Cosa sono e come funzionano i bagni ad ultrasuoni


In alcune occasioni occorre procedere a una pulizia profonda e accurata di utensili, pezzi lavorati a tornio, motori, parti meccaniche ed elettroniche varie o altri oggetti particolari. In questi casi si utilizzano i bagni a ultrasuoni o vasche a ultrasuoni che sono particolari strumenti impiegati in diversi settori e per molteplici applicazioni di lavaggio.
I bagni ad ultrasuoni si possono trovare nei laboratori farmaceutici o chimici, negli ospedali o nelle industrie meccaniche, presso laboratori di oreficeria come presso lo studio medico e dentistico.
Sono apparecchi che utilizzano la tecnologia degli ultrasuoni per la pulizia degli oggetti riuscendo a eliminare qualsiasi impurità in tempi brevissimi e con estrema efficienza.
Questa metodologia è particolarmente efficace in quanto le intense vibrazioni degli ultrasuoni, trasmesse all’acqua e in appositi detersivi, danno origine alla formazione di innumerevoli bollicine di pressione sottovuoto che implodono e agiscono immediatamente in profondità su ogni tipologia di elementi, i componenti e le superfici: dalla strumentazioni di laboratorio ai preziosi lavorati dall’orefice, dai pezzi meccanici di minuteria metallica fino agli ingranaggi industriali o ai meccanismi elettronici, stampi per materie plastiche, componenti in alluminio, in acciaio e in ottone.
Ad esempio nelle lavorazioni artigiane si lavano pietre preziose, braccialetti e anelli in oro, in officina si puliscono minuterie metalliche anche con figure e sagome molto complesse.

bagni e vasche ultrasuoni

Gli strumenti dentali riutilizzabili come bisturi, sonde, frese, escavatori, pinze e specchi devono essere sottoposti a rigorose procedure di disinfezione e sterilizzazione. Lo stesso vale per la pulizia degli stampi e la rimozione di intonaco e cemento utilizzati nella costruzione di ponti, protesi ibride implantari e procedure di restauro simili. I pulitori ad ultrasuoni dentali forniscono una pulizia preliminare rapida e accurata come primo passo verso la conformità con la preparazione dell’attrezzatura per la sterilizzazione, l’imbustatura e il riutilizzo.

L’utilizzo di un pulitore con vasca ultrasuoni può essere considerato la pratica migliore per rimuovere questi contaminanti e che inquinano i componenti, ed è di gran lunga superiore alla pulizia manuale e alle lavatrici di tipo tradizionale.
In laboratorio sono ampiamente impiegati per degassare liquidi solventi, disperdere micro e nanoparticelle, per emulsionare, sciogliere e disperdere preparando i campioni di laboratorio.

Come funzionano i bagni a ultrasuoni.

Sostanzialmente essi sono costituiti da una lavatrice con vasca interna piena di liquido che viene esposto a onde sonore ad alta frequenza in grado di provocare il cosiddetto effetto di vibrazione e cavitazione, ossia la formazione di vibrazione d’urto e di milioni di bolle ad alta e bassa pressione che praticano una pulizia molecolare riuscendo a raggiungere qualsiasi punto della superficie degli oggetti che si trovano immersi nel liquido. Questo metodo elimina ogni più piccola traccia di impurità.
Esistono bagni ad ultrasuoni analogici, utilizzati per impieghi più pesanti e bagni ultrasonici digitali che garantiscono maggiore accuratezza e un minore dispendio di energia elettrica grazie alle nuove tecnologie.
Si possono trovare, inoltre dei bagni ultrasonori costruiti appositamente per determinati impieghi, come la rimozione dei biofilm dalle protesi ospedaliere o la pulizia delle pipette da laboratorio.

Ad oggi il lavaggio a ultrasuoni è la tecnica di pulizia più avanzata, efficace per tutte le situazioni di sgrassatura in cui è richiesta la massima igiene e accuratezza nella rimozione di residui da metalli, plastiche e altri materiali comunemente utilizzati o lavorati.
In questi apparecchi un apposito generatore elettronico ultrasonoro unito a un gruppo trasduttore montato sul fondo o sui lati della vasca, solitamente costruita in acciaio inox, produce energia elettrica ad alta frequenza, tra i 20 e i 50 Khz.
Questa energia trasformata in vibrazione meccanica alternata si trasferisce nel liquido contenuto nella vasca producendo il distacco dello sporco con l’implosione delle variazioni di pressione generate dagli ultrasuoni, e causano flussi ad alta energia che rimuovono tutte le impurità dagli oggetti.

Il lavaggio a onde ultrasonore

L’effetto del lavaggio con bagno a ultrasuoni dipende da diversi fattori, prima di tutto dall’energia degli ultrasuoni e dalla tecnologia della lavatrice che è lo strumento elettromeccanico più efficiente che influisce su un buon processo di lavaggio.
Per eseguire un lavaggio a ultrasuoni è essenziale tenere conto della frequenza a cui lavora il generatore perché questo parametro determina la forza e l’uniformità della vibrazione e anche la dimensione e numero delle bolle prodotte nel liquido in cui sono immersi gli oggetti.
Maggiore è la frequenza del generatore, minore è la potenza e la dimensione delle bolle, quindi, minore sarà l’energia d’urto che imploderà a contatto con le particelle di sporco da rimuovere.
Tuttavia, frequenze maggiori generano vibrazioni ridotte ma uniformi e in maggiori quantità, particolarmente indicate per la pulizia di punti molto piccoli e angusti, difficili da raggiungere con bolle di cavitazione più grandi, meno diffuse anche se più potenti.

In produzione esistono generatori particolari, dotati di tecnologia “Pulse Sweep system” che permettono di modulare la frequenza limitando le oscillazioni e migliorando così sensibilmente la distribuzione della vibrazione ultrasonora. Sempre a catalogo abbiamo le ultime versioni digitali comandate da uno speciale software intelligente che consente di lavorare su pù frequenze, anche in modalità simultanea.
Si tratta di un sistema utilizzato dai clienti nei sistemi di lavaggio a ultrasuoni industriali e molto sofisticati.
Oltre a questi fattori tecnici, bisogna considerare la sostanza chimica utilizzata per il lavaggio. Per la saponificazione e lo scioglimento dello sporco è necessario un adeguato detergente che agisce diminuendo la tensione superficiale del liquido aumentando l’efficacia di lavaggio anche nei punti più difficili e compromessi dagli inquinanti.
Il detergente dovrà essere una soluzione acquosa con alta pressione di vapore e bassa tensione superficiale, utilizzata a una temperatura tra i 20° e i 90° centigradi.
La temperatura del bagno a ultrasuoni è un fattore importante di cui tenere conto perché l’intensità di cavitazione e vbibrazione aumenterà proporzionalmente con l’aumentare della temperatura del liquido, in effetti la temperatura sarà una variabile da dosare a seconda del tipo di acciaio o metallo e anche a seconda del tipo di contaminanti che sono da togliere dalle superfici.
Per questo ogni bagno a ultrasuoni è dotato di un regolatore elettronico di temperatura che permette di impostare i gradi più adatti al tipo di pulizia e di risultato che si vuorrà realizzare.

Quali sono i vantaggi di un bagno a ultrasuoni
Abbiamo visto che i bagni pulitori e le vasche a ultrasuoni vengono utilizzati in tantissimi settori e per gli impieghi più disparati, essi si sono diffusi poiché hanno numerosi vantaggi rispetto ai tradizionali sistemi di lavaggio.

Tra i principali sono l’accuratezza della pulizia e la precisione di lavaggio, dove viene richiesta una detersione perfetta di strumenti o prodotti industriali finiti prima che vengano messi in commercio, il bagno a ultrasuoni è l’unica tecnologia che permette di ottenerla.
La seconda caratteristica apprezzabile dei bagni a ultrasuoni è la rapidità dei loro cicli di lavaggio: in molti ambienti industriali o professionali questo si traduce in un grande risparmio di tempo, di energia e nell’ottimizzazione dei costi.
Infine la vasca a ultrasuoni è estremamente versatile e utilizzabile con efficienza su tantissime tipologie di oggetti in metallo, in lega leggera, in acciaio inossidabile, ottone e rame.

Come scegliere il giusto bagno a ultrasuoni
Proprio per la loro ampia diffusione e grande versatilità professionale, esistono molte tipologie di bagni, vasche e lavatrici ad ultrasuoni, come scegliere il modello quello giusto?
Innanzitutto tenendo conto di quale sarà la sua destinazione d’uso: un bagno a ultrasuoni per uso industriale sarà più grande e diverso da una vasca utilizzata in laboratorio.
Otto elementi sicuramente importanti nella scelta sono:

  • Dimensioni interna della vasca che fungerà da serbatoio del pulitore ad ultrasuoni
  • Se il produttore è nazionale e quindi fornirà garanzia e assistenza
  • Come e dove si intende utilizzare l’apparecchiatura a ultrasuoni
  • L’importanza dei cestelli o di eventuali accessori per pulitori a ultrasuoni
  • Specifica tecnica della frequenza e della potenza ultrasonica
  • Gestione della temperatura de l tempo del ciclo di pulizia
  • Valvola di scarico e coperchio dell’apparecchio
  • Certificazione CE e manualistica completa

E’ importante considerare tipo e dimensione della vasca, che dovrà essere compatibile con la dimensione degli oggetti e dei materiali, quindi la vasca stessa dovrà essere realizzata in materiali di opportuno spessore e si preferisca acciaio inossidabile 304 o 316 L, metalli che garantiscono una maggiore durata negli anni.
Infine, come abbiamo visto, si esaminerà la tipologia di generatore ultrasonoro montato nel bagno da acquistare.
Uno dei modelli più venduti, adatto a diverse tipologie di impiego, è il bagno a ultrasuoni digitale DIGITAL 3 con una capacità di 3 litri, temperatura massima di 80°C, durata da 1 a 15 minuti e livello di potenza degli ultrasuoni automatica da 0 al 100%.
Una capienza e quindi una destinazione d’uso decisamente diversa per il bagno a ultrasuoni DIGITAL 25 che può contenere 25 litri, temperatura fino a 80°C e multifrequenza degli ultrasuoni da 20 a 45 Khz.

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