Limpieza por Ultrasonido

La limpieza eficaz

admin — Thu, 22 Apr 2010 02:16:59 +0000

Lo primero que hay que hacer es definir que es la limpieza. En el diccionario nos dice que es quitar la suciedad, corregir o quitar imperfecciones o defectos o quitar la parte que sobra, que esta mal o que no sirve. Para efectos de este sitio web vamos a definir limpieza como la eliminación de cualquier material no deseado.

Para que la limpieza sea eficaz, debemos controlar cuatro factores importantes que son:

La fuerza mecánica
Agentes de limpieza.
La temperatura
El tiempo de contacto

En los ultrasonidos, la fuerza mecánica es realizada por el fenómeno de Cavitación del agua. El colapso de las burbujas causadas por la cavitación produce un calor y una presión extremas con un tiempo de vida muy corto. En las nubes de burbujas de cavitación se han obtenido temperaturas equivalentes de 5,000° K (4,727° C) y presiones de cerca de 1000 atmosferas (14,696psi), en ciclos de calentamiento y enfriamiento superiores a los 1010 K/s. (1) De esta manera la cavitación puede crear condiciones físicas y químicas extraordinarias en líquidos que de una forma u otra están fríos.

Con los equipos de ultrasonido, los agentes de limpieza se utilizan en mucho menor concentración, en comparación con cualquier otro método por varias de las razones expuestas anteriormente. Esto nos proporciona ahorros importantes en los productos de limpieza y además nos volvemos menos contaminantes. La mayoría de los productos utilizados en los ultrasonidos son amigables con el medio ambiente, me refiero a que son detergentes o sustancias decapantes, solubles en agua y biodegradables.

El collapso de una burbuja cerca de una superficie es distorsionada y conduce a un efecto impacto de chorro líquido impactando a una velocidad superior a los 100 mt/seg. (360 km/h)

Bubble collapse near an extended surface is distorted and leads to a shaped-charge effect with liquid jet impacts at >100m/s.

La temperatura como ya vimos es extraordinariamente alta a nivel molecular y realiza ciclos extremadamente rápidos. Los equipos Tierra Tech cuenta además con resistencias incorporadas para controlar la temperatura del agua en caso que se requieran temperaturas más altas (como para mantener la suciedad en solución).

El tiempo de contacto de las piezas a limpiar con los agentes limpiadores es también reducido, en algunas empresas hemos podido reducir el tiempo de limpieza de piezas carbonizadas de 3 días a un par de horas. Esto representa grandes ahorros para las empresas, además de una reducción en mano de obra que puede aprovecharse en áreas más productivas de la empresa.

(1) Suslick, K. S.; Didenko, Y.; Fang, M. M.; Hyeon, T.; Kolbeck, K. J.; McNamara, W. B. III; Mdleleni, M. M.; Wong, M. “Acoustic Cavitation and Its Chemical Consequences” Phil. Trans. Roy. Soc. London A, 1999, 357, 335-353.

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¿Que es la cavitación?

admin — Mon, 12 Apr 2010 21:51:15 +0000

Todo el mundo ha oído hablar de cavitación, pero ¿qué es?

La cavitación se produce cuando la presión en el agua cae tan bajo que el agua es separada y forma una cavidad o burbuja.

Este fenómeno suele ocurrir en las bombas de agua o en las hélices y turbinas de las embarcaciones. En las bombas es más probable que suceda durante la aceleración a baja velocidad, cuando hay poco movimiento hacia adelante para forzar el agua en la aspiración de la bomba, esto crea una succión o vacío con la consecuente baja de presión. También puede ocurrir cuando el motor y el impulsor no coinciden.

La cavitación provoca en las bombas dos problemas relacionados:

a) una caída en la eficiencia de la bomba, y

b) la erosión del rodete y/o impulsor.

La eficiencia de la bomba cae durante cavitación ya que el volumen de las cavidades se resta del flujo normal del agua. Esta caída en el flujo de agua se traduce en una pérdida de empuje.

La cavitación es la erosión causada por el colapso implosivo de las cavidades o burbujas contra superficies interiores.

Las presiones extremadamente altas generadas en el colapso de la cavidad encuentran cualquier defecto en el metal, y lo erosionan. Al principio, el daño de cavitación se parece a un “sand-blasting” ligero, pero conforme avanza el proceso, el metal adquiere una apariencia porosa y esponjosa. Si el proceso de cavitaciòn conntinúa el tiempo suficiente, puede destruir las piezas de metal.

¿Qué hay en esas cavidades, y por qué se forman?

La primera respuesta es vapor de agua.

La segunda es que estas cavidades se forman porque hay muy pocas fuerzas para mantener el agua como tal en primer lugar.

Los sólidos como la madera, el acero, y los huesos se mantienen unidos por potentes fuerzas de conexión eléctrica, pero el agua se mantiene unida principalmente a causa de la gravedad. Si aplicamos una presión lo suficientemente baja en el agua, se forman fácilmente cavidades o burbujas llenas de vapor de agua.

El agua en lagos, ríos y el océano también contiene cantidades de gases disueltos (la existencia de peces es buena prueba de ello). La tendencia de estos gases para formar burbujas cuando disminuye la presión del líquido hace que la cavitación se produzca con más facilidad. Esto es el mismo fenómeno que vemos cuando destapamos una botella de cerveza o refresco. El dióxido de carbono previamente disuelto en el líquido es invisible siempre y cuando exista la suficiente presión en la botella para mantenerlo disuelto. Cuando quitamos la tapa, se libera la presión y el gas sale de la solución para formar burbujas. Lo mismo sucede en el agua que fluye hacia una bomba de agua si la presión de admisión baja lo suficiente. Esta formación de burbujas inicia el proceso de cavitación, y la formación de vapor de agua que sigue hace que continúe.

Cuando una burbuja de cavitación se separa de su punto de creación, con el tiempo llega a regiones de mayor presión, que causan el colapso de la burbuja. Hay un gran interés en precisamente lo que sucede durante tal colapso, porque se producen presiones extremadamente altas cuando el agua se precipita radicalmente hacia el interior desde todas las direcciones y luego se detienen repentinamente cuando desaparece la cavidad.

Si este proceso se produce en un flujo libre de agua, hace un ruido pero por lo demás es inofensivo. Muchos sonidos familiares hechos por la plomería de la casa como chillidos y rugidos. – son causados por la cavitación, el agua en rápido movimiento no puede seguir las curvas cerradas de los codos y accesorios de los baños, y la cavitación es el resultado. Esto puede generar un flujo formado en parte de burbujas de cavitación. Los sonidos que se escuchan son el resultado del colapso de estas cavidades o burbujas.