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La pulizia a ultrasuoni si basa sul principio della cavitazione che consiste nella formazione di bolle d’aria che se messe a contatto con una sostanza liquida in un campo ultrasonoro, vanno a generare delle onde di pressione e depressione ad elevata velocità in grado di raggiungere anche i 100 bar in grado quindi di detergere in modo efficace qualsiasi materiale. Durante la fase di collasso, all’interno delle bolle si generano microambienti estremamente reattivi, “hot spot”, caratterizzati da temperature e intense onde di pressione responsabili delle diverse trasformazioni chimiche e fisiche. In si riporta sintesi uno schema delle principali trasformazioni:
- All’interno delle bolle: migrazione delle sostanze idrofobiche, micro-pirolisi.
- All’interfaccia liquido-bolla: ossidazione dei radicali.
- Intorno alle bolle: effetti fisici (meccanici), microporosità / macinazione / rottura.
- Nel liquido: degassamento, riscaldamento volumetrico, turbolenza, scambi di calore.
Le vasche di decapaggio lavorano alla frequenza di 40 kHz tramite la generazione di capsule piezoelettriche frequenza ottimale per l’effetto cavitazione. Gli ultrasuoni generati vengono immessi in acqua e a causa della densità dell’acqua la velocità delle onde possono raggiungere i 1480 m/s. Nell’aria la velocità del suono è pari a 340 m/s questo implica che le onde ultrasoniche tenderanno a rimanere all’interno dell’acqua per riflessione.
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A seguito dei livelli di rumore poco tollerati dagli operatori rilevati nell’ufficio Progetti generati dall’impianto di aspirazione dell’impianto di verniciatura si è provveduto ad effettuare un sopralluogo mirato alla identificazione dei possibili modi di riduzione.
Si sono rilevati nell'ufficio i seguenti valori:
- Con Impianto di aspirazione spento : 40 db(A)
- Con impianto di aspirazione acceso : 52 db(A)
Ovvero l’impianto di aspirazione impatta di circa + 12 db (A).
Il locale oggetto di valutazione risulta costruito con pareti di cartongesso e lana di vetro quindi adeguatamente protetto dalle fonti di rumore esterne. Si osserva che all’esterno del locale i livelli di rumore risultano trascurabili. In base a queste considerazioni si è preso in considerazione il fenomeno delle vibrazioni condotte e associate al fenomeno della risonanza del locale.
Il locale ha le seguenti dimensioni:
L= 9,7 m (Lunghezza)
W= 4,8 m (Larghezza)
N = 2,8 m (Altezza)
La frequenza di risonanza primaria risulta pari a 55 HZ mentre la frequenza di onda stazionaria risulta pari a 35 HZ ovvero entrambe compatibili con la frequenza generata dal motore dell’impianto di aspirazione (50 giri al secondo).
Si è provveduto quindi ad effettuare una ricerca di eventuali punti di trasmissione delle vibrazioni. La ricerca ha portato a prendere in considerazione la mancanza di isolatori sul profilato principale che regge il motore di aspirazione collocato sul tetto. Il profilato trasmette in modo diretto le vibrazioni alla struttura in cemento. Appoggiando la mano sul profilato questo fatto risulta molto evidente anche senza misurazioni. Sono presenti inoltre 4 isolatori ma risultano datati e quindi si consiglia di sostituirli.
Foto 1 : Isolatori di vibrazioni presenti
Foto 2 : Isolatore di vibrazioni mancante
A seguito della sostituzione dei 4 isolatori di gomma con isolatori nuovi e collocazione di un adeguato isolatore nel punto indicato nella foto 2 si è risolto il problema.
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La frequenza si calcola tramite la seguente formuletta:
Frequenza = 3.56 · R · L-2 · (Y/ρ)0,5
Modo di vibrazione a banana (Modo 1)
- ρ= Densità acciaio = 7859 Kg/m3
- Y= Modulo di Young acciaio = 2 x 10 11 N/m2
- R = raggio giratore= Per una sbarra circolare è uguale alla metà del raggio.
Leggi tutto: Calcolo della frequenza di risonanza di modo 1 di un rotore circolare
