Novedosa Técnica Ultrasónica para la limpieza de los instrumentos
La cavitación ultrasónica es el fenómeno mediante el cual es posible comprender el principio del lavado por ultrasonido.
La tecnología del lavado por ultrasonido tiene multiplicidad de aplicaciones (en mecánica, medicina, joyería, odontología, etc.) Las lavadoras de ultrasonidos y detergentes específicos para uso profesional para todos los campos en los que es necesario alcanzar elevados niveles de limpieza en poquísimo tiempo
Resultando imprescindible en todo proceso de limpieza en el que se necesite rapidez, profundidad de lavado, no rayar las superficies a limpiar, y por sobre todas las cosas actuar en todo tipo de cavidades.
El mecanismo de limpieza ultrasónico es un efecto creado por la acción de ondas acústicas de alta frecuencia.
Este novedoso sistema y el líquido de lavado eliminamos completamente la temperatura que suelen tener otras lavadoras. Como todos sabemos el ultrasonido son ondas acústicas que viajan a través de algo (en nuestro caso a través del líquido), éstas ondas trabajadas en cierta frecuencia producen la cavitación (son las burbujitas que se suelen ver) y tiene la particularidad de trabajar desde el interior de la pieza en lavado hacia el exterior, (se comporta como los microondas),éstas cavitaciones son los golpes que las ondas acústicas producen sobre cualquier objeto introducido.
Basándose en el uso de energía ultrasónica, acompañada del fenómeno de cavitación, la limpieza por ultrasonidos es, en efecto, el método más eficaz para el lavado profundo de partes difíciles de alcanzar o de objetos de formas varias y complejas (partes mecánicas, engranajes, moldes, mecánica de precisión).
En todos estos usos y aplicaciones, el sistema de limpieza de precisión por ultrasonidos representa el modo más económico y rápido para la perfecta eliminación de aceites, grasas, limaduras, pequeñas virutas, polvos de las superficies, biopelícula, desechos orgánicos, etc…
Con esta tecnología, la frecuencia de salida del generador de ultrasonidos está modulada alrededor de una frecuencia central, por lo tanto los transductores que trabajan a la frecuencia de 40 Khz están modulados con una frecuencia entre los 39 y los 41 Khz.
Esta modulación en frecuencia brinda las siguientes ventajas:
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reduce los tiempos de lavado
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previene el daño de partes delicadas de limpiar
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reduce los efectos de las ondas estacionarias aumentando la distribución de la energía ultrasónica en el líquido de lavado.
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mejora los resultados de limpieza y facilita la cavitación en los líquidos que difícilmente cavitan con los sistemas tradicionales de ultrasonidos.
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Calidad de limpieza macroscópica
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Ahorro de tiempo
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Ahorro de Mano de Obra
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Evita riesgos por inhalación
Ventajas ecológicas:
La tecnología del lavado por ultrasonido tiene multiplicidad de aplicaciones (en mecánica, medicina, joyería, odontología, etc.) Las lavadoras de ultrasonidos y detergentes específicos para uso profesional para todos los campos en los que es necesario alcanzar elevados niveles de limpieza en poquísimo tiempo
Resultando imprescindible en todo proceso de limpieza en el que se necesite rapidez, profundidad de lavado, no rayar las superficies a limpiar, y por sobre todas las cosas actuar en todo tipo de cavidades.
El mecanismo de limpieza ultrasónico es un efecto creado por la acción de ondas acústicas de alta frecuencia.
En un medio líquido, las señales de alta frecuencia producidas por un oscilador electrónico y enviadas a un transductor especialmente colocado en la base de una batea de acero inoxidable que contiene dicho liquido, generan ondas de compresión y depresión a una altísima velocidad. Esta velocidad depende de la frecuencia de trabajo del generador de ultrasonido. Generalmente estos trabajan en una frecuencia comprendida entre 24 y 55 KHz. Las ondas de compresión y depresión en el líquido originan el fenómeno conocido como “cavitación ultrasónica”.
Tensión superficial, viscosidad y presión de vapor
Para comprender mejor el fenómeno, debemos poner atención en algunos conceptos fundamentales, como ser, la “tensión superficial”, la “viscosidad” y la “presión de vapor”.
Los líquidos se caracterizan por el hecho que las partículas tienen una posibilidad de movimiento mucho mayor que en los sólidos, pero están sujetas a fuerzas de atracción muy superiores a aquellas existentes en los gases. En particular el agua es un líquido molecular, evapora a todas las temperaturas pero hierve a una temperatura bien definida, o sea la “temperatura de ebullición” que para el agua destilada es de 100 grados centígrados, temperatura a la cual la presión de vapor toma el valor de 1 atmósfera. ¿Qué sucede entonces cuando exponemos una cierta cantidad de agua a temperatura ambiente a un intenso campo ultrasónico
Durante la fase de depresión se crean en el seno del líquido una infinidad de burbujas de gas que se agrandan mientras dura la fase de depresión acústica (presión negativa). Esta formación de burbujas microscópicas de gas es el inicio de la cavitación ( o sea, la formación de cavidades gaseosas en el interior del líquido).
Durante la segunda fase de compresión ultrasónica, la enorme presión ejercida sobre las burbujas recién expandidas, comprime a las mismas aumentando enormemente la temperatura del gas en ellas contenido hasta que las burbujas colapsan en si mismas implotando con la consiguiente expulsión de una enorme cantidad de energía. La energía provocada por la implosión de las burbujas de gas, golpean la superficie del objeto a limpiar interactuando tanto físicamente como químicamente. Físicamente tendremos un fenómeno de “microbarrido” a una altísima frecuencia (cerca de 40.000 veces por segundo en una máquina que funciona a 40 KHz) y químicamente con el efecto detersivo de la sustancia química presente en el líquido limpiador
SELECCIÓN DEL TIPO DE DETERGENTE Y LA TEMPERATURA DE TRABAJO
Como podemos ver es de fundamental importancia considerar también el aspecto físico-químico del tipo de detersivo que se utiliza en la máquina de lavado ultrasónico. En la elección de la lavadora ultrasónica y el detergente, son muchos los parámetros a tener en cuenta. En primera instancia se debe observar la sustancia que se desea remover del objeto sucio y consecuentemente a esto elegir el tipo de sustancia química que pueda agredir al contaminante.
Evidentemente, la sustancia química (detergente) utilizada para tener la mayor eficiencia de cavitación será una solución acuosa posiblemente con alta presión de vapor, con una baja tensión superficial y utilizada a una temperatura de trabajo entre 50 y 60 °C.
La temperatura de la solución acuosa en un equipo de lavado ultrasónico es muy importante; es así que la intensidad de cavitación varía con el cambio de temperatura. La intensidad de cavitación aumenta al aumentar la temperatura, hasta cerca de los 65 °C para luego disminuir y desaparecer completamente a la temperatura de ebullición del líquido utilizado.
Otro parámetro importante a considerar es la presión de vapor de la solución utilizada, Se entiende por presión de vapor al siguiente concepto: Si consideramos un líquido en un recipiente cerrado y termostatizado, las moléculas superficiales que tienen energía suficiente pasan al estado de vapor y se distribuyen en el espacio disponible fuera del líquido. Ocasionalmente, algunas moléculas de vapor vuelven al estado líquido hasta que se arriba al estado de equilibrio del sistema, a temperatura constante, la velocidad de evaporación iguala a la de condensación. La presión ejercida por las moléculas de vapor, en estas condiciones, se define como “presión de vapor”. Su valor no depende de la cantidad de líquido, sino solamente de la temperatura. Por lo tanto si un líquido es calentado, la presión de vapor aumenta con la temperatura y cuando la presión de vapor iguala a la presión externa se produce el fenómeno de ebullición. Cada líquido, por lo tanto, tendrá su propia presión de vapor y una diferente temperatura de ebullición.
Por ejemplo, el alcohol etílico tiene una presión de vapor muy superior a la del agua a la misma temperatura. El alcohol etílico hierve a 78°C y a la temperatura de ebullición tendrá una presión de vapor de 1 atm, mientras que el agua hierve a 100°C con una presión de vapor de 1 atm. Como temperatura normal de ebullición se define a la temperatura en la que la presión de vapor del líquido es de 1 atm.
Referencia:
Dental advance, publicación sobre salud dental Brasil 2015
