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Pulirli con gli ultrasuoni

 

 

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IL LAVAGGIO AD ULTRASUONI DEI MINERALI

 

 

a cura di Marino Bignami (foto), che qui ringrazio per il competente contributo.

 

 



Descrizione del processo e nozioni fondamentali. L'apparecchiatura di lavaggio ad ultrasuoni è formata da una vasca munita di un trasduttore (piezoelettrico o magnetostrittivo) alimentato da un generatore di alta frequenza. Gli ultrasuoni, come tutte le onde sonore, sono formati da cicli di compressione ed espansione. Le vibrazioni del generatore (solidale con la vasca in inox) producono onde elastiche di frequenza ultrasonora che sono diffuse nel bagno di lavaggio creando nella soluzione detergente il fenomeno della cavitazione, cioè la creazione di piccolissime bollicine che si espandono ed implodono. L'energia degli ultrasuoni provoca quindi sollecitazioni sulle superfici da pulire a causa dell' urto meccanico generato dalle microbolle che implodono sulla superficie del campione: questa azione meccanica degli ultrasuoni, unita all'azione chimica del detergente, disgrega e stacca il contaminante dalla superficie con un rendimento superiore ad ogni altro sistema, senza danneggiare la superficie sottoposta al lavaggio. Quando il fascio degli ultrasuoni incontra un ostacolo rigido, esso è riflesso o deviato secondo le leggi comuni a tutti i fenomeni di propagazione delle onde; è invece assorbito e dissipato, cioè annullato, se incontra un ostacolo morbido o poroso (quindi niente plastica, legno ecc nella vasca).

Da notare: se le "onde" di cui sopra incontrano una superficie in movimento anzichè statica, si riflettono ogni volta con una frequenza diversa da quella precedente. Quest'ultima considerazione, nella pratica ha dato origine alla tecnica (conosciuta da tempo) dell'agitazione dei campioni nella vasca di lavaggio ad ultrasuoni per superare gli effetti delle onde stazionarie (con i pezzi da lavare immobili nel liquido si possono infatti creare punti ad alta concentrazione di energia detti "nodi d'onda" ed altri di minore concentrazione con risultati di lavaggio a macchia di leopardo).

 
Il detersivo deve avere un pH appropriato per evitare attacchi alla vasca di lavaggio (che solitamente è in acciaio inox, quindi niente acidi forti come il cloridrico o il solforico) ed alla superficie dei pezzi stessi. La natura chimica della sostanza da rimuovere dal campione deve essere oggetto di attenzione: è necessario scegliere il tipo di detergente ad ultrasuoni che possa asportare il contaminante senza reagire con esso producendo composti insolubili.
 

La temperatura della soluzione acquosa in un bagno di lavaggio ad ultrasuoni è molto importante; è da ricordare che l'intensità di cavitazione varia con il variare della temperatura e del detergente utilizzato. L'intensità di cavitazione aumenta normalmente con l'aumentare della temperatura, fino a circa 70°C per poi diminuire e cessare completamente alla temperatura di ebollizione del liquido, perchè con il liquido prossimo all'ebollizione il vapore dell'acqua provocato dalla cavitazione non può essere condensato dalla soluzione lavante e le bollicine non possono implodere, viceversa con la soluzione detersiva troppo fredda il vapore che determina le bollicine richiede troppa energia per cui saranno prodotte in quantità minore e con scarsa resa meccanica.

 

Due note sulla procedura. Quando la soluzione detergente è stata preparata di fresco, all'accensione dell'apparecchiatura, gli ultrasuoni emessi provocano in un primo momento la degasificazione della soluzione detergente, cioè la separazione e l'eliminazione dei gas presenti in soluzione, (CO2, O2, N2) separandoli dal liquido sotto forma di bollicine che salgono in superficie. Esaurita la separazione dei gas, i trasduttori ad ultrasuoni sono in grado di trasmettere totalmente la loro energia sul manufatto da lavare a mezzo degli ultrasuoni.

 

 

Altri suggerimenti in breve giunti al sito DA UTENTI vari:

  1. Non si devono mai appoggiare i campioni molto pesanti direttamente sul fondo della vasca.
  2. La vasca deve esser solitamente riempita sino al livello raccomandato dal costruttore perchè così si ottiene il miglior effetto pulente.
  3. Sono da evitare bagni troppo lunghi in quanto l'acqua si riscalda e potrebbe quindi danneggiare i campioni a bagno.
  4. I minerali cui si ottengono migliori risultati sono quelli di una certa durezza quale ad es. il quarzo.
  5. Con i minerali teneri è consigliabile, prima di usare questo metodo, di procedere se possibile ad una pulizia meccanica preventiva.
  6. Per togliere eventuali grassi che abbiano sporcato il campione si può aggiungere "al bagno" una tazza da tè di comune Ammoniaca per usi domestici.
  7. Per tutti i Bagni ad Ultrasuoni è consigliabile usare acqua distillata.

 

 

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