aspetto chiave è l ’ equilibrio che va ricercato tra l ’ inerzia termica , le dissipazioni di energia , i costi di impianto e quelli di esercizio ; da un lato un sistema altamente isolato garantisce un ’ ottimale inerzia termica a scapito di costi di impianto e di esercizio in transitorio più elevati ; dall ’ altra , un forno meno isolato costa meno nel transitorio ma è meno efficiente in termini di omogeneità e costanza della temperatura e , conseguentemente , della tempra . Di conseguenza appare evidente che un ’ elevata inerzia termica comporta tempi di riscaldamento e di raffreddamento del forno relativamente lunghi , non derogabili .
IL FUTURO : CI SARANNO NUOVI PROCESSI E SVILUPPI TECNOLOGICI Nonostante il processo di tempra termica o fisica sia noto da circa un secolo è stato oggetto di continui studi e innovazioni anche negli ultimi anni tenuto conto della diffusione del vetro temprato in numerosi campi applicativi : dalle costruzioni ai trasporti , dall ’ arredamento agli elettrodomestici , dagli impianti energetici agli schermi e agli apparecchi medicali . Sicuramente se nel passato l ’ obiettivo fondamentale era quello di migliorare la qualità dei prodotti aumentando l ’ omogeneità della tempra e di applicarla a vetri anche curvi , negli ultimi anni si è cercato di abbattere alcune barriere relative all ’ uso di vetri rivestiti , come precedentemente detto , o di vetri sottili nonché di trovare soluzioni utili a ridurre il consumo energetico . Numerose sono le soluzioni tecnologiche che sono state proposte e messe in atto dai produttori di forni da tempra sfruttando nuove soluzioni possibili grazie a materiali isolanti con prestazioni superiori , sistemi elettromeccanici e sensori intelligenti , dispositivi più efficienti di riscaldamento . Fra le soluzioni più innovative proposte negli ultimissimi anni si ritiene debbano essere ricordate quelle che hanno avuto come obiettivo la tempra di vetri sottili o la creazione di più elevati sforzi di compressione superficiale . Il parametro maggiormente limitante la tempra termica è certamente la velocità di rimozione del calore dalla lastra in vetro in fase di raffreddamento , che abbinata con la conducibilità termica del vetro stesso e la temperatura di tempra determina il profilo di sforzo che può essere generato . La questione risulta ancora più critica nel caso di vetri a basso coefficiente di dilatazione termica come i borosilicati . Nella pratica il massimo coefficiente di scambio termico superficiale tipicamente non supera i 500-600 W /( m 2 ° C ): tenuto conto che la conduttività del vetro è pari a circa 1 W /( m ° C ) è possibile generare un significativo gradiente di temperatura nelle prime fasi del raffreddamento solo per spessori superiori a 2 mm . D ’ altra parte , la temperatura di tempra è limitata superiormente dal rammollimento del vetro . Questo ha portato a sviluppare sistemi , già accennati precedentemente , dove il vetro invece di essere sostenuto da rulli appoggia su un cuscino d ’ aria così da potere partire da temperature di tempra anche di 250 ° C sopra la temperatura di transizione vetrosa . Soluzioni miranti all ’ aumentare lo scambio termico superficiale hanno visto l ’ utilizzo di aria abbinata ad aerosol o goccioline di acqua . Un ’ altra più recente soluzione è stata quella di condurre il raffreddamento per immersione del vetro in un bagno di gallio ( metallo ) fuso . In questo caso sono stati raggiunti coefficienti di scambio termico superficiale anche superiori a 5.000 W /( m 2 ° C ), così da riuscire a temprare vetri borosilicati con spessore fino a 1.1 mm . Un approccio simile è stato utilizzato usando come liquido di raffreddamento del nitrato di potassio , sodio o litio allo stato liquido tra 380 e 430 ° C . In questo modo non solo si è riusciti ad aumentare il coefficiente di scambio termico superficiale , ma il vetro è stato ulteriormente rinforzato in superficie dall ’ attivazione di un processo di scambio ionico tipico dei vetri induriti chimicamente . Un ’ ultima frontiera , forse non così distante , è quella di realizzare sistemi in linea utili a valutare il grado e l ’ uniformità di tempra su lastre di grandi dimensioni già all ’ uscita del vetro dal forno . Ancora molto c ’ è da fare per trasferire alcune di dette innovative soluzioni nella pratica , ma sicuramente i forni da tempra del futuro saranno solo lontani parenti di quelli usati fino a questo momento .
I riferimenti bibliografici possono essere richiesti a vincenzo . sglavo @ unitn . it
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Circa 3-3.5 kWh
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