Pava o Jarra calentadora de agua.
Es un práctico y útil electrodoméstico, muy difundido en los hogares y nos facilita calentar agua en cantidades menores (mas o menos dos litros), aunque esto puede variar. El calentamiento del agua se realiza gracias a un elemento de calefacción o resistencia eléctrica generalmente ubicada en el fondo de la jarra y que convierte la energía eléctrica en energía calorífica la cual es absorbida por el líquido, pudiendo llegar en pocos minutos a su punto de ebullición si así se desea. La resistencia eléctrica puede venir adherida a una placa metálica que normalmente constituye el fondo interior del artefacto, o bien puede ser una resistencia de inmersión o sumergible que tiene forma de espiral sujeta al fondo en uno de los costados de la jarra.
En estas imágenes podemos ver dos jarras calentadoras de agua de diferentes capacidades y en su interior podemos ver que su resistencia o elemento de calentamiento también difiere tal como lo comentamos antes.
Funcionamiento de la jarra calentadora cuya resistencia es la base misma del artefacto.
Para facilitar la explicación del funcionamiento de este electrodoméstico tan útil y práctico, nos apoyaremos en su diagrama eléctrico básico.
Una vez que la corriente eléctrica atraviesa la resistencia, pasa a un interruptor de seguridad desde donde se dirige al terminal neutro del conector de la base de apoyo, cerrando el circuito de modo que ahora la resistencia comienza a calentarse y el neón se ilumina indicando que el artefacto está encendido.
Tanto el interruptor principal como el de seguridad para este caso, son controlados por termostatos bimetálicos que le permiten abrir sus contactos una vez que la temperatura alcanza los niveles ya establecidos para cada uno de dichos bimetálicos. En el caso del interruptor principal que es de tipo Normalmente Abierto y que está ubicado en la parte superior del asa o agarradera de la jarra, el bimetálico obliga a abrir los contactos cuando percibe el vapor del agua en ebullición mas o menos a 100 grados centígrados, cortando el paso de la corriente a la resistencia y al neón, por lo que ambos elementos se apagan, retornando el interruptor a su posición de apagado.
Por su parte el interruptor de seguridad que es de tipo Normalmente Cerrado y que se encuentra sujeto a la parte inferior de la resistencia, sus contactos están en serie con el conductor que corresponde al Neutro de la alimentación eléctrica y se abren por seguridad y para proteger al circuito, en caso de que encendiéramos la jarra sin agua en el depósito. Esto debido a que al no haber agua, la temperatura se eleva rápidamente activando al bimetálico del interruptor para apagar el artefacto. Esto se hace para evitar daños al circuito y a al material de la jarra por recalentamiento ya que al estar sin agua, la resistencia elevaría tanto su temperatura que podría llegar a fundirse o a derretir el material plástico de la base.
Estructura de este tipo de jarra calentadora de agua
Para detallar su estructura iremos desmontando y analizando cada una de sus partes de modo que podremos ver la forma física de cada pieza y a la vez analizar su funcionamiento básico dentro del conjunto de elementos.
Esta imagen nos muestra la tapa superior de la jarra calentadora.
Este componente juega un papel importante en el buen funcionamiento del artefacto debido a que permite el cierre adecuado para evitar que se produzca un derrame accidental de agua caliente, pero a la vez permite la salida de una "cierta porción" del vapor mediante un filtro muy fino ubicado en su parte frontal superior. Dicho vapor es resultado del calentamiento del agua y se deja escapar con el fin de evitar que la presión dentro del depósito de agua se incremente. Convenientemente una parte del vapor caliente del interior de la jarra, se canaliza por un orificio para activar al elemento bimetálico del interruptor principal, una vez alcanzado el punto de ebullición del agua. De modo que cuando dicho bimetálico percibe el nivel de temperatura correspondiente para activarse, abre los contactos de dicho interruptor. Este termostato bimetálico, recibe una corriente de vapor a través de un orificio que canaliza dicho que lo conduce hacia el elemento bimetálico, por lo que el mismo se activará cuando la temperatura que percibe alcance el nivel requerido para ello. Para entonces ya el agua habrá herbido durante unos minutos acorde al volumen de líquido que se haya depositado en el recipiente.
Si ponemos en funcionamiento nuestra jarra calentadora de agua y cometemos el error de dejar la tapa abierta, mal cerrada o si la misma está rota o se le ha removido el filtro que originalmente posee, entonces el vapor se escapará libremente y no conseguirá alcanzar que la temperatura se eleve lo suficiente dentro de la recipiente, ni se podrá canalizar adecuadamente dicho vapor hacia el bimetálico, para su activación. Por lo tanto el electrodoméstico no apagará adecuadamente, incrementando el tiempo de calentamiento y su consumo de energía.
Este es el depósito de agua cuya forma y capacidad puede variar según fabricantes.
El depósito de agua cumple la función de contener el líquido en su interior para su respectivo calentamiento. Para este caso en particular, el fondo de dicho depósito lo constituye una placa circular de aluminio que va directamente adherida a la resistencia de calentamiento. No es conveniente exceder el límite o capacidad indicado para dicho depósito ya que con esto logramos evitar derrames de agua caliente durante el proceso debido a que el líquido al calentarse tiende a aumentar su volumen. La capacidad del depósito de agua normalmente viene cerigrafiado en sus costados externos.
Esta imagen corresponde a la agarradera o asa de la jarra.
Para este tipo de calentador de agua, el asa o la agarradera cumple la función de permitirnos sujetar el artefacto para su debida y segura manipulación, pero a la vez sirve de alojamiento al interruptor principal y al neón indicador de encendido.
Interruptor principal de este tipo de calentador de agua visto de diferentes ángulos.
Este interruptor eléctrico una vez que se activa, se queda enclavado en su punto de activación con sus contactos cerrados, pero en su estructura cuenta con un vástago de plástico plástico el cual es empujado en su momento por el elemento bimetálico que responde al cambio de temperatura del vapor producto del agua en ebullición en el interior del depósito. Al activarse el elemento bimetálico, empuja al vástago y este se encarga de abrir los contactos del interruptor.
Veamos un poco el modo en que funciona un bimetálico. Para esto nos apoyaremos en el boceto anterior que nos refleja el funcionamiento básico de un interruptor con termostato bimetálico. Para que el bimetálico pueda abrir o cerrar los contactos del interruptor en base al cambio de temperatura, el mismo dispone de una delgada lámina fabricada con metales especiales. Esta lámina está hecha en base a dos capas muy delgadas de metales distintos (de ahí el nombre de bimetálico). La esta diferencia radica en que cada capa de metal tiene un coeficiente de dilatación térmico distinto. En el boceto, las láminas del bimetálico están representadas, una con color rojo y la otra con color azul. Al calentarse la lámina bimetálica una de sus caras se dilata con mas rapidez que la otra. El resultado es que esta lámina bimetálica, se curva dando un salto hacia una de sus caras al percibir determinados niveles de temperatura. En su forma práctica, la lámina tiende a curvarse de golpe hacia la capa de metal que tiene menor coeficiente de dilatación, haciendo el "clic" característico. Al curvarse dicha lámina, actúa sobre el vástago de plástico que a su vez empuja y separa uno de los contactos del interruptor desconectando el circuito.
A la izquierda del boceto tenemos una representación de la lámina del termostato bimetálico en condiciones de temperatura ambiente. La franja roja representa a la capa de metal que tiene mayor coeficiente de dilatación térmica y la azul representa a la que tiene menor coeficiente de dilatación.
En circunstancias de temperatura ambiente, podemos cerrar los contactos del interruptor. Sin embargo para este caso, a medida que el líquido dentro de la jarra (con la tapa cerrada) se va calentando, el calor del vapor resultante alcanza a la lámina bimetálica del termostato. Esto hará que la capa metálica de mayor coeficiente de dilatación (para el ejemplo es la de color rojo) se dilate mas rápido que la capa de menor coeficiente de dilatación (de color azúl) y como consecuencia de esto, la lámina del termostato bimetálico, se curva hacia el lado de menor dilatación, dando "un salto" y empujando el vástago que separa los contactos del interruptor, con lo cual se apaga la jarra.
Es importante saber que el elemento bimetálico del interruptor principal, tarda unos segundos en enfriarse y volver a su posición de reposo. En este lapso de tiempo, dicho interruptor no se podrá activar nuevamente como para encender de nuevo la jarra. Mientras haya agua o vapor lo suficientemente caliente dentro del depósito, el bimetálico podría quedar activado impidiendo que se pueda encender de nuevo el artefacto. Es necesario abrir la tapa y esperar uno o dos minutos para que se enfríe lo suficiente la lámina bimetálica y pueda volver a funcionar el interruptor con normalidad.
Esta imagen representa al interruptor de seguridad.
Su función es cortar el paso de corriente y apagar el artefacto cuando lo hemos encendido sin depositar agua al recipiente. Si por alguna razón dejamos la jarra encendida, pero sin agua en el depósito, entonces no habrá líquido que disipe o absorba el calor de la resistencia, ni vapor caliente que afecte al termostato del interruptor principal para realizar el apagado. Al no abrirse el interruptor principal, esto puede hacer que la resistencia se caliente a tal punto que pueda llagar a derretir el material plástico de la base de la jarra o fundirse por exceso de temperatura. Tal como lo habíamos comentado antes, para prevenir este inconveniente se ha instalado en el conjunto un interruptor de seguridad controlado por otro bimetálico. Este último va sujeto a la placa de la resistencia de calentamiento en su parte inferior. Dicho termostato bimetálico, se activa a pocos segundos de encender la jarra sin agua en su depósito, debido a que en estas circunstancias la temperatura en la resistencia se eleva rápidamente al no haber agua que pueda absorber toda esa energía calorífica. Este bimetálico, abre los contactos del interruptor de seguridad que van en serie con el neutro de la red de alimentación eléctrica y por tanto la jarra se apaga.
Resistencia de calentamiento adherida a placa de aluminio en el fondo de la jarra.
La función de este componente eléctrico, es la de convertir la energía eléctrica de la red de suministro en energía calorífica, una vez que se activa el interruptor principal o de encendido. El calor generado en la resistencia, es transferido a la placa de aluminio que en si, constituye el fondo de la jarra, lugar desde donde la energía calorífica es absorbida por el agua. Como resultado de esto, el agua se calienta hasta su punto de ebullición y a partir de aquí el termostato bimetálico del interruptor de encendido puede activarse para apagar el artefacto. De igual manera el aparato puede ser apagado en el punto en que el usuario lo desee antes de que el agua empiece a hervir. El componente de color negro que se aprecia en el centro de la resistencia, es el interruptor de seguridad.
Cable de alimentación
Este componente es el que nos permite conectar la jarra calentadora de agua a la red de suministro eléctrico de 120v en nuestro caso. Está conformado por un conector de dos espigas que nos permiten conectar el cable a la red de suministro eléctrico a través de un toma corriente. Dichas espigas van unidas a dos conductores: uno para el neutro y el otro para la fase de la red eléctrica mencionada. Es importante asegurarnos de que el cable se encuentre en muy buen estado ya que si llegara a tener conductores o alambres expuestos, podría darnos una peligrosa descarga eléctrica. De igual manera, es recomendable mantenerlo limpio y sin torceduras que puedan causar su deterioro progresivo.
Este elemento es el conector de la jarra que le permite separarse de su base.
La función de este elemento es la de permitir el paso de corriente hacia los interruptores y hacia la resistencia mediante la unión de dos conectores separables de tipo "hembra y macho" siendo el hembra el que va unido a la base y el macho el que va adherido a la jarra. De esta forma la jarra pueda ser separada de su base para vaciar con comodidad el agua para su uso, o bien volver a posicionar dicha jarra en su base para una nueva fase de calentamiento si así se desea. Las piezas circulares de este conector constituyen la conexión al neutro y a tierra, del aparato. El pin del centro, es el punto de conexión de la fase. Este conector y el que posee la base separable son los que hacen la función de conectores hembra y macho.
Base separable con conector hembra.
Este componente, constituye la base donde se apoya la jarra y que a su vez se puede remover. Dicha base contiene al conector hembra donde encontramos la fase y el neutro de la alimentación eléctrica provenientes del cable de de conexión a la red de suministro eléctrico. Su forma que en este caso es circular, coincide con el conector macho que viene adherido al fondo exterior del recipiente de agua.
Fallos y posibles soluciones.
Los fallos pueden darse tanto en su parte eléctrica como en la estructura física del aparato. Uno de los fallos mas comunes se da por el mal funcionamiento de los termostatos bimetálicos que con el tiempo se ven afectados por el agotamiento de la lámina la cual pierde su capacidad de respuesta. Otra causa de mal funcionamiento del artefacto, es la capa de carbón que se le forma a los contactos producto del flameo o chispa que suele generarse en ellos durante su cierre o apertura. Lo recomendable en estos casos es el cambio total del interruptor ya que en su mayoría de los casos estos componentes son herméticos.
Una falla no muy común pero que se puede dar, es la apertura interna de la resistencia y la única solución es el cambio de la misma. El cableado interno, junto con el cable de alimentación, son otra fuente de posibles fallos por ruptura o recalentamiento. La mejor solución es el cambio de estos elementos por otros cuyas capacidades sean las requeridas, aunque si se tiene el conocimiento necesario, se puede recurrir a una reparación de los mismos.
Los daños en la estructura física de este electrodoméstico, al igual que los de tipo eléctrico pueden en ser considerados de modo que se evalúe si es posible una reparación o si amerita que la misma se lleve a cabo, teniendo en cuenta si los costos de tal reparación son viables dado que estos artefactos en la mayoría de los casos no suelen ser muy caros, pero si de mucha utilidad.
Entre los daños mas comunes en la estructura física de este tipo de calentadores de agua encontramos los relacionados con el sobre calentamiento del interruptor principal debido a tiempos de activación innecesaria mente prolongados. Esto suele suceder cuando se elimina o se rompe el filtro de la tapa, así como cuando se deja la tapa abierta o mal cerrada mientras se está calentando agua, debido a que (tal y como lo mencionamos antes) en estas circunstancias el interruptor principal no se activará adecuada mente y se recalienta al retardarse considerablemente el apagado. Este recalentamiento hace que se lleguen a derretir las piezas de plástico que forman parte de dicho interruptor y debido a esto se produce un mal funcionamiento del componente al desalinearse sus piezas internas por el derretimiento.
También suelen darse fallas por fugas de agua del recipiente, que están relacionadas en la mayoría de los casos con fisuras en el material de la estructura del artefacto. De igual manera pueden darse daños en los sellos de goma provocando las fugas de líquido. Estos fallos pueden conllevar a que el usuario se vea expuesto a sufrir descarga eléctrica por lo que ante la mas mínima señal de fuga lo recomendable es la evaluación del aparato para determinar si requiere y si es posible su reparación.
A continuación les dejo un enlace a esta entrada que trata sobre otro útil electrodoméstico:
Estructura, funcionamiento, fallas y posibles soluciones de una Cafetera o Coffee Maker
Saludos mis amigos, gracias y que DIOS les conceda mucha Salud, Trabajo, Paz, Éxitos y Prosperidad...!!!
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