La pulizia con Ghiaccio Secco

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1 La pulizia con Ghiaccio Secco Processo E una tecnologia di sabbiatura che utilizza, in luogo del tradizionale abrasivo, granuli di ghiaccio secco che, alla temperatura ambiente, sublimano, ritornando allo stato gassoso. Il ghiaccio secco è anidride carbonica allo stato solido e si produce raffreddando il gas alla temperatura di -78 C. La fase produttiva consente di ottenere granuli cilindrici di circa 2,0/3,0 mm di diametro. Come in tutte le altre sabbiature i granuli vengono accelerati con l'ausilio di aria compressa ad una velocità di circa 300 m/s. A tale velocità vengono proiettati sulla superficie o sull oggetto da pulire. La bassissima temperatura, non riscontrabile in nessun altro tipo di sabbiatura, produce l effetto di contrarre lo strato di sporcizia causandone la desolidarizzazione dal supporto sul quale ha, nel corso del tempo, aderito. L altissima velocità di impatto consente di allontanare i residui ormai desolidarizzati dal supporto. Il granulo di ghiaccio secco, nel corso dell impatto sulla superficie da trattare, sublima, passando direttamente dallo stato solido a quello gassoso non lasciando residuo alcuno. La sublimazione del ghiaccio secco provoca un aumento di volume di circa 800 volte: tale aumento di volume del granulo, che avviene al di sotto della superfice dello sporco, velocizza il suo distacco e la sua rimozione. Al temine del trattamento non si rilevano né tracce di umidità, nè tracce di materiali abrasivi. L oggetto o la superficie trattata risultano perfettamente puliti e pertanto, non richiedono alcuna altra operazione di completamento e/o finitura. La durezza dei granuli è estremamente bassa e, nella Scala di Mohs, è valutabile in 2. Sono classificabili come Teneri (si scalfiscono con l'unghia, come il talco ed il gesso). La Scala di Mohs e' un criterio empirico per la valutazione della durezza dei materiali ideato dal mineralogista austriaco Friederich Mohs. Essa assume come riferimento la durezza di dieci minerali numerati progressivamente da 1 a 10 e tali che ciascuno sia in grado di scalfire quello che lo precede e sia scalfito da quello che lo segue. Il primo minerale della serie e' il talco (1), l'ultimo il diamante (10). In sostanza, i granuli non producono alcuna abrasione e non intaccano pertanto l aspetto estetico e la integrità delle superfici. Ciò al contrario di quanto avviene con i sistemi di sabbiatura tradizionale che, dopo aver rimosso lo strato superficiale di sporcizia, procede alla abrasione della superficie. 1

2 Campi di Applicazione Una delle caratteristiche principali della pulizia con ghiaccio secco è la non invasività. Altre, altrettanto significative, sono la mancanza di residui umidi e l assenza di residui di materiali abrasivi. Queste caratteristiche rendono il campo di applicazione estremamente vasto sia in svariati settori industriali (meccanico, elettromeccanico ed elettrico), nel settore delle verniciature, nel settore alimentare, nel settore edile, nella cantieristica navale ed altri ancora. Si riportano, a seguito, alcune considerazioni ed esempi di applicazione nel settore industriale: pulizia di quadri e componenti elettrici pulizia di motori elettrici ed impianti tecnici con componenti elettrici pulizia di convogliatori pulizia di cuscinetti a sfera pulizia dei robot di saldatura rimozione di distaccanti sgrassaggio parti meccaniche pulizia di stampi per pneumatici pulizia di stampi per materie plastiche pulizia degli impianti di produzione e stoccaggio di resine e prodotti bituminosi rimozione di colature di collanti, resine, bitumi etc. Il metodo di sabbiatura a ghiaccio secco presenta un ulteriore vantaggio: non lasciando residuo alcuno e non producendo umidità, può essere utilizzato direttamente sui componenti e sugli impianti, anche in regime di stand-by ad alte temperature (per esempio la conchiglie nelle fonderie), senza che essi vengano smontati o fermati. La produzione potrà avere avvio subito dopo aver effettuato la pulizia. Sempre per lo stesso motivo è adatto ad interventi di pulizia in ambienti a contaminazione controllata quali cleanroom. Relativamente al settore della verniciatura, tale sistema di pulizia consente la rimozione di tracce e residui di vernici dagli impianti, dai forni e da superfici varie (metalliche, plastiche, lignee) senza produzione di residuo umido. Altri esempi nell industria alimentare: pulizia di piastre di forno pulizia nastri trasportatori pulizia teglie e superfici metalliche o plastiche pulizia stampi di waferati pulizia stampi di coni pulizia mescolatori etc. Questo tipo di pulizia, rimuove facilmente lo sporco su superfici che sono direttamente a 2

3 contatto con gli alimenti, senza impiego di acqua e di sostanze chimiche. Anche nel settore del recupero architettonico e, in generale dell edilizia, si riscontrano numerose possibilità di intervento. La pulizia di facciate, manufatti, edifici storici, monumenti, etc., viene tradizionalmente approcciata con metodi che prevedono l utilizzo combinato di acqua, polveri abrasive e di prodotti chimici (solventi e/o detergenti) che, in taluni casi, possono provocare più danni che benefici. A volte la stessa acqua, il più comune elemento usato per la pulitura, agendo da veicolo per l'entrata di sostanze saline e acide responsabili di corrosioni, sfaldature, degradazione chimica e fenomeni di crescita di organismi vegetali, potrebbe determinare, talvolta, ulteriori danni. Anche in tale settore il lavaggio a ghiaccio secco può venire in aiuto ponendo maggior attenzione alla salvaguardia del manufatto secondo i basilari principi della conservazione e della manutenzione. In conclusione, questo tipo di lavaggio rappresenta un ottimo sistema di pulitura su manufatti in pietra, metallo, legno, laterizio, gres, etc. Permette di pulire superfici in maniera accurata, senza abrasione, senza acqua, senza prodotti chimici, ma solo utilizzando ghiaccio secco. Consente, per esempio : la eliminazione di pitture murali la eliminazione di croste di sporcizia la rimozione di gomme da masticare la sverniciatura e recupero di superfici lignee la rimozione della fuliggine dopo incendi In ultimo, un altro settore di impiego è quello della cantieristica navale, nel quale può essere impiegato nella pulizia delle componenti elettro-meccaniche di una imbarcazione o, per esempio, nei cantieri di rimessaggio, per la sverniciatura non abrasiva e/o chimica della carena. 3

4 Vantaggi e Rispetto dell Ambiente Riassumento, questo sistema di pulizia è caratterizzato dai seguenti vantaggi: non produce residuo umido, in quanto il granulo di ghiaccio secco sublima, passando direttamente dallo stato solido a quello gassoso non vengono utilizzati prodotti chimici e, pertanto, rispetta l'ambiente non produce rifiuti di lavorazione da smaltire, non impiegando né acqua, né prodotti chimici, né sabbia è un sistema di pulizia a secco, e questo permette innumerevoli applicazioni; infatti non utilizzando acqua o sabbia, si possono pulire linee di lavorazione, stampi, quadri elettrici, motori elettrici consente risparmi di tempo poiché, in numerose applicazioni, non richiede lo smontaggio di apparecchiature, il fermo degli impianti o il raffreddamento dei pezzi da pulire non danneggia la superficie da pulire, in quanto il ghiaccio secco una volta a contatto con la superficie da pulire sublima e pertanto non crea abrasioni o striature La CO2 è il gas che contribuisce maggiormente all Effetto Serra. Prima dell inizio della rivoluzione industriale, per 800 anni (e forse più), la concentrazione di andride carbonica nell atmosfera, è rimasta quasi costante a 280 parti per milione (ppm). Oggi è all incirca 380 ppm e cresce di quasi 1 ppm per anno. Gli altri gas serra (metano, ossido nitroso ed altri), a partire dalla rivoluzione industriale, mostrano una crescita significativa. L incremento di CO2 in atmosfera è causato principalmente da: Combustione di carburanti fossili Deforestazione Nell atmosfera sono presenti circa 750 Gton di carbonio (derivati dalla CO2). Ogni anno si valuta un incremento netto di CO2 pari a 3.3 Gton. riutilizzata in numerose attività industriali come la lavorazione ed il trasporto alimentare. Le più comuni fonti di CO2 commerciale sono: Produzione ammoniaca/steam reforming (69% della CO2 dell EU) Fermentazione (22% della CO2 dell EU) Produzione dell ossido di etilene (4% della CO2 dell EU) Pozzi naturali, in cui sussistono ideali condizioni geologiche La CO2 commerciale è un prodotto disponibile facente già parte del ciclo del carbonio: la CO2 purificata dall industria Europea dell anidride carbonica, rappresenta circa lo 0,1% della CO2 emessa da combustione La CO2 commerciale non è considerata come CO2 emessa, e non è quindi soggetta a tassazione diretta o indiretta In ultima analisi: La CO2 utilizzata nel processo di lavaggio criogenico non accresce la quantità di anidride carbonica già presente nell atmosfera, facendo parte del ciclo del carbonio. Rappresenta, pertanto, un processo non inquinante e rispettoso dell ambiente, in linea ai dettami del protocollo di Kioto. La CO2 commerciale è quella recuperata da processi industriali, purificata, liquefatta e 4

5 Prescrizioni e Sicurezza Operatori, personale e macchine che si trovano nelle vicinanze sono soggetti a vari rischi: Rumore: è generato dallo scarico ad alta velocità dei granuli di ghiaccio secco dall'imboccatura e dal funzionamento degli apparati. Il livello sonoro può variare da 60 db (A) a 120 db (A), a seconda della pressione di getto, dell ugello spruzzatore e della superficie da pulire. Occorre indossare otoprotettori a protezione dell apparato uditivo. Bassa temperatura: i granuli di ghiaccio secco sono tali alla temperatura di -78 C. Tale bassa temperatura può provocare ustioni in tutto simili a quelle da calore. Occorre indossare guanti, abiti adeguati, scudi e maschere per gli occhi e il viso. Pulviscolo: è generato non tanto dalla operazione di pulizia criogenica, bensì dalla dispersione localizzata in ambiente dei residui di sporcizia rimossi. Occorre indossare mascherine antipolvere (per lavorazioni brevi e/o in ambienti aereati) o maschera respiratoria (per lavorazioni lunghe e/o in ambienti poco aereati) a protezione dell apparato respiratorio. Occorre, inoltre, per lavorazioni estese, indossare tuta di protezione per proteggere corpo ed abbigliamento dell operatore. Infine, a protezione delle mani, occorre indossare guanti di protezione. Elettricità statica: la pulizia con anidride carbonica solida può generare elettricità statica se si opera in ambienti a basso tenore di umidità, con conseguente rischio di generazione di differenze di potenziale e possibile formazione di scariche. 5

6 In tali condizioni è necessario collegare a messa a terra le parti da pulire e gli apparati. Saturazione CO2: durante la pulizia, vi è fuoriuscita di pellets di ghiaccio secco che colpendo l oggetto e variando di temperatura sublimano, tornando allo stato gassoso. Il gas CO2 non è di per sé pericolosa ma, per lavorazioni prolungate in ambienti non aereati, può saturare l ambiente. Consistenti quantità di CO2 liberate in ambienti poco ventilati e/o chiusi possono generare sintomi di asfissia o problemi respiratori dovuti anche dall aria compressa eventualmente contaminata. In tali circostanze, è necessario utilizzare impianti di aspirazione e/o ricircolo d aria o semplicemente aprire le finestre dei locali in cui si lavora. Inoltre, sempre in queste specifiche condizioni di impiego, può cautelativamente essere installato un sistema di rilevamento automatico di livello di gas CO2 che, al di sopra di determinate concentrazioni, attivi allarmi ottico ed acustico. In senso generale, le precauzioni da adottare prima, durante e dopo le attività di pulizia con ghiaccio secco, sono le seguenti: L utilizzo degli apparati deve essere consentito esclusivamente a personale istruito ed autorizzato all uso. Le aree di lavoro devono essere delimitate ed evidenziate con cartelli di avvertimento e pericolo. I rischi di essere colpiti dai granuli lanciati ad alta pressione esistono e quindi gli operatori devono essere competenti e consapevoli e devono prendere ogni precauzione necessaria per non colpire persone o danneggiare cose. Prima di ogni pulizia è opportuno effettuare dei sopralluoghi per garantire la riduzione dei rischi ed apportare opportune modifiche o divieti verso altre persone che operano nelle vicinanze. É bene spostare o prestare attenzione agli oggetti fragili che potrebbero essere rotti, non dal ghiaccio, ma dalla forza della pressione dell'aria. Per la sicurezza dell'operatore, del personale che opera in postazioni limitrofe e degli apparati all'interno del campo di impiego in cui è effettuata la pulizia, è indispensabile accertare che le tubazioni dell impianto siano collegati strettamente e in modo adeguato. L anidride carbonica solidificata (ghiaccio secco), di formula chimica CO2, è un gas solidificato refrigerato. Il contatto può provocare ustioni da freddo. 6

7 Indossare indumenti protettivi Indossare l aspiratore per entrare nella zona interessata Assicurare un adeguata ventilazione agli ambienti Tentare di arrestare la fuoriuscita Evitare l ingresso in fognature, scantinati, scavi e zone dove l accumulo può essere pericoloso L unica modalità di rimozione del dell anidride carbonica, consiste nella ventilazione del locale. In alta concentrazione può provocare asfissia. I sintomi possono includere perdita di mobilità e/o conoscenza. Le soggetti possono non rendersi conto dell asfissia. Basse concentrazione di CO2 causano aumento delle frequenza respiratoria e mal di testa. In tal caso, sarà necessario spostare la vittima in zona non contaminata indossando l autorespiratore, mantenere il paziente disteso e al caldo e chiamare un medico. Nel frattempo, se necessario (in caso di arresto della respirazione), si dovrà procedere alla respirazione artificiale. Nel caso di contatto con pelle o con gli occhi, sarà immediatamente necessario lavare pelle o occhi con acqua corrente fresca per almeno 15 minuti. In caso di lesioni causate dalla bassa temperatura spruzzare con acqua per almeno 15 minuti. Applicare garza sterile e chiamare il medico. L anidride carbonica non è, di per se, infiammabile. Eventuali incendi o esplosioni potranno essere generati esclusivamente dalle attrezzature ed apparecchiature utilizzate. Qualora si svilppi un incendio, si potranno utilizzare tutti i mezzi estinguenti conosciuti se compatibili con la tipologia delle apparecchiature e dell incendio. In caso di fuoriuscite accidentali dell anidride carbonica, sarà necessario: Evacuare l area 7

8 Attrezzature Aspiratore industriale É necessario per aspirare tutti i residui derivanti dalla pulizia criogenica. Serbatoio d aria compressa É necessario per disporre di uno stabile accumulo d aria compressa nelle fasi di utilizzo. Unità di protezione Ghiaccio secco in pellets I pellets di ghiaccio secco nel contenitore vengono dosati grazie ad un disco perforato rotante e immessi, in giusta dose, nel circolo d aria compressa. I pellets di ghiaccio secco e l aria compressa vengono trasportati poi tramite un tubo alla pistola a getto La foto rappresente una unità monotubo pressurizzata. Altri tipi sono disponibili per una ampia gamma di differenti applicazioni. Compressore a vite con essicatore a refrigerazione e controllo frequenza A tale apparecchiatura è delegato il compito di produrre aria compressa nella quantità e nelle caratteristiche richieste. Tutte le apparecchiature descritte potranno essere ubicate su di una struttura metallica poggiante, a sua volta, sul cassone di un autocarro. 8

9 L apparato sarà dotato anche di motogeneratore, rendendo in tal modo totalmente autonomo il complesso delle apparecchiature, senza alcuna necessità di disporre di energia elettrica. L apparato sarà così pronto all uso in qualsiasi luogo si debba operare. Ripiegare con cura i tubi della pistola avendo cura di non creare strozzature. Lasciare scongelare la macchina in ambiente naturale al coperto. Avviamento e spegnimento impianto Avviamento dell impianto Collegare il tubo di alimentazione aria primaria all attacco gas femmina da 1 posta sulla presa d aria dell apparato. Assicurasi che la valvola a sfera principale sia chiusa. Riempire con il ghiaccio secco per circa ¾ il serbatoio di carico. Aprire gradatamente la valvola a sfera principale, avendo cura di verificare che la pressione segnalata dal manometro posto sul pannello dei comando non superi i dati di fabbrica (circa 8,5 Bar). Sbloccare successivamente il dispositivo di emergenza start/stop posto sul pannello di comando. Impugnare la pistola, orientarla verso l oggetto da pulire tenendo una distanza di circa 80cm Premere il grilletto ed effettuare la regolazione della quantità di ghiaccio secco erogato, mediante il potenziometro posto sul pannello di comando. Per ottenere un risultato ottimale, si raccomanda di regolare sia il flusso d aria primaria (valvola a sfera) che la quantità di ghiaccio erogato (potenziometro). Spegnimento dell impianto Chiudere la valvola a sfera primaria. Impugnare la pistola, e premere il grilletto per favorire la fuoriuscita dell aria residua. Scollegare il tubo di alimentazione dell aria primaria avendo cura di averlo intercettato a monte del circuito. Premere il pulsante di emergenza start/stop posto sul pannello di comando. Verificare che nel serbatoio di carico non vi siano residui di ghiaccio secco o altre impurità (se così fosse rimuoverle). 9

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11 REPORT SABBIATURA CRIOGENICA, PULITURA SEDUTE CORADIA Prove di pulitura sedute, materiale rotabile: CORADIA Sedili affetti da incrostazioni, macchie, chewing-gum. Tempi di pulitura a seduta: ~1 minuto A seguito del trattamento le sedute risultano pulite, senza macchie incrostazioni e residui di chewing-gum Le seguenti foto mostrano le sedute prima e dopo il trattamento: 11

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