FILTRAZIONE A SECCO DELL OVERSPRAY PRODOTTO NEGLI IMPIANTI DI VERNICIATURA DELLE AUTOCARROZZERIE CON SISTEMI FILTRANTI DI NUOVA GENERAZIONE

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1 Tu rc hi s.r.l. FILTRAZIONE A SECCO DELL OVERSPRAY PRODOTTO NEGLI IMPIANTI DI VERNICIATURA DELLE AUTOCARROZZERIE CON SISTEMI FILTRANTI DI NUOVA GENERAZIONE 1

2 Depurazione overspray di verniciatura Nella grande maggioranza dei settori della verniciatura industriale (legno, plastica, metalli, pelli, ) l applicazione di prodotti vernicianti viene effettuata tramite la tecnologia a spruzzo. La tecnica dell applicazione a spruzzo comporta inevitabilmente la perdita di una quantità importante di prodotto; la porzione di tale prodotto è definita overspray. Da quando la legislazione impone limiti di emissione nell atmosfera ed il controllo sullo smaltimento dei rifiuti, l abbattimento dell overspray risulta essere uno dei problemi più scottanti; infatti qualsiasi sia la tecnologia utilizzata per l applicazione della vernice, la quantità di overspray prodotta è sempre rilevante (varia dal 30 al 70%). Per rientrare nei limiti di emissione, previsti a livello nazionale dalla legge DPR 203 del 24/05/88 e dal DM 12 Luglio 90 che stabilisce le linee guida per il contenimento delle emissioni degli impianti industriali e la fissazione dei valori limite, la quantità di overspray prodotta deve essere intercettata dai sistemi di abbattimento; in alcuni casi le autorizzazioni alle emissioni sono regolamentate da autorizzazioni regionali o provinciali (linee guida regionali) e spesso richiedono l utilizzo della migliore tecnologia possibile. Risulta quindi necessario conoscere dettagliatamente per ogni cabina di verniciatura i limiti alle e- missioni concessi e l efficienza del sistema di depurazione adottato. Valutazione parametri tecnici di un processo di verniciatura La gestione economica e rispettosa dell ambiente delle cabine di verniciatura a spruzzo si ottiene verificando alcuni parametri fondamentali. Ogni cabina ha un valore caratteristico proprio, diverso da ogni altra, che dipende da alcuni parametri specifici della realtà aziendale considerata: prodotto verniciante utilizzato tecnica di applicazione parametri impiantistici Perciò risulta necessaria, per o- gni impianto di verniciatura, la conoscenza istantanea dell efficienza del sistema di filtrazione minima necessaria per rispettare le disposizioni relative alle emissioni. Nelle pagine seguenti viene descritto passo-passo il semplice procedimento per calcolare questo valore. 2

3 E necessario innanzitutto rilevare i parametri fondamentali. Alcuni si possono misurare facilmente, altri si possono ricavare dal manuale della cabina. La larghezza della cabina e la sua altezza sono valori geometrici noti e servono a calcolare la superficie trasversale della zona di lavoro. La portata d aria (in m 3 all ora o in m 3 al secondo) è la quantità d aria che viene espulsa verso l esterno. Se non indicata sul manuale può essere misurata. La Quantità di Prodotto Verniciante (PV) spruzzato deve essere misurata nelle condizioni medie più gravose. La Percentuale di secco nel PV si ricava dalle schede tecniche fornite dal produttore della vernice. La Percentuale di Overspray è la quantità di PV che non si deposita sull oggetto da verniciare. (Il suo calcolo esatto è difficile; si deve comunque stabilire un valore approssimato in base all esperienza o a calcoli, p.e., dello spessore depositato e della superficie ricoperta). Le dimensioni dei filtri Altezza e Larghezza sono facilmente misurabili. La Perdita di carico dei filtri indica il valore della pressione necessaria affinchè la portata d aria possa passare attraverso il filtro. Si misura in pascal (Pa). Il pascal è una unità di misura molto piccola e vale circa 1/10 del mm di colonna d acqua ed è volte più piccolo di un bar. Ogni cabina dovrebbe essere dotata di manometro. Infatti la perdita di carico aumenta man mano che il filtro si intasa. Al raggiungimento di un valore che dipende dalle caratteristiche del ventilatore, la portata diminuisce al di sotto dei valori necessari per garantire la salubrità dell ambiente di lavoro. A questo punto il filtro deve essere sostituito. Nella tabella che segue vengono esposte le formule di calcolo e un esempio numerico. 3

4 S [m 2 ] = L [m] x A [m] Superficie Frontale [m 2 ] = Larghezza [m] x Altezza [m] V [m/s] = Q [m 3 /s] : S [m 2 ] Velocità in cabina [m/s] = Portata d aria [m 3 /s]: S [m 2 ] Larghezza : 3 m Altezza : 2,5 m Superficie: 3x2,5= 7,5 m 2 Portata: m3/h = 3,75 m3/s Superficie: 7,5 m 2 Velocità in cabina: 3,75:7,5=0,5 m/s Sf [m 2 ] = Lf [m] x Af [m] Superficie filtrante [m 2 ] = Larghezza filtro [m] x Altezza filtro [m] Vf [m/s] = Q [m 3 /s] : Sf [m 2 ] Velocità di filtrazione [m/s]= Portata d aria [m 3 /s]: Sf [m 2 ] S [kg/h] = PV [kg/h] x s% Secco spruzzato [kg/h] = PV spruzzato [kg/h] x %le di secco Sf [kg/h] = S [kg/h] x o% Secco al filtro [kg/h]= Secco spruzzato [kg/h] x %le di overspray Ci [mg/h] = Sf [mg/m3] : Q [m3/h] Concentrazione iniziale di particolato [mg/m 3 ]= Secco al filtro [mg/h] : Portata d aria [m 3 /h] Em [%]=Efficienza minima necessaria del filtro. Ca [mg/m3] = concentrazione a camino autorizzata. Em [%] = ((Ci Ca):Ci)) x 100 Larghezza filtro: 3 m Altezza filtro: 2x0,9 = 1,8 Superficie filtrante= 3x1,8=5,4m 2 Portata: m3/h = 3,75 m3/s Superficie filtrante: 5,4 m 2 Velocità di filtrazione: 3,75:5,4=0,69 m/s PV = 6 kg/h %le di secco: 50% Secco spruzzato= 6x50% = 3 kg/h Secco spruzzato= 3kg/h %le di overspary: 50% Secco al filtro= 3x50% = 1,5 kg/h Secco al filtro = 1,5 kh/h = mg/h Concentrazione iniziale [mg/m 3 ]= : = 111 mg/mc Concentrazione ammessa = 3 mg/m 3 Em[%] = ((111-3) : 111) x 100 = 97,29 % 4

5 SISTEMI DI FILTRAZIONE Nei filtri in fibre minerali la separazione avviene a livello molto più fine sia per effetto inerziale che per effetto delle forze di attrazione elettrostatica fra le particelle e la superficie esterna delle fibre. Le particelle più grandi vengono trattenute per effetto setaccio. I filtri in lane minerali costituiscono il normale postfiltro per i filtri inerziali pieghettati. Vanno maneggiati seguendo le istruzioni delle etichette. (Usare guanti e indumenti adatti). Sono composti da strati sovrapposti di carta ignifuga (classe F1- DIN 53438) stirata a maglie di apertura decrescente e sfruttano al massimo livello il principio di separazione inerziale per mezzo di deflettori. Questi diversi strati deflettori sono disposti in modo da garantire il massimo contatto con le particelle trasportate dall aria di espulsione e la loro caratteristica densità progressiva permette che si verifichi un deposito uniforme di particelle attraverso ogni strato del setto filtrante ottenendo così un elevata capacità di accumulo. Nei filtri multistrato in carta i- gnifuga avviene sia il fenomeno della separazione inerziale (per le particelle più grandi) che, nel caso di modelli con postfiltro sintetico, quello della separazione fine (per setaccio, collisione, inerzia e diffusione). FILTRI IN LANE MINERALI FILTRI MULTISTRATO IN CARTA IGNIFUGA Strati di carta a maglie progressivamente più fini Postfiltro sintetico in fibre fini. 5

6 Dal 1990, Aerofiltri srl si è dedicata esclusivamente al settore della verniciatura introducendo in Italia la gamma dei filtri per overspray della Columbus Industries, Inc. di Columbus Ohio (USA), commercializzati con il marchio raccoglivernice. FILTRI MULTISTRATO IN CARTA IGNIFUGA RACCOGLIVERNICE. VANTAGGI -gamma di molti modelli con efficienze ponderali, con prodotti vernicianti, dal 50 al 99,99%. SVANTAGGI -richiede griglia di sostegno -efficienza progressiva -capacità di accumulo molto elevate e conseguenti costi di esercizio molto favorevoli -manutenzione facilitata -materie prime ignifughe, atossiche, non irritanti, facili da maneggiare e da smaltire. LA GAMMA DEI FILTRI MULTISTRATO IN CARTA IGNIFUGA precollector 1 precollector 2 High capacity standard High capacity2m 5 modelli in sola carta, con maglia finale mini-mesh. Efficienze da 50% a 98%. eurosupra 2 eurosupra 1 High capacity eurosupra 2 5 modelli con postfiltro sintetico a fibre fini (20 µm). Efficienze da 95 a 99,99%. High capacity2- M200 High capacity eurosupra 1 6

7 Autoestinguenza dei filtri Anche se i filtri per la depurazione dell overspray ancora non figurano tra i materiali che devono essere necessariamente autoestinguenti secondo la legislazione attuale, è facilmente comprensibile che tale requisito è di notevole importanza in un attività dove sussiste il rischio di incendi, ed è una proprietà che valorizza i filtri usati per la depurazione a secco. I termini "ritardato alla fiamma" o "autoestinguente" descrivono comunque un grado di infiammabilità secondo scale particolari che non escludono necessariamente i rischi in reale condizione di fuoco, comunque in ogni caso d'incendio si deve prevedere un forte sviluppo di fumo. Resta da sottolineare che il filtro saturo di prodotto verniciante è comunque da considerarsi infiammabile, anche se attualmente la maggior parte di vernici idrosolubili con bassa percentuale di cosolvente organico non sono affatto facilmente incendiabili. D altronde, se il processo di combustione fosse lasciato a se stesso porterebbe a temperature molto elevate, in grado di innescare reazioni chimiche non sempre note e controllabili. Da qui nasce l esigenza dell utilizzo degli additivi antifiamma, i quali sono in grado di moderare la temperatura del sistema e controllare l intero fenomeno di combustione (come lo sviluppo di fumo eccessivo). Nello specifico la tecnologia per rendere la cellulosa ignifuga in modo economico e sicuro, messa a punto dalla Columbus Industries per realizzare i filtri raccoglivernice è assai complessa; inoltre gli additivi antifiamma utilizzati sono tossicologicamente non soggetti a frasi di rischio o di sicurezza. Le caratteristiche di autoestinguenza dei raccoglivernice sono perciò importantissime durante la fase di trasporto e stoccaggio dei filtri puliti. I filtri raccoglivernice sono stati certificati F1 sulla base della normativa DIN che stabilisce la classe di autoestinguenza dei filtri per la depurazione dell overspray. 7

8 Atossicità dei raccoglivernice Calcolo del costo di esercizio Essendo non tossici, permettono di effettuare alcune operazioni manuali, solitamente eseguite nei reparti di verniciatura (come il taglio, la sistemazione nei pannelli o nelle ceste di supporto), in totale sicurezza, senza l utilizzo di dispositivi di protezione individuali. Tutto questo assume un importanza fondamentale, visto che altre tipologie di prodotti considerati chimicamente inerti, come la fibra di vetro, utilizzata come filtro antipolvere in alcuni settori della verniciatura industriale, devono riportare, secondo la direttiva CEE/CEEA/CE n 548 del 27/06/1967, la seguente etichettatura: Xi (irritante) R38 (irritante per la pelle) R40 (possibilità di effetti irreversibili) S36/37 (usare indumenti protettivi e guanti adatti) Inoltre un recente studio effettuato dall Istituto Nazionale Svedese di Ricerca e Collaudo ha messo in discussione le caratteristiche di resistenza al fuoco dei filtri con media in fibra di vetro, fino ad allora ritenute ottimali. I costi di gestione devono essere calcolati, caso per caso, in base ai parametri di verniciatura ed alle caratteristiche dell impianto; perciò per ogni realtà a- ziendale viene compilato un foglio di calcolo per poter effettuare una previsione economica comparativa tra i sistemi di depurazione. Comunque, sulla base delle esperienze maturate nelle migliaia di impianti trasformati in Italia e nel mondo, mediante i filtri raccoglivernice, i risparmi sui costi di gestione sono stati calcolati in un minimo di 10 centesimi di euro fino ad un massimo di 50 centesimi per kg di prodotto verniciante spruzzato. Smaltimento rifiuto Di fondamentale importanza risulta la classificazione del rifiuto sulla base della propria pericolosità individuabile tramite analisi specifiche. Tale classificazione dipende esclusivamente dalla tipologia di prodotto verniciante spruzzato, quindi per ogni processo produttivo risulta necessario determinare il grado di pericolosità del rifiuto. Sulla base della normativa aggiornata possiamo attribuire alla nostra tipologia di rifiuto il codice CER Filtri raccoglivernice esausti analizzati da laboratori qualificati sono stati classificati come rifiuti non pericolosi che possono essere smaltiti in discariche di tipo 2B* *Poiché le caratteristiche di pericolosità del rifiuto solido composto dal filtro e dalla morchia di verniciatura dipendono esclusivamente dal tipo di prodotto verniciante applicato, ogni azienda dovrà per precauzione far analizzare il proprio rifiuto al fine di poterlo classificare. 8

9 Il massimo per le carrozzerie Nel settore delle autocarrozzerie, dove le quantità spruzzate giornalmente sono più basse rispetto ad altre realtà della verniciatura industriale, i filtri raccoglivernice permettono di conseguire importanti risultati: Flessibilità: i filtri raccoglivernice sono prodotti in una vasta gamma (10 tipi standard con efficienze dal 50 al 99,95%) che consente di poter scegliere, in qualsiasi momento, di aumentare l efficienza di filtrazione per meglio proteggere i depuratori o per diminuire la concentrazione di inquinanti al camino. Durata: a parità di efficienza di filtrazione, i filtri raccoglivernice presentano capacità di accumulo fino a quattro volte superiori rispetto ai filtri tradizionali; questa importante proprietà consente di diradare i tempi di intervento, con una conseguente riduzione dei costi di manutenzione e di fermo impianto. Aspetti tossicologici: i filtri raccoglivernice sono costituiti da materie prime ignifughe, atossiche, non irritanti, facili da maneggiare e da smaltire, a differenza di altri sistemi filtranti, definiti chimicamente inerti, ma soggetti a riportare frasi di rischio e di sicurezza. PRODOTTI DISTRIBUITI DA: 9