Autore

Luca Franceschi AEROFILTRI s.r.l.

Titolo

Gestire la Filtrazione in Cabina di Verniciatura

La filtrazione dell'overspray avviene in modo corretto quando la concentrazione di particolato solido espulsa in atmosfera è conforme ai requisiti di legge sulle emissioni e la velocità dell’aria è tale da garantire la salubrità della zona di lavoro.

Questi requisiti possono variare in base a disposizioni locali, ma la massima concentrazione comunemente accettata in Italia è di 3 mg/Nm3.

Un filtro è un mezzo atto a raggiungere tale scopo e viene classificato in base a due caratteristiche principali:

• efficienza, utile a stabilire l’idoneità del filtro ai parametri di legge;

• perdita di carico, utile per considerazioni di efficienza energetica e di durata.

EFFICIENZA

L'efficienza è funzione di molte variabili tra le quali la natura del filtro e il tipo di overspray.
Per avere una base di riferimento comune e poter attribuire un'efficienza indipendentemente dalla natura di ciò che si desidera filtrare esistono norme internazionali quali EN 779 e Ashrae 52.1 e 52.2

Norma

Norma numero: UNI ISO 779:2005

Norma

ANSI/ASHRAE 52.1-1992

Norma

ANSI/ASHRAE 52.2-2007

Queste norme sono pensate per classificare i filtri per applicazioni generali di ventilazione e utilizzano una polvere standard per misurarne l'efficienza.

Nella loro versione generale prescindono dalle specificità dei filtri per verniciatura.

Esistono tuttavia versioni di tali norme modificate da produttori di materiali filtranti che si prefiggono lo scopo di caratterizzare anche i filtri utilizzati in questo campo.

In ogni caso il valore di efficienza fornito da misure effettuate tramite le prescrizioni normative può essere molto diverso dal valore che si riscontra nelle applicazioni pratiche.

La primaria causa di questa discrepanza è la natura dell’overspray da filtrare.

L’efficienza necessaria a soddisfare il requisito di legge viene scelta in fase di progetto conoscendo natura e concentrazione di prodotto verniciante prima del filtro.

Queste considerazioni possono essere fatte con un calcolo secondo i parametri indicati nella pagina qui collegata

DC_CVFE

Cabina di Verniciatura a spruzzo
o rivolgendosi a un esperto di filtrazione.

Vista la grande varietà di prodotti vernicianti e visto che il prodotto nebulizzato può modificare le sue caratteristiche di viscosità e atomizzazione a seconda del grado di diluizione e della pistola utilizzata, un valore attendibile dell’efficienza del filtro non può che derivare dalla misura effettuata nelle condizioni di utilizzo.

Per questo motivo la scelta del filtro può considerarsi corretta solo dopo averne verificato la reale efficacia nelle specifiche condizioni di utilizzo tramite una misura di concentrazione a camino.

PERDITA DI CARICO

Una volta identificata la famiglia di filtri che garantisce il rispetto dei parametri normativi entrano in gioco considerazioni energetiche e di efficienza del processo di verniciatura.

Un parametro primario di cui tenere conto è la perdita di carico del filtro, cioè la resistenza per unità di superficie di parete filtrante opposta al passaggio dell’aria.

Questa caratteristica definisce l’efficienza energetica del mezzo misurata come caduta di pressione attraverso la parete filtrante.

La caduta di pressione attraverso un filtro dipende da:

• natura del materiale;

• grado d’intasamento del filtro;

• velocità dell’aria alla sezione filtrante.

Al fine di ragionare al netto dei parametri specifici di ogni applicazione, le norme citate classificano i mezzi filtranti secondo la loro perdita di carico a filtro pulito.

Queste misure vengono effettuate in condizioni uguali per tutti i materiali oggetto di misura e prevedono che si provino i filtri a velocità determinata e li si consideri esausti al raggiungimento di una perdita di carico fissata.

Nella pratica un filtro per verniciatura si considera esausto quando la sua perdita di carico è tale da far lavorare il ventilatore a una portata così bassa da compromettere la qualità di vena d’aria in cabina e non permettere una buona verniciatura.

Un filtro che ha una bassa perdita di carico promette di avere minori costi di gestione dovuti a una ridotta richiesta energetica del ventilatore e, nella maggior parte dei casi, è indice di una buona vita del filtro.

Da queste osservazioni segue che è buona norma scegliere tra i filtri che garantiscono il rispetto della concentrazione di legge, quello che presenta la perdita di carico inferiore.

CONSIDERAZIONI ENERGETICHE

Poiché la resistenza offerta dal filtro al passaggio dell’aria varia durante il processo d’intasamento, la portata d’aria tende a diminuire secondo la curva del ventilatore d’estrazione.

Per ovviare a questo problema si fa estensivo uso di serrande poste a valle della parete filtrante comandate manualmente in modo da tenere costante la somma delle perdite di carico di filtro e serranda.

La serranda viene aperta all’intasarsi del filtro in modo che il ventilatore lavori sempre sullo stesso punto della sua curva portata – prevalenza.

Questo metodo consente di ottenere le velocità desiderate in cabina, ma è inefficiente dal punto di vista energetico perché introduce una caduta di pressione supplementare.

Per ottenere la velocità dell’aria desiderata in cabina senza avere perdite di carico aggiuntive è opportuno regolare la velocità di rotazione del ventilatore tramite inverter.

REGOLAZIONE AUTOMATICA

Gran parte degli inverter sul mercato dispone della possibilità di accettare un segnale di retroazione per ottenere un controllo in anello chiuso PID.

Dotandosi di un simile strumento e di un misuratore di portata si otterrà un controllo automatico dei giri del ventilatore al variare dell’intasamento dei filtri per ottenere una velocità dell’aria costante in cabina senza bisogno di interventi manuali su potenziometri o serrande.

Il principio di funzionamento dei più comuni Misuratori di Portata è descritto in questo Articolo:

Articolo

Misurare la Portata d'Aria in Condotte a bassa Pressione

L’impiego di un simile sistema garantisce:

• qualità costante del processo di verniciatura;

• risparmio energetico;

• risparmio di vernice;

• maggior durata dei filtri.