IL GHIACCIO SECCO E LE SUE CARATTERISTICHE PULIZIA CRIOGENICA INDUSTRIALE A SECCO

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1 IL GHIACCIO SECCO E LE SUE CARATTERISTICHE Il ghiaccio secco è la forma solida dell anidride carbonica (CO2), un gas privo di colore, insapore, inodore che si trova nella nostra atmosfera A pressione atmosferica il ghiaccio secco si trova ad una temperatura di - 78,5 C ( 109 F), e possiede un intrinseca energia termica pronta per essere utilizzata. PULIZIA CRIOGENICA INDUSTRIALE A SECCO Questo metodo utilizza un unità mobile chiamata microblast. Il sistema agisce proiettando i granuli di ghiaccio secco sulla superficie da pulire rimuovendo morchie di vernice, residui carboniosi, distaccanti, residui solidi alimentari, strati di fanghi, depositi chimici, gomma, plastica e inquinanti vari, ecc, senza nessuna abrasione e deformazione del supporto. I vantaggi della tecnologia della pulizia con CO2 in Edilizia Sabbiatura criogenica del legno relativamente a ristrutturazioni e manutenzioni Pulizia di esterni ed interni, tavelle e mattoni, elementi artistici ed architettonici in pietra, marmo o metallo. Rimozione di fuliggini e danni da fumo ( bonifiche post-incendio) Ripristino, in brevissimo tempo, dei luoghi danneggiati senza trasportare e spostare gli oggetti da recuperare Rimozione senza danni di: adesivi, resine, vernici, polimeri, olio, grasso, petrolio, catrame, chewingum Gli edifici ed i locali possono tornare nelle condizioni originarie, gli intonaci interni ed esterni, le travi e i pilastri possono essere puliti e in alcuni casi si può salvare anche la vernice sottostante. La sublimazione naturale dei granuli di ghiaccio secco elimina il costo di raccolta del mezzo pulente da eliminare. I costi di contenimento e di raccolta legati ai processi di pulizia con acqua / sabbia sono eliminati. 1

2 A differenza della sabbia, dei gusci di noce, delle particelle di plastica e di altri tipi di mezzo pulente abrasivo, i granuli di ghiaccio secco non sono abrasivi. Diverso dalla pulizia con vapore o acqua, il sistema di pulizia con ghiaccio secco non danneggia componenti elettrici come fili, sensori, interruttori o schede elettroniche. Qualsiasi eventuale formazione di ruggine dopo la pulizia è molto meno nella pulizia con ghiaccio secco che nella pulizia con vapore o acqua. Rispetta l'ambiente L anidride carbonica è un elemento atossico idoneo alle regole EPA e FDA. La pulizia a ghiaccio secco è un processo "verde" che utilizza piccole palline di anidride carbonica. Il gas di anidride carbonica viene assorbita dagli alberi e piante e convertito in carbonio (crescita delle piante) e ossigeno. Il sistema di sabbiatura criogenica è un sistema completamente pulito ed ecologico: non rilascia residui ed emissioni nell'ambiente. Con le sue precauzioni di sicurezza di base, il processo di lavoro è sicuro. Non ci sono sostanze chimiche dannose per l ozono e non vi è alcuna esposizione ai composti organici volatili ( VOC ). Utilizzando sabbiatura ghiaccio secco raggiungere gli obiettivi di sostenibilità. si può aiutare le aziende a 2

3 SABBIATURA CON GHIACCIO SECCO IN EDILIZIA Sabbiatura criogenica legno La tecnica della sabbiatura a ghiaccio secco è utilizzata per riportare all'originario splendore vecchie travi colpite dall'umidità, all'interno di sottotetti o mansarde, che facilmente sviluppano strati superficiali scuri, che vanno a coprire il colore originale del legno. 3

4 La sabbiatura a ghiaccio secco è particolarmente efficace per la pulitura delle travi in legno esposte all'esterno, molto spesso intaccate da strati di sporco accumulati con il passare degli anni ed accentuati dall'esposizione alle intemperie. La pulizia con il sistema criogenico riporta le superfici allo stato originale, senza lasciare segni o abrasioni, a differenza di quanto accade utilizzando tecniche di pulizia più obsolete. Con questa tecnica si può intervenire dappertutto anche in presenza di altre unità abitative adiacenti sia verticali che orizzontali: non ci sono emissioni di acqua, sabbia o altro che vadano ad aggravare i lavori; nella parte finale solo il recupero delle sostanze rimosse. 4

5 Sabbiatura criogenica materiali edilizia Soluzione ottimale per molte problematiche inerenti allo svolgimento di cantieri di ristrutturazione e restauro di edifici pubblici, edilizia privata e restauro di monumenti e di beni culturali. La tecnologia della sabbiatura criogenica, conosciuta da oltre un decennio, è applicata in tutto il mondo per il recupero e la pulizia di travature lignee e soffitti in legno, esterni ed interni, tavelle e mattoni, elementi artistici ed architettonici in pietra, marmo o metallo, recenti ed antichi. Questo metodo è approvato dall I.C.R. (Istituto Centrale del Restauro) e dal C.N.R. (Consiglio Nazionale delle Ricerche). La caratteristica straordinaria della sabbiatura criogenica è di utilizzare come agente pulente il ghiaccio secco (anidride carbonica allo stato solido -78 C), che al contatto con la superficie trattata sublima, senza procurare polveri e perciò non necessita di particolari protezioni e autorizzazioni al cantiere, e senza ulteriori residui, se non il contaminante staccato dalle superfici. È per questo motivo che la sabbiatura criogenica viene classificata come una tecnologia ecologica. Può essere applicata su varie tipologie di materiali: 5

6 Nell edilizia la sabbiatura criogenica viene utilizzata per eliminare lo sporco derivante da umidità, specie nei sottotetti e sulle murature in pietra molto soggette alla formazione di umidità. In generale qualsiasi tipo di sporco, anche accumulato nel tempo, viene facilmente rimosso da superfici in pietra, cotto, marmo, laterizio, ceramica, legno, vetro etc... 6

7 Pulizia Marmo, Granito, Pietre In generale è possibile rimuovere una infinita quantità di tipologie di sporco e contaminanti da superfici in marmo, granito, cotto, pietra in generale, metalli. Tra le più comuni applicazioni c' è sicuramente la rimozione di muffe, muschio, sporco da inquinamento atmosferico, vernici da superfici in pietra, marmo, etc... Con il solo utilizzo di ghiaccio secco, è possibile effettuare tali tipi di pulitura senza l uso di solventi, acqua o agenti abrasivi quali la sabbia. Non ci sono problemi e costi relativi al trattamento di residui accessori derivanti dall uso di tali sostanze. Nessuno spreco di acqua Pulizia Murales e Graffiti prima dopo 7

8 Rimozione di Chewingum e pulizia di macchinari Si possono recuperare le superfici dei centri storici, dei supermercati, dei centri commerciali. La pulizia con anidride carbonica permetter la rimozione e la pulizia dei marciapiedi, di piastrellature con vari tipi di finitura, le scale mobili e le parti elettriche e meccaniche di quest ultime senza interrompere il loro funzionamento. I vantaggi: apparecchiatura completamente portatile pulizia sicura per l uomo e per l ambiente eliminazione dei solventi processo asciutto e senza residui efficace su moltissime superfici non danneggia il substrato e le attrezzature 8

9 Risanamento dopo incendi Questo sistema di pulizia è particolarmente adatto nel caso di edifici danneggiati durante un incendio e che, se non distrutti del tutto, possono essere ancora risanati. Lo stesso vale per contaminazioni e sporco derivanti da alluvioni, come muffa e fango. Grazie al delicato sistema di pulizia si può salvare gran parte della sostanza edile e a causa dei costi notevolmente più bassi, il procedimento con ghiaccio secco, viene imposto sempre più dalle assicurazioni. La tecnologia della pulizia con ghiaccio secco rimuove fuliggine, carbone, cenere dalle superfici danneggiate dal fuoco e, diversamente dalle altre soluzioni disponibili per il restauro da incendi, è molto attivo nell eliminazione dell odore di fumo dagli ambienti trattati. La sabbiatura criogenica rimuove la fuliggine dalle attrezzature elettriche come motori e trasformatori, così come dagli impianti elettrici, condutture e tubazioni idrauliche. Maggiori benefici: i costi relativi all intervento di restauro dell immobile sono inferiori; la fase di pulizia è più veloce; i mobili e l attrezzatura non devono essere spostati; l impronta nera può essere eliminata anche e soprattutto dalle strutture in legno. 9

10 La sabbiatura con ghiaccio secco è rapidamente diventato il metodo preferito per il ripristino di case ed edifici colpiti dal fuoco. La pulizia con ghiaccio secco rimuove le macchie di fumo, muffa, fuliggine, e altri contaminanti, mentre non danneggia il substrato. Il metodo di sabbiatura a secco può anche rimuovere i materiali indesiderati che trattengono l'odore indesiderato associato a danni da fuoco e l'acqua. Dato che il lavoro di ripristino è in genere uno delle voci più costose in caso di incendio o di un progetto di restauro storico, uno dei più grandi vantaggi della sabbiatura a ghiaccio secco rispetto ad altri metodi di pulizia è la velocità. Pulizia più veloce, più efficace e l assenza totale del composto pulente ( gas si disssolve nell aria) comporta costi del lavoro notevolmente inferiori. 10

11 Rispetto ai metodi di pulizia che utilizzano solventi o altri prodotti chimici, è importante notare che la sabbiatura ghiaccio secco non utilizza prodotti chimici che possono causare problemi di scolorimento, deformazione o altro. Danni da infiltrazioni Acqua e Muffe Pulizia muri con sabbiatura a ghiaccio secco consente di risparmiare tempo e fatica. La pulizia criogenica elimina e controlla tutti i tipi di muffe e disinfetta altri contaminanti biologici, come ad esempio residui di depurazione muffe, portati dalle inondazioni e umidità. Con la sabbiatura a ghiaccio secco, gli operatori sono in grado di pulire angoli, fessure e vuoti, rendendo la sabbiatura criogenica molto più veloce rispetto alla raschiatura manuale. Il ghiaccio secco sabbiatura o spazzolatura è anche non abrasivo, che lo rende la scelta ideale per il restauro del legno, dipinti, statue, e pietra. L'operatore può regolare la velocità del materiale ghiaccio secco fino a spazzolare delicatamente superfici delicate. 11

12 La sabbiatura a ghiaccio secco svolge una bonifica più veloce e più completa di altri sistemi ad abrasione meccanica. La sabbiatura criogenica non necessita di sostanze chimiche tossiche e non crea un pericolo tossico e polvere durante le operazioni di bonifica. La sabbiatura a ghiaccio secco può eseguire la rimozione della muffa molto più rapidamente di raschiature e levigature manuali. Il ghiaccio secco non è un conduttore di elettricità, in modo da operare su apparecchiature e cavi elettrici senza rimozione di protezioni e smontaggio di componenti La pulizia con la sabbiatura criogenica sta rivoluzionando il metodo di eliminazione della muffa da ogni tipo di superfici, sia interne che esterne, da facciate e grandi superfici. La pulizia con ghiaccio secco rimuove il 99,9% di spore di muffa dal legno e lo fa fino al 80% più veloce rispetto ai metodi tradizionali di pulizia. La pulizia con ghiaccio secco raggiunge sorprendenti risultati grazie alla velocità con la quale la muffa è rimossa dalla superficie. Inoltre, il ghiaccio secco è un grande ed efficace battericida naturale grazie alla sua temperatura estremamente fredda di -78,5 C, rimuove efficacemente le spore di muffa e, così facendo, velocizza il processo di sanificazione. Il maggior beneficio della sabbiatura criogenica come metodo di rimozione della muffa scura è che rimuove velocemente le colonie delle hyphae fungine (muffe che si diffondono internamente al legno), rimuovendo inoltre lo strato sottile di legno molle, decomposto. Il flusso di pulizia supersonico penetra anche tra le componenti strutturali dando trattamenti di pulizia senza paragoni. 12

13 PULITURA SUPERFICI STORICO ARTISTICHE La criosabbiatura è il metodo innovativo di pulitura di superfici di interesse storico-artistico che consente da un lato una completa rimozione dei prodotti di alterazione e dall altro un recupero completo delle superfici storiche. A differenza dei classici sistemi di pulitura, tale metodologia prevede l impiego di materiali nel totale rispetto dell ambiente, poiché non vengono rilasciati prodotti da smaltire, ed una effettiva diminuzione del rapporto costi/benefici per effetto della riduzione dei tempi e costi dell intervento e della completa non invasività dei prodotti impiegati. La tecnica della criosabbiatura sfrutta l'effetto di sublimazione della CO2 solida; questo comporta la rimozione delle incrostazioni grazie all'azione sinergica dell'energia cinetica e di quella termica. Spesso le superfici architettoniche presentano dei prodotti di degrado di difficile rimozione con le usuali tecniche di pulitura. D'altro canto, la tecnica della sabbiatura (o idrosabbiatura) come metodologia di pulitura di superfici di interesse storico-artistico ha sempre costituito argomento di discussione per l'invasività e la problematica di smaltimento dei prodotti impiegati (sabbia, allumina, acqua, etc.). L'interesse dimostrato dalle soprintendenze locali è tale da suggerire un impegno concreto e soprattutto scientifico da parte del CNR nello studio di metodologie innovative di pulitura, quali la criosabbiatura che consente una minore invasività nei confronti dell opera d arte. La criosabbiatura può essere utilizzata nella pulizia di edifici, monumenti e statue. Nell area del restauro storico il Dry Ice Blasting è estremamente efficace nella pulizia di preziosi monumenti pubblici e privati, dalle facciate aggredite da muffe e smog, alle fontane e statue. La sabbiatura criogenica può effettuare la pulizia senza danneggiare le superfici colpite, senza usare agenti chimici e senza nessun rifiuto aggiuntivo. Sono indicate le superfici in pietra più dure, come granito e marmo, ma possono essere trattate efficacemente anche pietre sabbiose e mattoni. Questa tecnologia ci permette di operare con successo su : scritte su monumenti; marmo; metalli; mosaici; muri; pietre; statue. 13

14 Il processo di base A pressione atmosferica, il ghiaccio secco sublima direttamente in gas senza una fase liquida. Ciò significa che non vengono rilasciati residui di umidità sui prodotti con cui è stato a contatto e inoltre, il ghiaccio secco, sublimando produce un atmosfera satura di anidride carbonica, che essendo un gas secco, tende ad abbattere il contenuto di umidità nell ambiente senza lasciare alcuna traccia di acqua. La pulizia con granuli di ghiaccio secco è simile a quello con sabbia, con grani di plastica o con bicarbonato di sodio dove un mezzo viene accelerato in un getto d aria pressurizzata (o altri gas inerti) per urtare contro la superficie da pulire o prepararla. Nella pulizia con ghiaccio secco, il mezzo che viene a contatto con la superficie sono granuli solidi di anidride carbonica (CO2). Un aspetto unico dell uso dei granuli di ghiaccio secco come un mezzo di pulizia è che i granuli sublimano (vaporizzano) all impatto con la superficie. La dissipazione dell energia d impatto e il trasferimento estremamente rapido di calore tra il granulo e la superficie provocano la sublimazione istantanea della CO2 solida in gas. Il gas si espande di circa 800 volte il volume del granulo, in pochi millisecondi, in ciò che è effettivamente una microesplosione nel punto dell impatto. Grazie alla vaporizzazione della CO2 il processo di pulizia con ghiaccio secco non genera nessun residuo secondario. Tutto ciò che rimane da raccogliere è il contaminante rimosso. Come avviene nella sabbiatura con altri mezzi, l energia cinetica associata alla proiezione di ghiaccio secco dipende dalla densità della massa di granuli e dalla velocità dell impatto. Poiché i granuli hanno una durezza relativamente bassa, il processo deve contare sull alta velocità dei granuli per ottenere l energia d impatto necessaria. Le velocità elevate dei granuli sono il risultato delle velocità supersoniche del getto d aria. Diverso da altri mezzi di pulizia i granuli di CO2 hanno una temperatura molto bassa di -78,5 C. 14

15 Questa bassa temperatura intrinseca da, al processo di pulizia con ghiaccio secco, l unico meccanismo termodinamico di superficie che influenza il rivestimento o il contaminante in gradi maggiori o minori a seconda del tipo d rivestimento. A causa della differenza di temperatura tra i granuli di ghiaccio secco e la superficie da trattare, può accadere un fenomeno conosciuto come criccatura o shock termico. Quando la temperatura di un materiale decresce, esso diventa fragile, permettendo all impatto del granulo di rompere il rivestimento. La Figura 1: mostra come lo shock termico provochi microfratture nel rivestimento superficiale. L espansione del gas CO2 e gli effetti cinetici dei granuli rompono e rimuovono le particelle del rivestimento. Inoltre la differenza termica tra i due materiali diversi con coefficienti di espansione termica differente può servire a rompere il legame tra gli stessi. Anche a velocità d'impatto elevate e con angoli d'impatto diretti, l'effetto cinetico dei granuli ghiaccio secco è minimo rispetto ad altri mezzi (granuli di sabbia, plastica, ecc.). Questo grazie alla mancanza relativa di durezza dei granuli e alla conversione quasi istantanea in gas all'impatto che effettivamente fornisce un coefficiente di restituzione quasi inesistente nell'equazione d'impatto. Poiché la pulizia con ghiaccio secco è considerata non abrasiva e dipende dagli effetti termici discussi sopra, il processo può essere applicato a moltissimi materiali senza creare danni. Metalli morbidi come placcati di ottone e di alluminio possono essere trattati con ghiaccio secco per la rimozione di rivestimenti o contaminanti senza provocare stress, buchi o ruvidità alla superficie. 15