DETERGENTI PER LAVAGGIO IN VASCHE ED IMPIANTI AD ULTRASUONI

Generalmente in tutti i processi di lavaggio è opportuno scaldare le soluzioni: l’effetto fisico della temperatura contribuisce ad ammorbidire i contaminanti, emulsionandoli più velocemente e consentendo, solo nel caso vengano impiegati detergenti contenenti tensioattivi, di lavorare correttamente senza produrre schiuma.

L’elevata temperatura di utilizzo potrebbe provocare una significativa evaporazione della soluzione lavante, la quale dovrà essere continuamente reintegrata per garantire una costanza di prestazioni. Inoltre, se eccessiva e non controllata, può rendere la soluzione lavante eccessivamente aggressiva, con il rischio di danneggiare i materiali più delicati.

Un altro fattore molto importante nei processi di pulizia, è rappresentato dall’azione meccanica: quest’ultima ha la funzione di facilitare ed accelerare le fasi del lavaggio.

L’azione meccanica negli impianti di lavaggio ad immersione, può essere prodotta da un cestello che ruota all’interno di una vasca, da un sistema di spazzole che agisce direttamente sui particolari, da una movimentazione verticale dei pezzi, dall’effetto idrocinetico del liquido mosso per mezzo di una pompa ad alta pressione, oppure dagli ultrasuoni.

• L’azione meccanica favorisce soprattutto il distacco di tutti i contaminanti solidi: paste di pulitura, paste di lucidatura, ossidi atmosferici, ossidi termici, incrostazioni di varia natura, particolati, trucioli prodotti durante le fasi di lavorazione all’utensile.
  Tra tutti questi fattori, quello che maggiormente si distingue e garantisce i migliori livelli di pulizia in quello che si definisce LAVAGGIO DI PRECISIONE, è appunto l’ultrasuono.
• L’ ultrasuono produce energia meccanica per mezzo di un generatore di corrente elettrica che, inviata ad uno o più trasduttori posizionati all’esterno, oppure all’interno della vasca, trasformano l’energia elettrica in onde ultrasonore.
  Queste onde, viaggiano a frequenze predeterminate e sono costituite dall’alternarsi di fasi di espansione e di compressione del mezzo in cui si propagano, che in questo caso è la soluzione lavante (acqua + detergente).

Le fasi di compressione esercitano una pressione positiva sul liquido che provoca l’avvicinamento delle molecole dello stesso; le fasi di espansione, esercitano una pressione negativa (depressione) che, al contrario le allontana.

Le micro bolle che si formano e che successivamente implodono per l’alternarsi di queste due fasi, generano il fenomeno della CAVITAZIONE , che è di particolare interesse nelle applicazioni di lavaggio industriale. L’ implosione delle bollicine, che hanno generalmente qualche micron di diametro, genera un’azione meccanica che consente di staccare i contaminanti presenti sulle superfici da pulire e che vengono successivamente solubilizzati dal detergente.

L’ implosione, oltre a generare energia meccanica, produce anche un ulteriore effetto termico di particolare interesse: 

Durante l’implosione, la singola bollicina è soggetta a pressioni molto elevate da parte del liquido circostante che producono ingenti quantità di calore. Questo calore ovviamente innalza la temperatura della soluzione lavante. L’effetto interessante di questo incremento, è che in tali condizioni viene facilitata e coadiuvata l’azione chimica del detergente, che così riesce a rimuovere più facilmente lo sporco.

L’intensità della cavitazione dipende prevalentemente da due fattori:

1. Dalle caratteristiche chimico-fisiche del liquido e cioè dalla tensione superficiale, dalla viscosità e dalla densità. Minori saranno questi tre fattori, maggiore sarà la cavitazione.
2. Dalla frequenza dell’onda generata. Minore è la frequenza, maggiore sarà la dimensione e l’intensità della singola bolla di cavitazione.
   Le frequenze generalmente utilizzate nel lavaggio industriale, variano da 20 a 50 Khz; in alcune eccezioni, come ad esempio il lavaggio delle lenti di vetro prima della metallizzazione sottovuoto, oppure dei circuiti stampati, si utilizzano ultrasuoni aventi frequenze di 70-80 KHz, in quanto l’azione meccanica deve essere molto delicata per non danneggiare materiali e componenti.

Pertanto i detergenti da utilizzarsi nel lavaggio industriale ad ultrasuoni, oltre ad essere formulati in maniera tale da non intaccare o rovinare i materiali da trattare, devono avere la prerogativa di amplificare il più possibile l’azione di cavitazione dell’ ultrasuono.

Le sostanze che condizionano fortemente la cavitazione ed il conseguente risultato finale, sono i tensioattivi. Questi ultimi, prima di essere identificati e successivamente scelti, richiedono spesso lunghe sperimentazioni e spesso fanno la differenza tra un prodotto e l’altro, sia in termini di risultato che di resa.

I detergenti per il lavaggio ad ultrasuoni, possono essere a pH neutro, alcalino oppure acido.

I detergenti a pH acido (6-1)

Vengono impiegati su acciaio inox, ottone, rame, alluminio, plastica, vetro. Rimuovono contaminanti sia di natura organica che inorganica come ossidi atmosferici, ossidi termici, particolati in genere, incrostazioni, calcare.

Hanno la prerogativa di schiarire e rendere brillanti i metalli trattati e devono sempre essere risciacquati.