Minerals Express - Collezionismo minerali

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24/02/12

06 - Lavaggio con gli ultrasuoni

Un capitolo a parte merita il lavaggio dei minerali con le lavatrici ad ultrasuoni.

Questo sistema è utilissimo per la pulizia di "rifinitura” dei campioni trattati  con tutte le tecniche esposte nelle pagine precedenti e permette inoltre di effettuare una pulizia profonda rimuovendo tutte le particelle di sporco che di solito con gli altri sistemi non si riescono a rimuovere.  Ha solo un difetto: l'alto costo dell'apparecchio.

Ma cerchiamo di capire come funzionano e quali tra i tanti modelli proposti in commercio sono quelli più idonei per la pulizia dei nostri amati sassi.

IL FUNZIONAMENTO

Una lavatrice a ultrasuoni è composta da un generatore elettronico di ultrasuoni che produce un segnale continuo o impulsato a una frequenza compresa tra i 20 e i 60 Khz, che si traducono da 20.000 fino a 60.000 oscillazioni al secondo.
Queste oscillazioni nel mezzo liquido sono create da onde di pressione e depressione acustica che, a causa della loro elevata potenza, fanno oscillare le microbolle di gas disciolte nel liquido.
Quando le microbolle durante la fase di compressione raggiungono il loro raggio minimo consentito, implodono improvvisamente, generando così un'enorme energia d'urto tra il liquido detergente e la superficie da pulire. Questo fenomeno di implosione rapido è chiamato "cavitazione ultrasonora" e può generare delle micro esplosioni delle particelle 40.000 volte al secondo per milioni di microbollicine.

Le onde d'urto generate durante la cavitazione, pertanto raggiungono ogni parte di superficie di un solido immerso durante il processo di lavaggio. Spazzolano la superficie togliendo ogni particella di sporco o materiale da rimuovere.

QUALI SONO LE MIGLIORI?

Esistono numerose marche e modelli, diffidate però di quelle troppo economiche. Una buona lavatrice ad ultrasuoni semiprofessionale si aggira intorno ai 650 euro. Il costo dipende però molto anche da altre caratteristiche della lavatrice stessa come specificato di seguito.

CARATTERISTICHE PRINCIPALI

1) FREQUENZA

La frequenza migliore per lavorare sui minerali è quella che non scende al di sotto dei 40kHz.

Gli effetti di cavitazione estremamente intensa (20khz) possono danneggiare alcuni materiali e quindi non sono indicate per la pulizia dei minerali, soprattutto di quelli più delicati, potrebbero però essere utilizzate per la pulizia di minerali molto sporchi ma resistenti (come quarzo ecc.).

Per capire bene la differenza immaginate di comparare la frequenza dei 20kHz a una carta vetrata a grana molto grossa e i 60 ad una con grana molto fina.

2) DIMENSIONE E FORMA DELLA VASCA

Altri parametri fondamentali per ottenere un eccellente risultato nella pulitura con ultrasuoni sono la dimensione, la configurazione e la capacità della vasca.

Una lavatrice ad ultrasuoni, per essere adatta al nostro scopo, deve permettere di poter introdurre nella vasca di lavaggio anche pezzi di dimensioni medio-grandi e la forma da prediligere dovrebbe comunque essere quella quadrata e non rettangolare. La capacità di contenimento (espressa in litri) non dovrebbe essere inferiore ai 6-12  litri.

La scelta su questo parametro risulta però molto soggettiva sia sulla base della dimensione dei minerali che di solito dobbiamo pulire che per l'aspetto economico (più è grande la lavatrice più il prezzo aumenta).

Attualmente in commercio esistono dei buoni compromessi tra grandezza della lavatrice e costo (si aggirano sui 650 euro) io ho un modello di questo tipo (di capacità di 12 litri e molto capiente) e la trovo soddisfacente per le mie esigenze.

3) TERMOSTATO

La temperatura della soluzione acquosa in un bagno di lavaggio ad ultrasuoni è molto importante; infatti l'intensità di cavitazione varia con il variare della temperatura. Tale intensità aumenta con l'aumentare della temperatura, fino a circa 70°C per poi diminuire e cessare completamente alla temperatura di ebollizione del liquido.

Sulla base di questa nozione la scelta dovrà cadere su una lavatrice fornita di termostato che può far arrivare la temperatura dell'acqua almeno a 60° e che può mantenere la temperatura fino al completo ciclo di lavaggio.

4) SCARICO

La lavatrice dovrà essere fornita di un rubinetto di scarico per facilitare il ricambio del liquido e la pulizia della vasca.

5) CESTELLO

Il cestello da inserire nella vasca è uno strumento basilare sia per poter disporre al meglio i pezzi all'interno della vasca e poterli controllare facilmente dopo ogni lavaggio che per evitare danneggiamenti al fondo della vasca stessa. Inoltre il cestello permette una maggiore diffusione delle particelle su tutta la superficie del minerale da pulire.

6) COPERCHIO

è indispensabile per lavorare in tutta sicurezza ed evitare pericolosi schizzi nel caso si utilizzino detergenti e aiutare a mantenere in temperatura l'acqua.

7) SAPONI DETERGENTI

Tale argomento meriterebbe un trattato a parte tanti sono i prodotti chimici che possono essere utilizzati per coadiuvare il lavaggio con gli ultrasuoni. Esistono sul mercato prodotti detergenti  neutri,  acidi o basici a seconda del tipo di sporco che si vuole rimuovere. L'orientamento sulla scelta andrà effettuato quindi su questi parametri, sul costo del detergente e soprattutto cercando di evitare prodotti troppo acidi o troppo basici per evitare il danneggiamento per corrosione della lavatrice ad ultrasuoni (tale problema si può ovviare utilizzando dei semplici accorgimenti come meglio spiegato nell'ultimo capitolo).

Oltre a facilitare la pulizia i saponi permettono anche un'ottima propagazione delle onde ultrasonore e consentono di rendere molto breve il processo di pulitura.

ALCUNE DRITTE DI UTILIZZO

- Per avere i massimi vantaggi di pulizia devono essere osservate alcune semplici regole:

- la vaschetta andrebbe sempre riempita con acquan distillata fino al livello consigliato dal manuale di istruzioni.

"Degas"

Una volta riempita la vaschetta se si aggiungono dei detergenti è necessario (nel caso la lavatrice non abbia questa funzione chiamata "degas") "sgassare" per qualche istante la soluzione.

Si procede in questo modo:

una volta riempita la vasca e versato il sapone agitare la soluzione per miscelarla bene, accendere poi gli ultrasuoni e aspettare qualche istante: si noteranno delle grosse bolle che risalgono verso la superficie o comunque si noterà una densità maggiore dell'acqua. Con una bacchetta lunga di plastica o di legno (utilizzare guanti di gomma ed evitare di immergere le mani nella soluzione quando gli ultrasuoni sono in funzione) agitare la soluzione per alcuni secondi. Questa operazione faciliterà la degasazione e permetterà una maggiore diffusione delle onde ultrasoniche per una maggiore e più efficace cavitazione.

- Nel cestello i pezzi da pulire vanno posizionati in modo che stiano larghi per permettere alle bolle della cavitazione di raggioungere tutti i punti del pezzo da pulire.  Meglio mettere meno campioni e fare più lavaggi.

- Dopo il primo lavaggio rigirare i pezzi nel cestello ed eseguire un'altro ciclo di lavaggio.

- Lavorare sempre con temperature non inferiori ai 50-60 gradi centigradi (attenzione però ai minerali termosensibili). In alcune lavatrici ultrasoniche più economiche il termostato ci mette moltissimo tempo per far arrivare l'acqua a una temperatura ottimale (50-60gradi) è necessario quindi preriscaldare l'acqua distillata e versarla successivamente già bella calda nella vasca.

- In caso di utilizzo di reagenti (acidi o basici) utilizzare un secondo contenitore (in materiale plastico) da immergere a "bagnomaria" nella vascetta (questo per evitare corrosioni del metallo della vaschetta e per una maggiore sicurezza di manipolazione) alcuni contenitori troppo spessi non permettono però un buon passaggio degli ultrasuoni, è necessario quindi utilizzare contenitori idonei (sul web ci sono svariate ricerche e studi su questo argomento che potranno essere di ausilio).

- Se si utilizzano normali  saponi detergenti a temperature di lavaggio alte (50-60 gradi) i campioni dopo il lavaggio potrebbero presentarsi "secchi" con patine bianche dovute alla rapida evaporazione dell'acqua una volta tolto il cestello dalla vaschetta. E' necessario procedere quindi ad un risciacquo in acqua distillata (preriscaldata o comunque a temperatura ambiente per evitare lo shock termico dei pezzi, o aspettare che i pezzi stessi  si siano raffreddati).

- Lavorare sempre con acqua distillata pulita e cambiare spesso l'acqua nella vasca di lavaggio (noterete che dopo 2-3 lavaggi, a seconda dello sporco dei pezzi, l'acqua risulterà già torbida e ci saranno molti residui sul fondo della vasca. Questo è anche un ottimo accorgimento per vedere se gli ultrasuoni funzionano davvero. Una soluzione sporca può contaminare di nuovo i campioni e soprattutto diminuire la forza di cavitazione degli ultrasuoni.

Gli ultrasuoni non fanno miracoli ma permettono di rimuovere anche le particelle di sporco più piccole, su alcuni minerali (come ad es il quarzo) l'effetto di pulizia è maggiore mentre per altri minerali si nota di meno. L'importante è comunque procedere alla pulizia dei campioni con i metodi indicati nei capitoli precedenti e poi all'ultimo effettuare uno o più lavaggi ad ultrasuoni per la finitura o utilizzare gli ultrasuoni per alcuni minerali per i quali sarebbe impossibile provvedere alla loro pulizia con i sistemi chimici o meccanici descritti nei capitoli precedenti.

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