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Tra sostenibilità ambientale e innovazione: La pulizia criogenica

Recentemente, in una delle mie consuete visite lavorative su cantiere, mi sono trovato dinanzi al classico dilemma di un operatore alla vista di un mare di chewingum spiaccicati sul pavimento antistante l’entrata di un centro commerciale.
Il pover’uomo ,tra un imprecazione e l’altra , ha iniziato di buona lena col provare tutte le armi in suo possesso per velocizzare un lavoro che si prospettava assai lungo e faticoso.
Dalla monospazzola e solvente all’idropulitrice per passare al generatore di vapore e finire col raschietto!

Come ultima chance l’ho sentito nominare tutti i santi per aver accettato quell’incarico e optare per la pulizia a secco armato solo di raschietto e tanta pazienza.
Chiariamoci, presi singolarmente, sono tutti metodi che hanno una loro validità, ma che trovano giusto riscontro in ambienti diversi.
Qualcuno a quel punto consigliava di chiamare una ditta esterna e procedere con una sabbiatura della superficie da trattare.
Giusto mi sono detto!.. la sabbiatura, ma non con prodotti silicei o altri materiali abrasivi, ma col ghiaccio secco!
Finalmente mi si era illuminato qualcosa: la Pulizia Criogenica!

…ma andiamo per ordine

Genericamente, l’operazione di sabbiatura consiste nel proiettare dei corpi solidi, di varie durezze e dimensioni, sulle superficida cui si vuole rimuovere uno strato dimateria più o meno importante. La proiezione, ad alta velocità, di questicorpi provoca, all’atto dell’impatto, la rottura e frantumazione degli strati superficiali delle parti trattate oltre,contestualmente, alla frantumazione “dell’elemento abrasivo”.
Questo tipo di operazione però, seppur validissimo sotto il punto di vista del risultato finale, presenta alcuni grossi elementi “sconvenienti” che non possono essere sottovalutati: la necessità di dover captare i residui di particelle abrasive e porre in discarica; l’impossibilità di effettuare operazioni di pulizia su componenti di impianti durante il ciclo produttivo, se non rimuovendo le parti che debbano essere pulite, onde evitare negativi effetti di deposizione di particelle solide in ingranaggi e leverismi
dell’impianto stesso; e in ultimo , ma non per ordine di importanza, l’estrema prova alla quale è chiamato l’utilizzatore in termini di tossicità.

Oggi la soluzione, esiste e consiste nell’impiego di un nuovo elemento
“abrasivo”: il ghiaccio secco.
In definitiva La pulizia criogenica consiste nell’utilizzo di pellet di ghiaccio secco lanciato a velocità estremamente elevate. I pellet di ghiaccio secco sono molto morbidi, e molto meno densi rispetto ad altri usati nelle normali operazioni di sabbiatura (ad esempio sabbia o granuli di plastica). Al momento dell’impatto, il pellet sublima quasi immediatamente, trasferendo minima energia cinetica in superficie al momento dell’impatto e la produzione di abrasione minima. Il processo di sublimazione assorbe una grande quantità di calore dalla superficie, producendo sforzi di taglio a causa di shock termici . Lo strato superiore di sporco accumula più calore rispetto al sottostante substrato e si sfalda più facilmente. L’efficienza e l’efficacia di questo processo dipende dalla conducibilità termica del substrato e quello contaminante.
la penetrazione, attraverso le microfessure così generate, di una frazione di gas “freddo”, con un successivo effetto distaccante creato dall’ulteriore espansione del gas nel portarsi all’equilibrio termico con il
corpo trattato; la semplice rimozione meccanica del film da rimuovere grazie alla quantità di moto trasferita al corpo in fase di urto con i pellets di ghiaccio secco.

La storia
I primi brevetti riguardanti lo sviluppo e la progettazione delle moderne tecnologie per la pulizia criogenica sono stati assegnati a David Moore di Cold Jet, LLC nel 1986, 1988

Le applicazioni
L’analisi delle azioni fisico-meccaniche della pulizia criogenica porta ad
individuare settori di applicazione nell’eliminazione di, resine, vernici, inchiostri, sostanze organiche, ecc. da un supporto avente caratteristiche fisiche differenti. Per questa
specificità la pulizia criogenica ha trovato impiego anche in sostituzione dei tradizionali sistemi di lavaggio o pulitura effettuati con solventi
chimici.

Vantaggi:
La sabbiatura criogenica possiede molti benefici:
Niente residui
Il processo non lascia residui. Occorre soltanto aspirare o raccogliere i depositi asportati.
Ecologico
La pulizia a ghiaccio secco non fa uso di sostanze chimice e non è assolutamente tossica. Non vi sono spese per lo smaltimento di sostanze nocive, di scarti o solventi.
Delicato
La pulizia a ghiaccio secco non ha effetti abrasivi ed è pertanto estremamente delicata sulla superficie dei materiali trattati, evitando l’abrasione e l’usura tipica delle spazzole metalliche, delle spatole e dei detergenti.
Aumento della produttività
Le pause per la manutenzione si riducono, poiché non si rendono più necessarie operazioni di smontaggio e ri-assemblaggio in quanto molto spesso si possono pulire macchine in funzione. In tal modo aumenta il tempo di produzione effettivo.
Efficienza
Grazie agli ugelli a getto ed alle differenti velocità di esecuzione è possibile effettuare la pulizia anche in punti di difficile accessibilità, senza lasciare alcun residuo di detergente, per esempio sulle catene o sulle parti meccaniche.

Sicurezza
L’anidride carbonica è sempre più tossico a partire da concentrazioni superiori a 1% , e può anche sostituire l’ossigeno con conseguente asfissia se l’apparecchiatura non viene utilizzata in un luogo ventilato. Inoltre, poiché l’anidride carbonica è più pesante dell’aria, ci devono essere aperture di scarico al fine di rimuovere efficacemente il gas. Il ghiaccio deve essere maneggiato con guanti isolanti e con un adeguata protezione degli occhi e delle orecchie. Rispetto ad altri metodi di pulizia-sabbiatura, la pulizia criogenica non produce prodotti di scarto e non richiede pulizia dopo l’utilizzo.

(fonti e produttori e utilizzatori: Siad s.p.a. – Serind (Ice Tech) – C.P.S. manutenzioni criogeniche – A&G Chemical Production – Cold Jet LLC )

Posted in: Ambiente

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