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ESTUFA DE SECADO

La estuf a de secad o es un eq uipo q ue se uti-

liza para secar y esterilizar recipientes de vi-

drio y metal en el laboratorio. Se identifica

ta mbién con el nombre Horn o d e secado . Los

fabricantes han desarrol lado bás icamente

do s t ipos de estufa : la s q ue operan m ediant econvección n at ural y la s q ue opera n med ia n-

te convección forzada. Las estufas operan,

por lo g eneral, entre la temperatura amb ien-

te y los 350 °C. Se conocen también con el

nombre de Poupinel o pupinel .

FOTOGRAFÍAS DE ESTUFA DE SECADO1

PROPÓSITO DE LA ESTUFA

La estuf a de secado se emplea pa ra e steriliza r

o seca r el ma terial de vidrio y met a l utiliza do

en los exá menes o prueba s, q ue rea liza el la -

bo rat orio y q ue proviene d e la sección de la -

vado, donde se envía luego de ser usado en

a lgún pro cedimient o. La e ste riliza ción q ue se

efectúa en la estuf a se deno mina de calor se-

co y se realiza a 180 °C durante 2 horas; la

cristalería, al ser calentada por aire a al ta

temperatura, absorbe la humedad y el iminala posibi l idad de que se mantenga cualquier

actividad biológica debido a las elevadas

tempe ratura s y a los t iempos utiliza do s.

PRINCIPIOS DE OPERACIÓN

Las estufas de secado constan, por lo general,

de d os cám ara s: una interna y una externa . La

cám ara interna se fa brica en a luminio o en ma -

terial inoxidable, con muy buenas propiedades

CAPÍTULO 13

Estufa de secado

Código (s) ECRI

14-410

De nom inación (e s) ECRI

Horno de secado

1 ht tp ://w w w.pre cision sci.com /lab /pro du cts/ov_t160.htm

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para transmitir el calor; dispon e d e un con jun-

to de es tantes o anaqueles fabricados en

a lam bre de a cero inoxida ble, pa ra q ue el aire

circule libremente, allí se colocan los elemen-

to s que requieren ser secado s o esteriliza do s

mediante ca lor seco . Se encuentra a isla da de

la cáma ra ex te rna po r un ma te r ia l a islan t e

que mant iene internamente las condiciones

de a lt a t empera tura y re t a rda l a t rans fe ren-

cia de ca lor a l exterior . La cámara externa

est á f a br icad a en l ámina d e a cero , recubie r-

t a con una pe l í cu l a pro tec to ra de p in tura

electros tá t ica . El ca lor interno es gene rad o

mediante conjuntos de resistencias eléctri-

cas , que t ransf ieren la energía térmica a l a

cámara interna. Dichas resistencias se ubi-

can en la pa rte inferior de la es tufa . El ca lordent ro de l a cáma ra in te rna se t ransf i e re y

dis t r ibuye mediante convección natural o

convección f orza da (estuf a con vent i la do res

internos).

La potencia –energía por unidad de t iempo–

disipada por una resistencia eléctrica puede

ser calcula da mediant e la siguiente ecuación:

P = I 2 R

donde :

I = int ensida d de la corrient e eléctrica

medida en amperios [A]

R = resistencia e léctr ica medida en ohmios

[Ω]

Dad o q ue la energía no se crea ni se destruye,

sino que se transforma, es posible calcular la

energía térmica equivalente de los elementos

resistivos. Pa ra el ca so de un a lamb re resistivo,

la cant ida d d e calor [q ] que disipa puede cal-

cularse mediante la siguiente ecuación 2:

I 2 R = q πr 0 2 L

donde :

R = resistencia d el alam bre resist ivo

I = in tensidad de l a corrien te e léct r ica

r 0 = rad io exte r io r de l a l ambre

La resistencia [R] puede ser calculada con la

siguiente ecuación:

donde :

ρ = resist ivida d del mat erial de la resistencia

L = long itud del a lamb re de la resiste ncia

A = á rea de a la mbre de la resistencia

La estufa tiene una puerta metálica que tam-

bién dispone de su aislamiento térmico y está

dota da de una ma nija f ab ricad a igualmente en

material aislante, para evitar que el calor del

interior llegue a ser una a mena za para las ma-

nos del operador. La puerta está instalada so-bre la parte f ronta l del cuerpo de la estufa, me-

diante un conjunto de bisagras que permiten

su apertura log rando án gulos ha sta de 180° .

La estufa moderna se controla mediante un

mód ulo con microprocesa do res desde e l cua l es

posible seleccionar los parámetros de opera-

ción del equipo y sus alarmas, y programar la

realización de ciclos o procesos térmicos, me-

diante los cuales se controlan no solo las tem-

peraturas, sino también la forma como las mis-mas deben variar en el tiempo, a t ravés de f a-

ses o eta pa s de ca lenta miento /enf ria miento

–natural– o sostenimiento de la temperatura

den tro de cierto s límites de t iempo . La s estuf a s

operan normalmente desde condiciones de

temperat ura a mbiente ha sta los 350 ° C. Algu-

nos fa bricantes disponen de mod elos con ran-

go s no t a n a mplios de operación.

Las estufas antiguas disponen simplemente

de un conjunto de resistencias cuya opera-

ción es controlada mediante un termosta to .

En la tabla que se incluye a continuación, se

muestra la relación d e tem pera tura /tiempo

requerida pa ra efectua r procesos de esterili-

zación con calor seco, como los que se pue-

den log rar en las estuf as de seca do .

2 Se ha colocado el ejemplo correspondiente de la tran sferencia de calor de una resistencia t ipo a lambre de geo me-

tría circular. Para otras geometrías deben efectuarse los ajustes correspondientes.

R = ρ L

A

•

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Estufa de secado 13

Tab l a de tem pe r a t u r a /t i emp o de

est e r i l i zación po r ca lo r seco 3

SERVICIOS REQUERIDOS

Para poder ser uti l izada, la estufa de secado

requiere lo siguiente:

1. Disponer de un mesón de trabajo de con-

textura f uerte y bien nivela do .

2. Acond iciona r alreded or de la estuf a un es-

pa cio libre d e a l men os 5 cm y de un espa-

cio pa ra coloca r el ma teria l q ue deb erá ser

procesa do en el equipo.

3. Instalar una toma eléctrica en buen estado

con polo a tierra debidamente dimensiona-

da, para suministrar la potencia eléctrica que

consume la estuf a , qu e de berá cumplir con la

norma tiva eléctrica n a ciona l o interna ciona l

q ue utilice el lab orat orio y no deb erá estar a

más de 1 m del equipo. El voltaje típico utili-

za do es d e 110 V o 220 V/60 Hz.

4. Verificar que el circuito eléctrico disponga

de los dispositivos de protección requeri-

dos para g ara nt izar una a decuad a a limen-ta ción eléctrica .

OPERACIÓN DE LA ESTUFA

La operación de la estufa requiere tener en

cuenta una serie d e precauciones pa ra su co-

rrecta operación. Entre las más importantes

se encuen tra n las siguiente s:

1. No usar en la estufa materiales o sustan-

cia s q ue sean inf lama bles o e xplosivas.

2. Evita r d erram es interiores de solucion es

ácidas o que formen vapores corrosivos,

pa ra evita r la corrosión d e las superf icies y

estantes interiores.

3. Utilizar elementos de protección personal

(gu an tes aisla do s, an teo jos de segurida d y

pinzas para colocar o retirar sustancias o

element os dentro de la estufa de seca do ).

Ru t i na d e op e r ación

P o r l o g e n e r a l , s e r e a l i z a e l s i g u i e n t ep r o c e d i m i e n t o :

1. Activar el interruptor general, presionan-

do e l botón ident i f icado habi tualmente

con una [I].

2. P re sio n a r l a t e c l a id e n t i f i ca d a c o m o

Programa .

3. Seleccionar la temperatura de operación.

Para ello se presiona la tecla ma rcad a con elsign o (+ ), hasta o bt ener en la pa nta lla la

temperat ura selecciona da . La estufa empe-

za rá el proceso de calenta miento h a sta q ue

se alcance la temperatura seleccionada.

4. Si la estufa es programable, se deben se-

guir las instrucciones que para cada caso

particular defina el fabricante y que per-

miten definir parámetros adicionales co-

mo tiempos, formas de calentamiento y

alarmas.

CONTROL DE LA ESTUFA

A continuación, se presenta un esquema de

uno de los controles que uti l izan las estufas

de secad o modernas .

Temperatura °C

18 0

Tiempo (minutos)4

30

160 120

140 180

170 60

150 150

121 360

3 M anual de Ester ilización y Desinf ección , Sa ntia go de Chile, Ministerio d e Salud.4 Los t iempos se cuentan solo desde el moment o q ue se alcanz a la temperat ura correspond iente.

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En e l mismo es po sible iden tificar los sig uien-

tes elemento s:

1. El interruptor general

2. La s pa nta lla s pa ra controlar la s tempe ratu-

ras actuales y seleccionadas

3. El bo tó n de se lecc ión de pa ráme t ros

(menú)

4. El bo tó n pa ra prog rama r ciclos de opera ción

5. Los bot ones para a ument ar o d isminuir la s

temperaturas

Cad a fa brica nte proporciona las instrucciones

det a llad a s de cómo o perar dicho contro l. Por

lo g enera l, los con tro les se ub ica n en la p a rte

inferior de las estufa s y son refrige rad os por

un venti lad or q ue ha ce circular a ire a tempe -

ratura a mbiente dentro d el espacio d e mon-

taje donde están instalados el control y de-

más componentes electrónicos.

Circu it o eléct ri co

A continuación, se incluye una ilustración

que permite apreciar el circuito eléctrico bá-

sico q ue incluye una estuf a de secado .

I l u s t r ac ión 37 : Cont rol elect rónico d e la estu f a

I l u s t r ac ión 38 : Cir cuit o eléctr ico d e la est u f a

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Estufa de secado 13

De la ilustra ción de l circuito se desta can lo s si-

guientes elemento s:

1. In t er rupt or genera l . Energiza o desenergi-

za la estufa .

2. Control . Permite con tro lar la s fu ncion es de

la estufa (temperatura, t iempos, formas

de calentamiento o enfr iamiento , modos

de o peración selecciona do s en el la bo rat o-

rio, tales como precalentamiento, esterili-

zación, deshidratación, acondicionamien-

to, secado e inclusive horneado).

3. Resistencias . Elementos calefactores que

transforman la energía eléctrica en ener-

gía t érmica .

4. Sistemas indicadores . Disposit ivos que

complementan el control general . Permi-

ten cono cer si la estuf a está energizad a , si

se encuentra en o peración.

CONTROL DE CALIDAD

El control de calidad en las estufas es un po-

co difícil de realizar, por cuanto la técnica deesteriliza ción por calor seco t iene como p a rá-

metros críticos la temperatura y el tiempo.

Por lo g enera l, se usan como ind ica do res bio-

lógicos esporas de Bacillu s sub t ilis , variedad

Níger , que deben incubarse por varias horas

de spués de l proceso de esteriliza ción . La car-

ga inicial de esporas del indicador biológico

oscila entre 5 x 105 y 1 x 106. Su efectividad

depen de d e la di fusión d el calor, la cantida d

de calor disponible y la pérdida de calor. La

acción microbicida está condicionada por la

presencia de m at eria orgá nica o sucieda d enel a rtículo. La esteriliza ción por calor seco de -

be l imitarse a m a teria les q ue no pued a n este-

rilizarse en a uto cla ves.

RUTINAS DE MANTENIMIENTO

El ma nten imiento q ue requiere una e stuf a d e

secado no es complicado, ni precisa rutinas

periód ica s de ma nten imiento de complejida d

técnica avanzada. Se presentan, a continua-ción, rutinas generales de mantenimiento

que deben e fectuarse cuando se requieran.

Los procedimientos pueden variar depen-

diendo del t ipo de es tufa y l as part iculari-

dades de diseño incluidas por los diversos

fabr i can tes .

Acceso a lo s com po nen t es e lect rón icos

Frecuencia: Cuando se requiera

Los componentes electrónicos de la estufa se

encuentran usualmente en la parte inferior

de esta . Para po der revisa rlos se req uiere pro-

ceder como se explica a continuación:

1. Desconectar la estufa de la toma de al i-

mentación eléctrica.

2. Desplazar la estufa hacia adelante hasta

q ue la parte f ronta l de la b ase se encuen-

tre al ineada con el borde de la superficiede t rabajo .

3. Colocar dos cuñas de aproximadamente 3

cm d e espesor ba jo cad a uno de los sopo r-

tes fronta les. Esto elevará la parte delant e-

ra d e la estuf a y fa cilita rá la inspección de

los elementos electrónicos una vez que se

retire la tapa inferior.

4. Retirar los tornillos que aseguran la tapa

inferior y levantarla. Entonces, pueden re-

visarse los componentes del control elec-trónico. Por lo general, se ubican en este

compartimiento los siguientes elementos:

a) El control programable

b) Un relevo de seguridad

c) El interruptor general y el disyuntor

(breaker ) están combinados en un mismo

dispositivo.

5 . Reins ta lar l a tapa una vez terminada la

revisión.

Advertencia: Antes de e fectua r cua lq uier

rutina de mantenimiento en la estufa, ve-

rificar q ue esta se encuentra a tempera tu-

ra a mbiente y se ha desconectado la toma

de alimentación eléctrica.

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Camb io de l as resi s tenc ias ca le f act o r as


El procedimiento que se explica a continua-

ción d eberá real iza rlo personal q ue dispong a

de buenos conocimientos de electricidad.

1. Desconectar la estufa de la toma de al i-

mentación eléctrica.

2. Desmont a r el termóm etro de l aloja miento

ubicad o en la pa rte superior de la cáma ra.

3. Abrir la puert a y retira r los esta nt es.

4. Descone cta r la sonda del termómet ro.

5. Retirar los tornillos que aseguran el panel

inferior.

6. Retirar el pa nel inferior fuera d e la cám a ra.

7. Retirar los tornillos que aseguran los ca-

bles de a limen ta ción eléctrica de las resis-

tencias y desconectar los terminales que

los fijan a las resistencias.

8. Retirar los tornillos que aseguran las resis-te ncia s y la s resiste ncia s fue ra d e la estuf a .

9. Instalar resistencias nuevas de las mismas

cara cterística s de las origina les.

10.Reinstalar los elementos retirados y reco-

necta r los compo nen te s eléctricos.

Camb i o d e l v e n t i l a d o r de en f r i am i e n t o


Para cambiar el venti lador de enfriamiento,

que se encuentra generalmente en la parte

inferior, se sigue el procedimiento q ue se ex-

plica a continuación:

1. Proceder ta l como se ha explicado pa ra a brir el

compartimiento de elementos electrónicos.

2. De sconecta r los te rmina les de la a limen ta -

ción eléctrica de l ventila do r.

3. Desmontar los tornil los de fi jación del

venti lador.

4. Insta lar un venti lad or de las mismas espe-

cificaciones del original ; conectar los ca-

bles que a l imentan e l vent i l ador a los

terminales.

5. Reinsta lar la cubierta de pro te cción .

Camb i o de l empaque de l a pue r t a


El empaq ue de la puer t a usua lmente es de

silicona.

1. Apa ga r la estufa y abrir la puerta .

2. Af l o j a r l o s se g u ro s q u e re t i e n e n e le m p a q u e .

3. Retira r el empa q ue uti liza ndo un de sto rni-

l lador para desencajarlo de la guía de re-

tención. Evitar esfuerzos excesivos que

puedan deforma r e l a lo jamiento .

4. Insta lar el empa q ue d e repuesto inician do

la labor por la parte superior. A continua-

ción, d esplaz a r el resto del empa q ue ha cia

los la do s, asegurá ndo lo con los element osde mon ta je q ue lo fi jan a la puerta . Termi-

nar el procedimiento en la parte inferior

de la puerta, tal como se hizo en la parte

superior.

Camb i o de l t e rmo pa r


1. Ab r i r e l c o m p a r t i m ie n t o d e l c o n t ro l

e lectrónico .

2. Retirar los cab les conecto res de l te rmo pa r

de sus punto s de conexión en la ta rjeta del

controlador.

3. Afloja r el mon ta je del termo pa r de la pa r-

te superior d e la e stuf a y retira rlo ha cia la

parte d elant era ha sta dejar expuesta una

long itud libre d el ca ble conector de por lo

menos 15 cm.

4. Cortar el cable del termo par, para poderretirar la envoltura d el termo pa r.

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Estufa de secado 13

5. Asegurar los extremos cortados del termo

par defectuoso, con los cables del termo

par de reemplazo. Uti l izar cinta para evi-

ta r qu e se suelten.

6. Hala r sua vemente el termo pa r defectuoso

fuera de l compar t imiento e lec t rón ico ,

mientras se guían los cables del nuevo,

atados a los del viejo, hasta el lugar que

les corresponde dentro del compartimien-

to electrónico.

7. Conectar los cables del termo par nuevo a

los terminales de conexión que les corres-

pon de . Verifica r qu e se ma nt iene la p ola ri-

dad original .

8. Reensamblar la cubierta protectora .

Camb i o d e l a s b i s ag r as de l a pue r t a


Para ca mbiar las bisa gra s de la pu erta , se pro-

cede como se explica a continuación:

1. Abrir la puerta y levan ta rla d e la s bisa g ras.

2. Retira r los tornillos de mo nt a je de la bisa -

gra def ectuosa .

3. Retirar la bisag ra de fectuosa.

4. Colocar la bisa gra nueva y a seg urarla con

los tornillos de montaje.

5. Reinstalar la puerta.

Tab la d e so lu ción de p rob lem as

No hay energía. La estufa no está conectada. Conectar estufa a tom a eléct rica.

La estufa presenta fallas de calenta-

miento.

Se seleccionó una temperatura inferior

a la actual.

Cambiar la selección de la t emperatura. Espe-

rar a que esta descienda por debajo de la t em-

peratura seleccionada.

Term o par defectuoso. Sust itu ir el term o par.

Resistencia calefacto ra defectuosa . Sust i tu ir resistencia calefacto ra.

Relevo defectuoso. Sust itu ir relevo.

Cont ro lador defectuoso. Reem plazar cont ro lador.

Tem peratura errát ica elevada. Term o par defectuoso. Sust itu ir term o par.

La pantal la de dat os actuales muestrael mensaje " abierto" .

Ci rcu it o d el t er m o p ar a bi er to. Ver if ica r co nex ió n d el t er m o p ar o su st it u ir eltermo par.

Cont ro lador defectuoso. Sust itu ir cont ro lador.

El int erruptor d e encendido se encuen-

tra apagado.

Accionar el interruptor d e encendido.

Disyunt or defectuoso. Cam biar el d isyuntor.

Tarjet a d e co nt ro l defect uo sa. Su st it uir tarjet a de co nt rol.

Cable conector abiert o. Revisar/reparar cables conectores.

PROBLEM A CAUSA PROBABLE REM EDIO

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DEFINICIONES BÁSICAS

Calor. Forma de en ergía q ue es transferida, a

tra vés del límite de u n sistema a una tempe-

ratura dada , a o tro s is tema o vecindario a

una menor temperatura, por la di ferencia de

temperatura entre los dos sistemas. Cuando

un sistema de g ran ma sa [M] se po ne en con-

ta cto con o tro sistema de peq ueña ma sa [m’],

q ue está a temperatura d iferente del prime-

ro, la tempera tura resulta nte final se encuen-

tra cerca de la t empe rat ura inicial del siste ma

de mayor masa. Se dice, entonces, que una

cant idad de ca lor ∆Q ha sido transferida del

sistema de mayor temperatura al s istema de

menor temperatura . La cant ida d d e ca lor ∆Q

es proporcional al cambio en temperatura∆T . La constante de proporcionalidad [C], lla-

ma da la capa cida d ca lórica del sistema , permi-

te establecer la siguiente relación ∆Q = C∆T ,

de la cual se infiere que una de las conse-

cuencias del cambio de temperatura en un

siste ma es la tra nsferencia de calor.

Disyuntor. Dispositivo de control eléctrico

que permite energizar o desenergizar un

equipo o disposit ivo. Se denomina también

i n te r rup to r . En lengua inglesa se identificacomo breaker .

Par termoeléctrico. Componente formado

por dos materiales diferentes, unidos por los

extremos, q ue g eneran una corriente eléctri-

ca cuando una de las uniones es tá a mayor

temperatura que la o tra . Es te fenómeno se

conoce como efecto Seebeck, en honor a su

de scub ridor, el físico a lemá n Tho ma s Seebe ck.

Resistencia . Propiedad que t ienen las di fe-

rente s susta ncia s o m a teriales, en virtu d d e la

cua l se impide en ma yor o meno r grad o el pa-

so de la corriente eléctrica. En los textos se

identifica la resistencia con la letra [R]. Para

un cuerpo de sección uniforme; por ejemplo:

un alambre, la resistencia [R] es una magni-

tud directamente proporcional a la longitud

[l] e inversamente proporcional al área sec-

cional [a]. La resistencia se representa me-

diant e la sig uiente ecuación:

donde :

k = co n st a n t e q u e d e p en d e d e la s un id a d e s

empleadas

l = lo n g it u d d e l co n d uct o r

a = área secciona l de l conductor

La unidad de resistencia es el ohmio y se re-

presenta normalmente por la letra griega Ω.

Termostato . Dispositivo que regula la tem-

peratura de un sistema. Opera usualmente

mediant e la expa nsión d e uno d e sus compo -

nente s, que mecánicam ente a cciona ot ro ele-

mento como, por ejemplo, un interruptor

q ue controla a lguna función.

R = k x

l

a

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Estufa de secado 13

Bib l i o g r af ía

Fisher Seri es 100 Iso t emp ® Gravit y Con vect ed Ovens , In struct ions Nº 0-0812-10/1166, 1980.

Holman, J., Heat t ransfer , New Yo rk, Mc Gra w Hill Co., 1972.

Isotemp ® Progr ammable Ovens 800 Series , Instruction Manual, Fisher Scientific Company,

Pa rt Nº 104502, 2003.

M anu al de Est erili zación y Desin f ección , Santiag o de Chile, Unidad de Infecciones Intra hos-

pitalarias de la Red de la División Asistencial, Ministerio de Salud.

(ht tp ://od on to log ia.uchile.cl/cat ed ra s/op era to r/op era to /ma nua lfina l.pdf )

Me lissino s, A., Lo b kow icz, F., Physics f or Scient ist s and Eng in eers , vol. I, Phila de lphia, W. B.

Saun de rs Co., 1975.

Operat in g and services pr ocedu res f or series Fisher Series 200 Isot emp ® Gravit y Con vect ed

Ovens , Mo d el 215 G , Pa rt Nº 43853, 0-0812-07/1182.

Universa l Med ica l Device Nome nclat ure Syste m™ (UMDNS), Pro du ct Categ or ies Thesaur us ,

ECRI, 5200 Butler Pike, Plymouth Meeting, PA, USA, 2000.

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