Quando si progetta un’area destinata alla verniciatura di manufatti, soprattutto di grandi dimensioni, uno dei primi aspetti da affrontare è la gestione dell’overspray e dell’aria contaminata generata durante la spruzzatura.
Una possibile configurazione prevede un basamento grigliato all’interno dell’area di verniciatura, una fossa di aspirazione sottostante e uno o più gruppi di aspirazione e filtrazione installati all’esterno.
Il ventilatore genera la depressione necessaria a richiamare l’aria verso il pavimento. L’overspray viene trascinato attraverso il grigliato e la fossa, convogliato verso il sistema filtrante e separato dal flusso d’aria. L’aria filtrata viene quindi espulsa dal ventilatore e indirizzata verso il camino di espulsione.
Questa configurazione può però rappresentare anche il primo step di un impianto più evoluto.
Se basamento, fossa, portate e spazi vengono progettati fin dall’inizio considerando le possibili esigenze future, l’area può essere successivamente completata con pannellatura, gruppo di immissione e plenum a soffitto, fino a diventare una vera e propria cabina di verniciatura pressurizzata a flusso verticale.
Per capire cosa cambia è necessario osservare non soltanto come viene estratta l’aria, ma anche come entra nell’area di verniciatura.
In una configurazione con aspirazione dal basso, il pavimento dell’area di lavoro è costituito da un basamento grigliato sotto il quale viene predisposta una fossa.
Durante la verniciatura, il gruppo aspirante genera una depressione che richiama l’aria dall’area di lavoro verso il pavimento. Il flusso porta con sé l’overspray, cioè la parte di vernice nebulizzata che non si deposita sulla superficie da trattare.
Dopo aver attraversato il grigliato, l’aria viene convogliata attraverso la fossa verso il gruppo di aspirazione e filtrazione installato all’esterno. Qui il materiale filtrante trattiene le particelle di vernice in sospensione, mentre l’aria filtrata viene successivamente espulsa dal ventilatore e incanalata verso il camino.
Basamento grigliato, fossa, filtrazione, ventilatore e camino non sono quindi elementi indipendenti: fanno parte dello stesso sistema e devono essere dimensionati in funzione della lavorazione e delle portate necessarie.
Un esempio di questa configurazione è rappresentato dal progetto realizzato con n° 2 gruppi di aspirazione e filtrazione SAR-DRY / GRL 15 EX.
Ogni gruppo è dotato di un ventilatore ad accoppiamento diretto con girante a pale rovesce, con una portata d’aria di 19.800 m³/h e una potenza installata di 15 kW. La velocità del ventilatore è pari a 1.440 giri/min e il motore presenta efficienza IE3.
Ventilatore e motore sono previsti in esecuzione ATEX 3GD e la configurazione è indicata per lavorazioni di spruzzatura con prodotti a base acqua e solvente.
La filtrazione è affidata a un filtro in fibra di vetro specifico per la captazione dell’overspray. Il materassino è costituito da fibre disposte in modo irregolare e con densità crescente verso il lato di uscita dell’aria, così da favorire il trattenimento progressivo delle particelle di vernice in sospensione.
Per ciascun gruppo sono previsti 15 m² di superficie filtrante, distribuiti su 10 telai da 1.670 × 990 mm, con efficienza di filtrazione G3.
Un pressostato differenziale a liquido consente inoltre di visualizzare il progressivo intasamento dei filtri.
Un sistema di questo tipo permette di gestire l’aria in uscita dall’area di verniciatura: crea la depressione necessaria, richiama l’overspray verso il pavimento, lo convoglia alla filtrazione e permette infine l’espulsione dell’aria.
C’è però un secondo aspetto da considerare: da dove arriva l’aria che attraversa l’area di lavoro prima di essere aspirata?
Se la zona di verniciatura è aperta e non dispone di un sistema dedicato di immissione, l’aria necessaria a compensare quella estratta viene richiamata direttamente dall’ambiente produttivo circostante.
Prima di raggiungere il grigliato di aspirazione, quest’aria attraversa l’area di lavorazione e passa in prossimità del manufatto.
Ed è proprio qui che aspirazione e qualità della finitura diventano due aspetti differenti dello stesso progetto.
All’interno di un normale ambiente produttivo possono essere presenti polveri e particelle aerodisperse.
Quando l’aria viene richiamata direttamente dal capannone, queste contaminazioni possono raggiungere il manufatto prima che il flusso venga aspirato verso il pavimento. Su una superficie appena verniciata possono tradursi in difetti o imperfezioni della finitura.
Il sistema di aspirazione continua a svolgere correttamente la propria funzione di captazione dell’overspray, ma quando il processo richiede un maggiore controllo della qualità superficiale diventa utile intervenire anche sull’aria prima che entri nella zona di verniciatura.
È questo il passaggio che porta dalla sola aspirazione a pavimento a una cabina pressurizzata.
Se la configurazione iniziale viene progettata considerando questa possibile evoluzione, il sistema può essere successivamente completato senza perdere la funzione della parte già realizzata.
Il basamento grigliato, la fossa e il gruppo di aspirazione continuano infatti a richiamare l’aria verso il basso e a gestire l’overspray.
A questa parte dell’impianto viene aggiunto un secondo circuito dedicato all’aria in ingresso.
Un gruppo di pressurizzazione introduce aria filtrata nella parte superiore della cabina. Prima di raggiungere l’ambiente di lavoro, il flusso viene inviato a un plenum di filtrazione e diffusione posizionato a soffitto.
Si passa quindi da un sistema che controlla principalmente l’aria estratta a una configurazione in cui viene gestita anche l’aria immessa.
Il plenum è una camera di distribuzione dell’aria collocata nella parte superiore della cabina.
Il suo compito è ricevere il flusso proveniente dal gruppo di pressurizzazione e distribuirlo sulla superficie di mandata prima dell’ingresso nell’area di verniciatura.
L’aria attraversa quindi i filtri a soffitto e viene immessa nella cabina in modo controllato.
Il corretto dimensionamento del plenum è un aspetto importante del progetto: la distribuzione dell’aria deve essere coerente con dimensioni della cabina, portate, superficie di immissione e configurazione della zona di lavoro.
Non si tratta quindi semplicemente di introdurre aria dall’alto, ma di gestirne filtrazione e distribuzione prima che raggiunga il manufatto.
Quando l’aria filtrata viene immessa dalla parte superiore della cabina e il sistema di aspirazione è posizionato a pavimento, si crea una configurazione a flusso verticale.
Il gruppo di pressurizzazione introduce l’aria nel plenum, dove viene distribuita sulla superficie superiore della cabina. Dopo aver attraversato i filtri a soffitto, l’aria entra nella zona di verniciatura e percorre l’ambiente dall’alto verso il basso.
Durante questo percorso attraversa l’area occupata dal manufatto e viene infine richiamata dal sistema di aspirazione a pavimento. Passa attraverso il basamento grigliato, raggiunge la fossa e viene convogliata verso il gruppo di aspirazione e filtrazione, prima dell’espulsione attraverso il camino.
Immissione e aspirazione diventano così due parti dello stesso sistema.
Perché il flusso sia correttamente gestito, portate di immissione ed estrazione, dimensioni del plenum, superficie aspirante, geometria della cabina e ingombro dei manufatti devono essere valutati insieme già in fase di progettazione.
È importante distinguere le due funzioni.
Il sistema di aspirazione e filtrazione ha il compito di gestire l’overspray e l’aria contaminata prodotta durante la verniciatura.
La cabina pressurizzata aggiunge un secondo livello di controllo, legato alla qualità dell’aria che entra nell’ambiente di lavoro.
In una configurazione aperta, l’aria richiamata dall’aspirazione proviene dall’ambiente produttivo e può trasportare con sé polveri e altre particelle. In una cabina pressurizzata, invece, l’aria viene filtrata prima dell’immissione e distribuita attraverso il plenum.
Questo permette di creare condizioni più controllate intorno al manufatto e di ridurre il rischio che contaminanti presenti nel capannone raggiungano la superficie durante la verniciatura.
Il vantaggio diventa particolarmente importante quando il processo richiede un livello elevato e costante di qualità della finitura.
Un sistema di aspirazione a pavimento e una cabina pressurizzata non devono necessariamente essere considerati due progetti completamente separati.
Un’azienda può avere inizialmente la necessità di predisporre un’area per la verniciatura di manufatti di grandi dimensioni, realizzando basamento grigliato, fossa, aspirazione, filtrazione ed espulsione dell’aria.
Successivamente, l’aumento dei requisiti qualitativi, l’introduzione di nuove lavorazioni o l’evoluzione della produzione possono rendere utile trasformare quell’area in un ambiente maggiormente controllato.
Se questa possibilità viene considerata già nella prima fase, parte dell’impianto esistente può diventare la base sulla quale sviluppare la configurazione futura.
Non significa che la trasformazione sia automatica: scavo, basamento, portate, disposizione dei gruppi, spazi disponibili e struttura della futura cabina devono essere studiati preventivamente affinché le due fasi risultino compatibili.
È quindi la progettazione iniziale a determinare quanto e come un impianto potrà evolvere nel tempo.
In SARTEC progettiamo impianti di aspirazione, filtrazione e verniciatura partendo dalle caratteristiche reali del processo produttivo.
Dimensioni e tipologia dei manufatti, spazi disponibili, prodotti utilizzati, portate necessarie, qualità della finitura richiesta ed eventuali sviluppi futuri sono elementi che devono essere considerati all’interno dello stesso progetto.
In alcuni casi la risposta può essere un sistema di aspirazione a pavimento con gruppo filtrante esterno. In altri può essere necessaria fin dall’inizio una cabina pressurizzata completa. In altri ancora è possibile impostare un percorso graduale, progettando la prima configurazione affinché possa essere integrata successivamente.
L’obiettivo è definire un impianto coerente con le esigenze produttive attuali senza perdere di vista quelle che potrebbero emergere nel tempo.
La gestione dell’aria in un processo di verniciatura non riguarda soltanto l’aspirazione dell’overspray.
Un sistema con basamento grigliato, fossa e gruppo di aspirazione e filtrazione permette di gestire l’aria contaminata generata durante la lavorazione. Una cabina pressurizzata aggiunge il controllo dell’aria in ingresso, introducendo un circuito dedicato di immissione, filtrazione e distribuzione attraverso il plenum.
Quando il progetto viene impostato correttamente fin dall’inizio, queste due configurazioni possono rappresentare fasi successive dello stesso percorso impiantistico.
La differenza sta nel livello di controllo richiesto dal processo: prima sull’aria estratta, poi anche su quella immessa nell’ambiente di verniciatura.
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