Ghiaccio secco

E’ un processo in cui le particelle di anidride carbonica solida (ghiaccio secco) vengono lanciate ad alta velocità contro una superficie per pulirla. Le particelle vengono accelerate con l’aria compressa, solitamente nell’ordine di 5,4/6,8 bar.

Quando si rimuove un contaminante secco, il processo crea un’onda di tensione in compressione tra il rivestimento ed il substrato. Quest’onda ha energia sufficiente a superare la tensione di collegamento facendo letteralmente saltare via il rivestimento dall’interno all’esterno. Quando si rimuove un rivestimento malleabile o viscoso quale olio, grasso oppure cera, l’azione pulente è un processo a flusso simile all’acqua ad alta pressione.

Si può paragonare la sabbiatura all’utilizzo di un rompighiaccio e la rimozione con CO2 all’utilizzo di una spatola. La sabbia taglia o scalpella via il contaminante mentre il ghiaccio secco lo solleva.

Sublima e torna nell’atmosfera come anidride carbonica (CO2) alla stato gassoso. L’anidride carbonica (CO2) è un elemento che si trova naturalmente e che costituisce meno dell’1 % della nostra atmosfera.

Si sposta da un’area indesiderabile ad un’area in cui è più facile da trattare. Se è secco, cade solitamente a terra da dove può essere spazzato o aspirato con le normali operazioni di manutenzione. Se si tratta di una sostanza viscosa, come il grasso, si parte da un’estremità guidandolo verso un punto di raccolta da cui viene aspirato oppure rimosso più facilmente.

Solitamente no. Esiste una soglia energetica in cui avviene la rottura dei legami. Quando la soglia di rottura è inferiore alla soglia di danneggiamento del substrato si può effettuare la pulizia senza danno. La maggior parte delle applicazioni con anidride carbonica avvengono su attrezzature di produzione (ghisa, acciaio, alluminio ), per cui non ci sarà alcun danno con substrati più morbidi quali la plastica, i tessuti, ecc., che si dovranno esaminare caso per caso con delle prove.

E’ possibile pulire da tre a cinque volte più velocemente a caldo che a freddo. La maggior parte dei contaminanti hanno una forza adesiva più debole a caldo. Inoltre dato che il ghiaccio secco sublima all’impatto, non ci sarà alcun intrappolamento dell’abrasivo utilizzato. L’intrappolamento dell’abrasivo è un motivo importante per cui coloro che puliscono con sabbia, granuli di vetro o altri mezzi abrasivi, non possono effettuare la pulitura in linea.

Si, ma generalmente non tanto quanto si potrebbe credere. La quantità di raffreddamento dipende da tre fattori principali: a) massa della superficie da trattare; b) tempo di permanenza; c) tasso di utilizzo del ghiaccio. Normalmente uno stampo per pneumatici può scendere dai 178 °C ai 164°C durante la pulitura. Con un stampo molto sottile, la caduta può essere molto maggiore. Generalmente, il raffreddamento non è comunque un problema e solo raramente interessa la prestazione di pulitura.

E’ improbabile ma dipende dalla massa dell’oggetto. Gli stampi pesanti, per esempio, non verranno rovinati in alcun modo dato che la diminuzione della temperatura è insignificante se paragonata alla massa dello stampo.

Soltanto se si raffredda il substrato sotto il punto di rugiada che varia a seconda del clima locale. Se si sta pulendo uno stampo caldo è improbabile che si raffredda lo stesso sotto il punto di rugiada per cui la condensazione è rara. Per l’80 % del tempo, la condensazione non è uno dei fattori . Nel caso in cui lo sia, un metodo per evitarla è una lama di aria calda che previene efficacemente la stessa.

E’ costituito da CO2 liquida. L’anidride carbonica (CO2 ) esiste allo stato liquido solo ad alta pressione. Tornando alla pressione ambiente (la pressione normale che ci circonda), circa la metà si trasforma in gas e metà in solido. La parte allo stato solido, solitamente sotto forma di neve vaporosa, viene allora compressa per formare blocchi di ghiaccio secco, pellet o nugget (pepite).

L’anidride carbonica liquida pressurizzata viene portata a temperatura ambiente per produrre la neve. Questa neve viene compressa e spinta attraverso uno stampo per creare i pellets.

Si. I pellets di ghiaccio secco variano in termini di uniformità di formato e di durezza. L’uniformità assicura che la prestazione sia ripetibile. Forma e densità dei pellets influiscono direttamente sulle prestazioni di pulitura.

Normalmente si lavora a circa 6,5 bar con 5.000 lt/m Un flusso d’aria superiore aggiunge potere pulente ma aumenta anche la rumorosità.

La maggior parte delle configurazioni standard di pistole sono regolate tra 6,5 e 10 bar.

La quantità di ghiaccio secco di cui si ha bisogno per pulire in maniera efficace può variare drammaticamente a seconda dell’ambito industriale. Per la maggior parte si utilizza 1 kg al minuto, mentre il grilletto è innestato. Al tasso di 1 kg al minuto con 50% tempo di scatto, utilizzerete 30 kg di ghiaccio secco in un’ora.

Dato che il ghiaccio secco è a – 78,5 °C , metterlo in freezer non servirà a nulla. La cosa migliore per allungare la durata a magazzino è di conservare il ghiaccio in un contenitore isolato. A seconda della qualità del contenitore e di quanto ghiaccio state conservando, la perdita per sublimazione varierà dal 2 al 10 % al giorno.

Le apparecchiature di lancio esistenti sono studiate per funzionare con aria pulita, asciutta che può essere prodotta dalla maggior parte degli impianti per cui servirà un essicatore soltanto in circostanze eccezionali.

La gamma delle applicazioni di pulitura per l’anidride carbonica è notevole e si può facilmente dimostrare semplicemente con alcuni piccoli esempi: casse d’anima per ford, collegamenti elettrici delicati per Xerox, macchine da stampa per il Chicago Tribune, attrezzature di miscelazione per la Kraft, stampi di pneumatici per la Michelin. L’anidride carbonica è eccezionale nella pulitura di apparecchiature di produzione in linea dato che elimina il bisogno di mascheratura, raffreddamento e disassemblaggio. Gli utenti minimizzano il tempo di inattività che massimizza l’efficienza produttiva nella pulitura di apparecchiature produttive per fonderie, stampi per gomma o materie plastiche, produttori di alimenti, stampatori e per l’industria dei semiconduttori. La rimozione con il ghiaccio secco (dry ice blasting) è anche ampiamente utilizzata nell’industria nucleare per la decontaminazione. Tutte le volte che entrano in causa il volume delle scorie oppure rischi per la salute, si dovrebbe prendere in considerazione l’effettuabilità dell’uso dell’anidride carbonica. Dato che l’anidride carbonica scompare all’impatto, non crea scorie aggiuntive. Processi concorrenti quali la granigliatura o i solventi, presentano spesso problemi per la salute.

La tecnologia viene utilizzata in tutto il mondo per pulire casse d’anima e stampi permanenti in linea. L’anidride carbonica aumenta il tempo di produzione disponibile diminuendo il tempo d’inattività e pulisce senza alcun danno. Tra gli utilizzatori del settore fonderie ci sono importanti fabbricanti d’auto quali: Chrysler, Ford, GM, BMW, Mercedes, Iveco e Renault.

Di fatto qualsiasi grande produttore di pneumatici si avvale della rimozione con il ghiaccio secco per pulire gli stampi dei pneumatici. Gli utilizzatori includono: B.F.Goodrich, Bridgestone, Dunlop, Firestone, Goodyear, Michelin ed Uniroyal. Si puliscono anche stampi per gomma per produttori di guarnizioni, o-ring, scarpe e molti altri prodotti. Una buona regola empirica nell’industria della gomma è che : “se si vede, si può pulire con l’anidride carbonica”.

Il processo viene utilizzato per rimuovere l’inchiostro (sia fresco che secco), polveri, polvere di carta dalle macchine da stampa a bobina continua e alimentare a fogli.

I produttori di semiconduttori utilizzano la rimozione con l’anidride carbonica per pulire vari tipi di attrezzature di lavorazione inclusi: vaschette della spalmatrice, valvole teos, valvole a saracinesca e schermi anodizzati.

L’anidride carbonica è molto adatta ad essere utilizzata in questo tipo di industria data la sua qualità a livello alimentare, per pulire forni, nastri trasportatori, stampi, mescolatori a secco, estrusori, laminatori e apparecchiature per l’imballaggio ed il confezionamento.

Se si devono pulire grandi quantità di piccoli pezzi, gli ultrasuoni o le lavatrici saranno probabilmente più efficaci della rimozione con il ghiaccio secco. Dato che la tecnologia è soprattutto un processo di pulitura a vista si deve in linea di massima essere in grado di vedere ciò che si sta pulendo perché la pulizia con l’anidride carbonica sia efficace.

Si, tuttavia il tasso di rimozione dipende da molti fattori tra cui: il profilo della superficie sottostante del substrato; lo spessore della mano; la coesione adesiva della mano e le forza di coesione (di solito in base all’età). I tassi di rimozione della vernice possono variare moltissimo, da 3 m2/h fino a 0,1 m2/h

Se si desidera che l’anidride carbonica sia efficace su questi ed altri contaminanti bagnati bisognerà incominciare a lavorare da una parte spingendo il grasso dall’altra parte dove possa essere aspirato oppure asportato. L’anidride carbonica non dissolve l’olio e non lo fa scomparire per cui occorre avere un sistema accettabile per gestirlo quando viene spostato dal processo di rimozione.

Tende a rimuovere l’ossidazione che non aderisce bene ai sali, ma non rimuoverà l’ossidazione profondamente radicata. Non si può arrivare ad avere una finitura del metallo bianco. Per farlo si deve rimuovere il metallo superficiale, cosa che la rimozione con il ghiaccio secco non è in grado di fare. Naturalmente, questo è un importante vantaggio in molte applicazioni dato che preserva l’integrità della superficie del substrato.

Riesce a pulire il vetro anche se si consigliano delle prove per evitare di romperlo. Per pulire il vetro è importante ricordare che servirà una certa forza d’impatto per rompere i legami del contaminante. Se quel livello di energia è sufficientemente alto da mandare in pezzi il vetro, allora non lo si può pulire utilizzando questo processo.

La rimozione con il ghiaccio secco solleva la grana del legno lasciando una finitura simile a quella della sabbiatura. Desiderando una finitura del legno più uniforme, l’anidride carbonica non è ciò che si cerca.

Sono tutti strumenti nella cassetta degli attrezzi. Si consideri che ci sono parecchi tipi di martelli: a penna emisferica, da tappezziere, a penna da carpentiere, mazza e così via. L’uno, potrebbe forse sostituire l’altro ? Forse, ma nella cassetta degli attrezzi ideale ci saranno tutti, dato che ciascuno ha la propria funzione specifica che svolge meglio degli altri. L’attrezzatura per la rimozione con il ghiaccio secco dovrebbe trovarsi nella cassetta degli attrezzi se interessa il tempo di inattività, il volume delle scorie o il danneggiamento delle apparecchiature.

Una questione di sicurezza, come in qualsiasi ambito aziendale, è la protezione degli operai contro le parti in movimento. Un’altra questione è la temperatura del ghiaccio secco. A – 78,5 °C, non deve mai essere maneggiato senza guanti. Se vi trovate a spostare contaminanti “polverosi”, dovrete indossare una maschera così come pure protezioni per gli occhi e per le orecchie.

Si. Il rumore è una funzione del volume d’aria e della velocità dell’aria. Dentro all’ugello, l’aria ferma viene tagliata dall’aria ad alta velocità provocando una turbolenza che è causa del rumore. Il livello può andare da 85 a 110 dB. E’ necessario proteggere l’udito.

Si, purchè ci sia ventilazione adeguata. Dato che l’anidride carbonica è il 40% più pesante dell’aria, sistemare ventole d’aspirazione a livello terra o vicino a terra è necessario quando si utilizza questa tecnologia in uno spazio chiuso. Nell’ambiente di un’officina aperta, la ventilazione esistente sarà sufficiente ad impedire un indesiderato accumulo di anidride carbonica.

Fino a quando colpiscono la superficie direttamente, le particelle di ghiaccio secco non rimbalzano dato che sublimano (si trasformano in gas) all’impatto. Per quanto riguarda il contaminante, di solito non lo vedrete e neppure vi accorgerete della sua presenza dato che, rotti i legami, si stacca dal substrato; comunque, dato che la rimozione avviene con una certa forza, è sempre consigliata la protezione agli occhi in fase di rimozione.

Si .Qualsiasi processo con l’aria secca genererà elettricità statica e il ghiaccio secco non è un’eccezione. Fino a quando sia l’unità di rimozione che la parte su cui state lavorando sono messe a terra in maniera corretta, è davvero poco probabile che possiate avere problemi di scariche statiche. Come ulteriore precauzione, guanti gommati e scarpe con la suola di gomma offrono protezione aggiuntiva all’operatore.