calentando el vidrio y el molde a la misma velocidad. Así, la velocidad de calentamiento puede ser mucho mayor y se evita la rotura del vidrio.
El calentamiento por convección es indiferente a los materiales de la superficie del vidrio. No importa si el vidrio es transparente, impreso o recubierto.
Piense en esas amplias zonas negras impresas en los laterales, la parte inferior y la parte superior de un parabrisas. Y piense en las grandes zonas negras impresas reservadas para la cámara ADAS montada cerca de la parte superior del parabrisas. Sin convección, hay que dedicar mucho tiempo a encontrar el tamaño y la posición correctos para las placas de succión de calor o los escudos de radiación entre el vidrio y los calentadores para evitar el sobrecalentamiento de esas zonas negras impresas.
El sobrecalentamiento de la zona impresa es un problema bien conocido que provoca una distorsión óptica conocida como «línea de quemado», que es visible justo por encima de la superficie impresa del parabrisas.
Este problema no se produce con el calentamiento por convección. Apenas se produce una diferencia de temperatura entre la zona impresa en negro y la zona de cristal transparente situada justo al lado. No hay que perder tiempo en precauciones adicionales ni en experimentos con placas de succión de calor o escudos de radiación. El calentamiento por convección funciona siempre.
Un horno tradicional de calentamiento por radiación infrarroja calienta el vidrio a una velocidad de 40-50 °C por minuto. La velocidad sólo está limitada por el calentamiento más lento del molde. El calentamiento por convección alcanza una velocidad de 75 °C por minuto.
Una tasa de calentamiento más alta significa que se puede conseguir con un horno más corto, una huella de horno más pequeña, menos moldes y menos energía, mientras se sigue produciendo la misma capacidad.
Y lo que es más importante, con un calentamiento por convección rápido al principio del proceso, las velocidades de calentamiento del vidrio en las cámaras de doblado pueden ser relativamente lentas. Por lo tanto, el calentamiento por convección permite un mayor tiempo para dar forma a los parabrisas.
Como ya hemos dicho, la convección es la forma más eficaz de transferir el calor. Hagamos algunos cálculos sencillos para demostrarlo.
En una prueba con un horno de convección Glaston Matrix lleno de composiciones de parabrisas de tamaños de 2,1 + 2,1 mm y 3 + 3 mm, se midió que la potencia utilizada era de 5 kWh/m². Esta potencia es significativamente menor que la que utilizan los mejores hornos de no convección, que suelen ser de unos 10 kWh/m².
Para tener en cuenta los errores de medición, digamos que el horno de tratamiento del vidrio con tecnología de convección produce 1 m² de vidrio utilizando 4 kWh/m² menos de energía que las máquinas convencionales sin convección.
Ahora, las matemáticas. Supongamos que su producción anual es de 300.000 parabrisas. El tamaño medio de un parabrisas es de 1,2 m². Por lo tanto, 300.000 x 1,2 m² dan como resultado una producción anual de 360.000 m² de vidrio.
Supongamos que el precio de la energía es de 0,12 euros/kWh.
360.000 m² x 4 kWh/m² x 0,12 EUR/kWh = 172.800 EUR de ahorro anual.
Así es, los hornos de convección pueden ahorrarle un millón de euros en menos de seis años.
Desde la mejor calidad del vidrio hasta la reducción de costes, las promesas de la tecnología de convección son sustanciales. Pero quizás la promesa más importante es que los beneficios se notarán. Sus clientes verán la mejora de la calidad óptica de los parabrisas que reciben. Y usted podría perder uno o dos ceros en sus facturas de energía.
No se puede discutir con las leyes de la física. Y la eficacia del calentamiento por convección es algo que los transformadores de vidrio pueden determinar por sí mismos.
Convección activa para el precalentamiento del vidrio en el horno de curvado de parabrisas Glaston Matrix.
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