Cavitazione e la sua importanza per una corretta pulizia ad ultrasuoni

La cavitazione è il principio fondamentale alla base dell'efficacia delle macchine per la pulizia ad ultrasuoni. Questo fenomeno fisico consente di rimuovere contaminanti da superfici complesse in modo efficiente e preciso. In questo articolo esploreremo in dettaglio cos'è la cavitazione, come valutarne l'efficacia, i fattori che la influenzano e risponderemo alle domande più frequenti su questo processo.
 

Cos'è la cavitazione?

La cavitazione è un fenomeno che si verifica nei liquidi quando vengono sottoposti a rapidi cambiamenti di pressione, generando la formazione e il collasso di bolle di vapore. Nel contesto della pulizia ad ultrasuoni, la cavitazione è indotta da onde sonore ad alta frequenza che creano cicli alternati di compressione e decompressione nel fluido di pulizia. Durante i cicli di decompressione si formano delle microbolle che, collassando nei cicli di compressione, rilasciano energia sotto forma di onde d'urto e calore. Questo rilascio di energia produce microgetti che colpiscono le superfici sommerse, rimuovendo e dislocando i contaminanti anche nelle aree difficili da raggiungere.
 

La scienza dietro la cavitazione

Il processo di cavitazione nella pulizia ad ultrasuoni si basa su principi fisici fondamentali:

• Generazione di onde sonore: i trasduttori convertono l'energia elettrica in onde sonore ad alta frequenza, solitamente comprese tra 20 kHz e 100 kHz.
• Formazione di microbolle: le onde sonore creano zone di alta e bassa pressione nel liquido. Nelle zone a bassa pressione si formano microbolle di vapore.
• Collasso delle bolle: durante le fasi di alta pressione, queste bolle collassano violentemente, generando microgetti e onde d'urto.
• Rimozione dei contaminanti: l'energia rilasciata durante il collasso delle bolle si disintegra e rilascia i contaminanti che aderiscono alle superfici degli oggetti sommersi.

Questo processo è altamente efficace per la pulizia di componenti con geometrie complesse, come fori ciechi, fessure e superfici ruvide, dove i metodi di pulizia tradizionali non riescono ad arrivare.

GUARDA IL TEST DI CAVITAZIONE IN DIRETTA 

Cosa vedrai nel video?

Presso DCM Ultrasonic abbiamo eseguito un test di cavitazione per poterti insegnare, attraverso un metodo semplice ed efficace, come sapere se la tua macchina per la pulizia a ultrasuoni ha una cavitazione corretta. Per questo test è stato utilizzato un Pyrex con una piccolissima quantità di acqua al suo interno. Nel video puoi vedere come l'acqua si atomizza e si trasforma in piccolissime gocce.

Se si verifica questo fenomeno, significa che la macchina a ultrasuoni sta cavitando correttamente e il bagno è in grado di pulire le parti. Se l'acqua non si nebulizza all'interno del pyrex, significa che la macchina non è in cavitazione. Un altro modo per eseguire questo test è quello di inserire un sottile foglio di alluminio all'interno del Pyrex.Una corretta cavitazione produrrà perforazioni e grinze uniformi su tutta la superficie del foglio.
 

Come eseguire un test di cavitazione

Per garantire l'efficacia di una macchina per la pulizia a ultrasuoni, è essenziale controllare regolarmente le prestazioni di cavitazione. Esistono diversi metodi per valutare questa prestazione:

1. Test del foglio di alluminio

• Questo semplice metodo permette di visualizzare la distribuzione e l'efficacia della cavitazione:
• Preparazione: Tagliare un sottile foglio di alluminio per coprire la superficie della vasca di pulizia.
• Immersione: immergere il foglio nel liquido detergente, assicurandosi che sia completamente esteso e che non tocchi le pareti del serbatoio.
• Attivazione: accendere l'apparecchio ecografico e lasciarlo in funzione per circa un minuto.
• Ispezione: rimuovere la pellicola e osservarla controluce. Una corretta cavitazione produrrà perforazioni e grinze uniformi su tutta la superficie del foglio.

Questo metodo è utile per individuare aree con cavitazione insufficiente o punti morti nel serbatoio.

2. Indicatori chimici
Gli indicatori chimici sono progettati per cambiare colore in presenza di cavitazione efficace:

• Posizionamento: fiale o strisce contenenti una soluzione reagente vengono introdotte nella vasca di pulizia.
• Processo: quando l'apparecchiatura viene attivata, la cavitazione provoca una reazione chimica che modifica il colore della soluzione.
• Valutazione: un cambiamento di colore uniforme indica un'adeguata cavitazione in tutto il serbatoio.

Questi indicatori forniscono una valutazione quantitativa e sono particolarmente utili per protocolli di pulizia standardizzati.

3. Dispositivi di misurazione elettronici
Esistono apparecchiature specializzate che misurano parametri come l'intensità acustica e la distribuzione della cavitazione:

• Sensori: i sensori sono posizionati in diversi punti della vasca per misurare l'intensità delle onde ultrasoniche.
• Analisi dei dati: i dati raccolti vengono analizzati per identificare variazioni nella cavitazione e, se necessario, adattare i parametri dell'attrezzatura.

Questi dispositivi forniscono una valutazione accurata e dettagliata delle prestazioni della cavitazione.

Fattori che influenzano la cavitazione

L'efficacia della cavitazione può essere influenzata da diversi fattori:

1. Frequenza degli ultrasuoni

• Basse frequenze (20-40 kHz): generano bolle più grandi e una pulizia più aggressiva, adatte per contaminanti pesanti.
• Alte frequenze (40-100 kHz): producono bolle più piccole, ideali per pulire componenti delicati senza danneggiarli.

2. Temperatura del liquido

• Temperature ottimali: generalmente tra 50°C e 70°C, poiché l'aumento della temperatura riduce la viscosità del liquido e migliora la formazione di bolle.
• Precauzioni: Temperature troppo elevate possono causare l'evaporazione del liquido e ridurre l'efficacia della cavitazione.

3. Composizione del liquido detergente

• Additivi: l'uso di detergenti specifici può migliorare l'efficacia della cavitazione riducendo la tensione superficiale del liquido.
• Concentrazione: è fondamentale mantenere la giusta concentrazione di additivi per evitare un'eccessiva formazione di schiuma o una ridotta cavitazione.

4. Progettazione del serbatoio e posizionamento delle parti

• Geometria del serbatoio: una progettazione corretta garantisce una distribuzione uniforme delle onde ultrasoniche.
• Posizionamento delle parti: le parti non devono toccare le pareti del serbatoio e devono essere distanziate tra loro per consentire una pulizia uniforme.

Domande frequenti sulla cavitazione

Di seguito sono riportate le risposte alle domande più comuni relative alla cavitazione nella pulizia ad ultrasuoni:

Quali tipi di contaminanti possono essere rimossi mediante cavitazione?
La cavitazione è efficace nella rimozione di oli, grassi, ossidi, residui di lucidatura, particelle di polvere e altri contaminanti che aderiscono alle superfici solide.

La pulizia ad ultrasuoni è sicura per i componenti elettronici?
Sì, a patto che vengano utilizzate frequenze appropriate e che si eviti l'immersione dei componenti sensibili in acqua. Si consiglia di consultare le specifiche del produttore prima di procedere.

Con quale frequenza dovrei eseguire il test di cavitazione sulla mia attrezzatura?
Si consiglia di eseguire i test di cavitazione almeno una volta alla settimana per garantire prestazioni ottimali dell'attrezzatura.

Posso usare l'acqua del rubinetto nella mia vasca a ultrasuoni?
Sebbene sia possibile, l'uso di acqua deionizzata o distillata con additivi specifici migliora l'efficacia della pulizia e previene la formazione di depositi.

Presso DCM Ultrasonic forniamo manutenzione e assistenza tecnica per tutte le marche e modelli di macchine per la pulizia a ultrasuoni. Se hai bisogno dei nostri servizi di riparazione e manutenzione, contattaci.