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Boletín Técnico
VENTAJAS DE LA LIMPIEZA POR ULTRASONIDO
La aplicación del ultrasonido en el lavado y desengrase a nivel industrial se introduce en a década del 50. A
partir de ese momento a la fecha esta técnica se ha perfeccionado de tal forma, que hoy se constituye en
una herramienta fundamental donde se requieren limpiezas rápidas, sin necesidad de trabajo manual
adicional y sin dañar los objetos a limpiar. Entre los principales beneficias de la aplicación de ultrasonido en
el lavado industrial se pueden mencionar:
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Mayor rapidez en el lavado, ya sea utilizando agentes desengrasantes.
• Disminución en los gastos de energía, como así también en los costos de mano de obra.
• Reducción del contacto directo del trabajador con sustancias de limpieza nocivas.
• Aumento de la seguridad del operador, al disminuir la necesidad de utilización de sustancias
químicas tóxicas en altas concentraciones o reemplazándolas por agentes limpiantes de agresividad
media.
• Posibilidad de penetrar en fisuras muy pequeñas, en cavidades y en conjuntos complejos que en su
mayor parte resultan “intocables”con cualquier otro medio.
• Obtención de un alto grado de limpieza, ya sea como remoción de suciedades o acabado final de
las piezas.
Principio de funcionamiento:
El mecanismo de la limpieza ultrasónica es un efecto creado
por la acción de ondas de alta frecuencia (entre 18 Y 70 Khz.)
sobre un líquido que actúa como agente limpiante.
El proceso conocido como “cavitación” consiste en la formación
y desaparición de millones de pequeñas burbujas en el líquido.
Estas burbujas se producen en toda la masa líquida, llegando
también a fisuras o hendiduras muy pequeñas.
La cavitación es producida por la alternación de una
compresión y una depresión generada durante un medio ciclo
de la onda sonora. Esto da la formación de altos y bajos puntos
de presión. Como el líquido esta dilatado más allá de su
resistencia a la tracción durante la depresión, estas cavidades
comienzan a aumentar su tamaño original. Durante la
subsiguiente fase de compresión, las mismas implotan
violentamente. Este fenómeno ocurre a una velocidad
proporcional a la frecuencia ultrasónica aplicada.
Aunque en la cavitación las burbujas son extremadamente
pequeñas y liberan individualmente sólo diminutas cantidades de energía, el efecto acumulativo de millones
de implosiones es intenso, creando un fuerte poder limpiante que puede desalojar tenaces suciedades.
La forma en la que la cavitación ayuda a perfeccionar la eficiencia de la física y química en cuanto a una
solución en el lavado son las siguientes:
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Aumenta la velocidad de disolución de suciedades por el contacto íntimo que se logra entre el
agente limpiante y los contaminantes.
Ataca la molécula adherente por la cual la suciedad se fija a la superficie de la pieza.
Previene la formación de una película neutra en la superficie de la pieza, que pueda impedir su
limpieza.
Eleva la temperatura del líquido, con lo cual aumenta la velocidad de la acción química. Las
propiedades físicas del agente limpiante afectan para lograr un mejor rendimiento de la cavitación.
Entre ellas se puede mencionar: la presión de vapor, la tensión superficial, la viscosidad, la
densidad y la temperatura.
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TRANSDUCTORES
En todo sistema de limpieza ultrasónica, un generador transforma la corriente de linea estándar de 50 Hz en
una de mayor frecuencia. Esta, a su vez, es convertida en ondas sonoras (energía mecánica) de una
correspondiente frecuencia a través de un transductor que emite las ondas hacia una solución de limpieza
que se encuentre en una batea específica.
De aquí vemos que una parte fundamental de estos sistemas son los transductores. Estos se presentan en
2 variedades: magnetoestrictivos y electroestrictivos. El primer tipo, contiene laminados de níquel ferromagnético rodeado por bobinas. Durante la operación, un campo magnético variable provoca que los lamina
dos se expandan y se contraigan alternadamente.
Los dispositivos piezoeléctricos o electroestrictivos tienen cristales que se expanden y contraen (vibran) en
un campo eléctrico variable. En la actualidad, se utilizan cerámicas a base de Titanato de Zirconio que
puede resistir altas temperaturas.
El sistema de las unidades piezo eléctricas desplazó casi completamente al sistema magnetoestrictivo. Ya
que son mucho más eficientes en la conversión de la energía, son altamente durables y tienen muy pocas
limitaciones.
Selección de un sistema de limpieza:
En la selección de una técnica adecuada para una limpieza
industrial específica, un número de factores son relevantes. En un
principio; entre estos factores están:
• Los tipos de contaminantes que se desea remover.
• Las propiedades físicas de las piezas a limpiar y el tiempo
requerido para dicha proceso.
Las opciones básicas de limpieza ultrasónica son: Limpieza
ultrasónica acuosa, desengrase a vapor y desengrase ultrasónico
con vapor.
Las tres posibilidades tienen
una extensa aplicación en el
presente en la limpieza industrial y continúa creciendo su uso por
innumerable, razones.
La limpieza ultrasónica a través de un medio acuoso, por ejemplo, da
oportunidad de reducir la intensa labor en el proceso de limpieza y
disminuir los tiempos de trabajo significativamente. Además con este
sistema se reemplazan procedimientos que suelen dañar las piezas,
como ser la abrasión de un riguroso cepillado o la exposición a
soluciones cáusticas calientes (ciertos compuestos plásticos suelen
dilatarse o degradarse con dichos tratamientos). Dado que día a día se
presta más atención a los términos de toxicidad, las técnicas
ultrasónicas se están convirtiendo en las más atrayentes.
En el caso de los agentes limpiantes de base acuosa, la adición del
ultrasonido permite cambiar toxinas químicas por otra más tenue o por
lo menos reducir su concentración.
Ante la presencia de un solvente limpiador la adición del ultrasonido
ofrece beneficios para el medio ambiente.
La selección de un sistema de limpieza que satisfaga todas las
necesidades de una industria, requiere de un cuidadoso examen del
elemento limpiador y del tipo de equipo ultrasónico a utilizar. La correcta determinación redundará en
innumerables ventajas para el Usuario.