Pulizia ad Ultrasuoni: Funzionamento, Gestione e Risoluzione dei Problemi

La corretta pulizia degli strumenti e delle apparecchiature, in particolare nel settore dentale, è fondamentale per la buona riuscita dell’intero processo di sterilizzazione. Prima della diffusione delle vasche ad ultrasuoni e dei termodisinfettori, il personale doveva pulire i propri strumenti a mano, con un gran dispendio di tempo, energie ed elevati rischi per l’operatore. Oggi, il lavaggio meccanico rappresenta un importante passo avanti nelle pratiche di sterilizzazione, in quanto limita il rischio di contaminazioni crociate e lesioni percutanee, tutelando gli addetti da gravi incidenti e complicazioni.

Principi di Funzionamento della Pulizia ad Ultrasuoni

I pulitori ad ultrasuoni sono costituiti da un generatore che produce un segnale ad alta frequenza (ad esempio, 45 KHz) che pilota i trasduttori piezoelettrici. Questi trasduttori trasformano il segnale elettrico in una vibrazione meccanica. L'energia meccanica delle vibrazioni ad alta frequenza produce un fenomeno caratteristico detto cavitazione, un modo efficace per pulire vari oggetti.

Aspetti Cruciali per un'Efficacia Ottimale del Lavaggio ad Ultrasuoni

Scelta della Temperatura dell'Acqua

L'uso di acqua a una temperatura superiore ai 40°C può causare problemi significativi: da un lato, provoca la coagulazione del sangue, rendendone più difficile la rimozione; dall'altro, l'acqua troppo calda può causare la denaturazione del detergente enzimatico o un aumento della carica batterica, anziché la sua rimozione. È quindi essenziale scegliere la temperatura ottimale per la pulizia in base agli articoli da trattare, poiché le alte temperature, pur aiutando lo sporco a decomporsi e accelerando l'evaporazione, possono danneggiare le cose più morbide.

Selezione del Detergente Specifico

Per quanto riguarda la scelta del detergente, è sempre bene evitare l’uso di acido peracetico, poiché con la cavitazione può scoppiare e i fumi possono essere pericolosi per l'operatore. In ogni caso, è fondamentale seguire con precisione le istruzioni per l’uso (IFU) fornite dal fabbricante dell’apparecchiatura a ultrasuoni e del detergente.

L'efficacia del lavaggio ad ultrasuoni dipende anche dal detergente appropriato. Se si deve asportare materiale unto o grasso, si consiglia una piccola quantità di soluzione specifica (ad esempio, SONICA UG), diluendola in acqua come indicato nelle istruzioni del prodotto. Quando è necessario rimuovere piccole quantità di gesso, si può utilizzare una soluzione specifica (come SONICA RG) allo stato puro, versandola in un bicchiere o direttamente nella vaschetta.

Degasaggio: Una Fase Indispensabile

È essenziale sapere che il bagno ad ultrasuoni deve essere eseguito almeno una volta senza strumenti, seguendo le raccomandazioni fornite nei manuali d’uso dal fabbricante. Questa fase prende il nome di degasaggio e ha come scopo l’ottimizzazione della cavitazione e del processo di pulizia, attraverso l’eliminazione delle piccole particelle d’aria presenti nella soluzione di lavaggio. È una fase assolutamente indispensabile per una buona propagazione delle onde sonore nel liquido di lavaggio.

Frequenza di Sostituzione della Soluzione di Lavaggio

La soluzione di lavaggio deve essere cambiata regolarmente, come minimo una volta al giorno, e a volte potrebbe essere necessario farlo più volte nella stessa giornata. Se si apre il coperchio della vasca ad ultrasuoni e l’acqua è torbida o non si riesce nemmeno a vedere il fondo del serbatoio, è ora di cambiarla. Gli strumenti che si inseriscono sono spesso ricoperti di sangue o altri residui che, se immersi in un’acqua non propriamente limpida, difficilmente escono puliti.

Corretto Posizionamento e Carico degli Strumenti

Gli strumenti devono essere collocati sempre direttamente (nei cestelli) o indirettamente (all’interno dei becher). Il lavaggio diretto ha il vantaggio di essere semplice e di consentire una pulizia efficace: la soluzione pulente va versata nella vasca e gli strumenti vanno depositati nel cestello forato o sospesi. Il lavaggio indiretto è particolarmente indicato per strumenti di piccola taglia come frese o protesi. La vasca viene riempita con acqua e una soluzione pulente per migliorare la cavitazione; con l’apposito porta becher, diverse soluzioni pulenti possono essere introdotte nei bicchieri, così da lavare ad ultrasuoni anche strumenti di diversa natura, scegliendo la soluzione in base al tipo di residuo da rimuovere. È importante non riempire completamente la vaschetta se si devono lavare molti oggetti e disporli in modo razionale e ordinato sul fondo del cestello rettangolare, assicurandosi che risultino sempre completamente immersi.

Per una migliore efficacia del dispositivo, è importante non inserire un numero eccessivo di strumenti. Non introdurre strumenti contenenti siliconi o materiali plastici e soprattutto sporchi di queste sostanze, poiché tali materiali assorbono le vibrazioni e impediscono una corretta pulizia dei restanti strumenti. Non inserire nella vasca oggetti eccessivamente pesanti.

Test di Efficienza Regolare

Non basta semplicemente presupporre che il bagno ad ultrasuoni funzioni; bisogna testarlo regolarmente. È bene eseguire con cadenza giornaliera un Soil test, ovvero un test che permette di verificare la capacità pulente della vasca ad ultrasuoni. La sostanza di cui si compone il test simula il sangue umano e i detriti di tessuto che si possono sedimentare sugli strumenti.

Oggetti Idonei e Non Idonei al Lavaggio ad Ultrasuoni

Il bagno ad ultrasuoni è un utile strumento di pulizia in numerosi settori. Sulla strumentazione odontoiatrica si accumulano svariati residui, siano essi di tipo inorganico oppure di tipo organico (bioburden); l’eliminazione di tali impurità prima della sterilizzazione è obbligatoria, poiché i residui di sporco possono rendere inefficace il processo di sterilizzazione. In presenza di una grande quantità di bioburden, la forza del vapore potrebbe non essere sufficiente per raggiungerne la parte più interna, per cui la sterilizzazione risulterebbe incompleta.

Cosa si può lavare

Molti materiali possono essere puliti efficacemente con gli ultrasuoni, a patto che si utilizzi un appropriato detergente formulato per applicazioni di lavaggio con ultrasuoni:

• Settore dentale: lavaggio di particolari metallici di ogni genere e dimensione, vetro, ceramica, plastica, ferri chirurgici, strumenti endocanalari, drill, tiranervi, sonde bioptiche, bisturi, specchietti, pinzette, frese, punte, protesi, corone oro ceramica, elementi in resina, articolatori, piastre, spingipasta, portaimpronte, spatole, punte per ablatori ad ultrasuoni, lavaggio con cassette portastrumenti. Rimozione di gesso da piastre di articolatori, protesi mobili, spatole.
• Settore chimico: lavaggio di vetreria in genere, rimozione di proteine, sangue e lipidi da provette, vetrini, filtri, pipette, cuvette, capillari, setacci, setti filtranti.
• Settore industriale: lavaggio di particolari torniti di precisione, particolari stampati in plastica o resina, cuscinetti a sfere di precisione, motori, minuteria di precisione, valvole, ugelli, sfere, particolari di pompe, viti di ogni genere e dimensione, particolari in zama, alluminio, ferro, ottone, dadi e bulloneria in genere. Lavaggio di componenti nell'industria automobilistica e motociclistica. Lavaggio di filtri metallici, plastica o teflon, filtri di desalinizzatori, filtri depuratori elettrostatici.
• Settore ottico: lavaggio di lenti, montature di occhiali, specchi, ottiche di precisione.
• Settore elettronico: lavaggio di telai serigrafici per circuiti SMT, circuiti stampati, rimozione flussante di saldatura.
• Settore service: lavaggio di precisione di particolari meccanici od elettronici di telefoni cellulari, telecamere, videoregistratori, rimozione del flussante e sporco organico dalle schede elettroniche, lavaggio di telai e schede per controllo numerico.

Cosa non si può lavare

Gli unici oggetti da evitare sono quelli che verrebbero danneggiati dalle sostanze acquose, oppure gli oggetti particolarmente delicati che si potrebbero rovinare con la cavitazione ultrasonora (ad esempio, le lenti a contatto morbide). Non è possibile utilizzare il pulitore ad ultrasuoni per riporre oggetti elettronici come telefoni e laptop. Le pietre preziose morbide possono essere facilmente fragili e non devono essere inserite in un pulitore ad ultrasuoni.

Per il lavaggio di schede elettroniche, è necessario prestare particolare attenzione al lavaggio di alcune schede che montano relè non impermeabili alle sostanze acquose, in quanto l'acqua penetrerebbe all'interno del relè danneggiandone l'interno. Per la pulizia degli hard disk drive, è necessario utilizzare sistemi di lavaggio a frequenze molto più alte, poiché a frequenze molto elevate l'energia di cavitazione è molto bassa e permette di rimuovere particelle della dimensione di pochi micron senza danneggiare la superficie degli hard disk.

In ogni caso, prima di procedere per la prima volta a qualsiasi lavaggio particolare, è consigliabile eseguire sempre alcuni test di prova su piccole superfici e, se non si è sufficientemente sicuri sul risultato finale, contattare sempre un ufficio tecnico specializzato per avere consigli in merito.

Considerazioni sui Materiali Specifici

Non sono gli ultrasuoni a fare danni, quanto piuttosto il liquido impiegato. L'acqua farà arrugginire la ghisa; altri liquidi potrebbero danneggiare alluminio o leghe. Generalmente si consiglia di utilizzare la vasca ad ultrasuoni soltanto per la pulizia di testate, carburatori e altre parti non cromate. Per parti molto incrostate, un liquido apposito è la scelta migliore; per pulizie normali si può usare anche acqua calda con sapone per piatti che sgrassa bene. Dopo la pulizia in vasca, è fondamentale sciacquare i pezzi con acqua corrente e asciugare con aria compressa.

Una nota di dettaglio sul lavaggio dell'ottone: usando acqua distillata anziché quella di rubinetto, si è rilevato che alcune leghe di ottone dopo il lavaggio presentavano una colorazione con sfumature dal rosa al blu e viola, mentre con l'acqua di rubinetto questo problema non si presentava.

Le frequenze basse, tipo 28kHz, possono danneggiare alluminio o ghisa? Il danno è più probabile che sia causato dal liquido impiegato che dalle frequenze stesse.

Impatto di un Utilizzo Scorretto e Rischi Associati

La pulizia di oggetti che non devono essere puliti con pulitori ad ultrasuoni, o un utilizzo non conforme alle linee guida, potrebbe danneggiare l'apparecchiatura e gli oggetti stessi. Ecco alcuni potenziali danni e conseguenze derivanti da un utilizzo errato:

Danni al Dispositivo ad Ultrasuoni

• Surriscaldamento: I componenti interni possono danneggiarsi e ridurre la durata dell'apparecchiatura.
• Danni al serbatoio: I pulitori ad ultrasuoni possono perdere liquidi se la loro integrità è compromessa, rendendoli inutilizzabili.
• Danno al trasduttore: Se il trasduttore viene danneggiato, ciò può compromettere l'efficienza della pulizia e potrebbe essere necessario ripararlo o sostituirlo.

Efficienza di Pulizia Ridotta

Una pulizia insufficiente può compromettere lo scopo previsto della pulizia a ultrasuoni, lasciando residui indesiderati sugli oggetti trattati.

Rischi per la Sicurezza dell'Operatore

• Rischi elettrici: Possono provocare incendi, scosse elettriche e malfunzionamenti dell'apparecchiatura.
• Rilascio di sostanze nocive: L'esposizione a sostanze chimiche inadeguate può comportare pericoli ambientali e rischi per gli operatori. Per eseguire le operazioni di lavaggio, pulizia dell’apparecchio e sostituzione della soluzione pulente, si consiglia di indossare adeguati Dispositivi di Protezione Individuali (DPI), fra cui gli occhiali e un paio di guanti in nitrile. Inoltre, è importante che l’operatore utilizzi sempre il coperchio per proteggersi da aerosol e schizzi. In questo modo si salvaguardano sia il dispositivo sia l’ambiente circostante dalla diffusione di fumi, vapori e dall’eccessivo rumore.

Danni agli Articoli da Pulire

• Scolorimento del colore: Può diminuire l'attrattiva visiva degli articoli, particolarmente rilevante per i componenti estetici e decorativi.
• Graffi superficiali: Un'azione eccessiva o un detergente aggressivo possono provocare graffi o la separazione di componenti incollati, portando all'instabilità strutturale.
• Perdita di finitura: Negli articoli di fascia alta, la qualità estetica potrebbe risentirne.

La Problematicità del Rumore negli Impianti ad Ultrasuoni

Il rumore prodotto dagli impianti di lavaggio ad ultrasuoni è molto alto e fastidioso, caratteristico con un sibilo che si distingue nettamente anche a distanza in un ambiente che potrebbe essere già rumoroso di per sé. Per questo motivo, i costruttori devono adottare tutte le tecniche conosciute e più moderne per limitare al massimo il rumore causato dagli impianti, ma anche i clienti devono scegliere quegli impianti che sono effettivamente meno rumorosi.

Normativa e Obblighi del Datore di Lavoro

La responsabilità per la sicurezza degli impianti ricade completamente e solo sul datore di lavoro dell'unità produttiva dove sono installati. Con l’entrata in vigore del Decreto Legislativo n.195/06 (che ha abrogato le parti relative al rumore del D.Lgs. n. 277/91), si determina che la valutazione del rischio rumore, parte integrante del D.Lgs. 626, resta un obbligo in capo al datore di lavoro. La nuova legge fissa un valore limite di esposizione al rumore e due valori di azione:

In adempimento alla nuova legge, il datore di lavoro deve eliminare i rischi alla fonte o ridurli al minimo e, in ogni caso, a livelli non superiori ai valori limite di esposizione.

Classi di Rischio Esposizione al Rumore per i Lavoratori

La legge, fissando tre soglie di rumore (80, 85 e 87 dB(A)), permette di individuare quattro classi di esposizione al rumore per i lavoratori:

L'Importanza della Scelta dell'Impianto Meno Rumoroso

Gli impianti di lavaggio ad ultrasuoni sono oggettivamente molto rumorosi, ed è facile superare i limiti sopra esposti. Pertanto, il cliente ha tutto l’interesse nell’acquisto di un impianto meno rumoroso a parità di prestazioni. Sebbene ogni costruttore dichiari valori di rumorosità (talvolta certificati), le sorprese all’atto della messa in funzione sono quasi sempre spiacevoli. Il rimedio con impianto già installato, se non impossibile, è comunque sempre costoso e a carico del datore di lavoro responsabile dell’unità dove è stato installato. È opportuno che nel contratto di acquisto venga aggiunta la clausola che, all’atto della messa in funzione e del collaudo, venga fatta anche un’analisi del rumore da un ente terzo, cioè da un’azienda specializzata indipendente. Il costo di un simile intervento è di poche centinaia di euro, e poiché è un’analisi comunque obbligatoria per legge, tanto vale farla prima dell’accettazione e del pagamento dell’impianto.

Fattori Costruttivi che Influenzano la Rumorosità

Nella realizzazione degli impianti di lavaggio ad ultrasuoni si dovrebbero osservare alcune modalità dirimenti che subito dovrebbero orientare il compratore ad una prima selezione:

• Frequenza: Più la frequenza di risonanza è alta, meno rumoroso risulterà l’impianto. Una persona giovane e in salute percepisce frequenze fino a un massimo di 10-12 mila Hz. Il baccano avvertito è causato dalla massa inerziale: le onde di vibrazione, che all’origine hanno una frequenza ultrasonora (quindi oltre la soglia udibile), vengono abbassate e distorte dal complesso della massa del liquido di lavaggio e dei pezzi immersi. Inoltre, si formano le onde armoniche, sia superiori che inferiori, in un ambiente elastico. Le prime armoniche sono attenuate, le seconde ancora di più, e così via. Tuttavia, poiché la potenza della portante è molto elevata, anche se attenuate, la prima e la seconda armonica possono essere sentite con potenze rilevanti. Ne deriva che con una frequenza portante più elevata, anche la prima e la seconda armonica risultano oltre la soglia udibile e il rumore percepito è prodotto dalla terza o addirittura dalla quarta armonica, che come ampiezza e potenza è di molto inferiore a quella della portante.
• Geometria delle vasche: Una vasca a sezione quadrata è più rumorosa di una con forma rettangolare. Il reticolo di propagazione delle onde che si forma con il rimbalzo su pareti con dimensioni uguali presenta vettori orientati nella stessa direzione, aumentando l’ampiezza dell’onda e diminuendo inversamente la frequenza portante che determina il rumore.
• Posizionamento dei trasduttori: Elementi trasduttori posizionati sul fondo producono molto più rumore rispetto a quelli posizionati sulle pareti verticali. Le onde che si propagano dal fondo arrivano subito nell’ambiente esterno e solo un coperchio ben coibentato può attenuarne la rumorosità. Inoltre, la resa nel lavaggio è minore poiché non si forma il reticolo acustico che consente il lavaggio nelle parti interne dei pezzi. Di norma, quando le potenze sono rilevanti, i trasduttori vengono posizionati sulle pareti verticali della vasca.
• Telaio di supporto della vasca: La vasca deve appoggiare e non essere saldata su una struttura costruita con tubolari. Le strutture ricavate con lamiera sagomata tendono ad entrare in vibrazione insieme alla vasca, ma con frequenza inferiore a quella portante. Con una struttura a tubolari è più facile isolare con dispositivi antivibranti i punti di contatto vasca/struttura. Nella progettazione si deve stabilire di mettere la carenatura esterna alla maggiore distanza possibile dalle pareti della vasca. La struttura deve appoggiare al pavimento con piedini di livellamento incastrati entro il tubolare con materiale plastico fonoassorbente.
• Coibentazione: In una vasca ben progettata esistono due tipi di coibentazione:
  • Con lana di roccia vulcanica che fascia la vasca al fine di contenere il calore, indispensabile, ma che non ha alcun effetto fonoassorbente.
  • Con lastre di piombo e materiali fonoassorbenti specifici, che devono essere incollate sulla carenatura esterna, su pannelli opportunamente sagomati. Lo spessore di tale rivestimento è ovviamente importante per avere la massima efficacia.
• Trasduttori magnetostrittivi: Sono molto più rumorosi rispetto a quelli piezoelettrici per la ragione che lavorano ad una frequenza vicina alla soglia dell’udibile. Per cui le prime subarmoniche rientrano pienamente nella soglia e solo la segregazione in cabine speciali consente l’uso dell’impianto. Questa è la ragione per cui oggi la preponderanza degli impianti con piezoelettrici è quasi assoluta.

Consigli per un Uso Sicuro ed Efficace

Per gli utenti, è fondamentale seguire le linee guida, le soluzioni di pulizia consigliate e le impostazioni della temperatura per garantire un funzionamento sicuro ed efficace dei pulitori ad ultrasuoni. Le apparecchiature per la pulizia a ultrasuoni durano più a lungo e sono più affidabili se mantenute regolarmente, ispezionate e conformi agli standard del settore. Questo è un modo high-tech e ad alte prestazioni per rimuovere lo sporco dai materiali. È utilizzato in medicina, plastica, macchinari, garage ed elettronica. È importante assicurarsi che il metallo non tocchi la parte inferiore degli ultrasuoni per evitare danni al dispositivo.

Alternative per Articoli Sensibili

Ci sono molte altre cose che non si possono pulire con i pulitori ad ultrasuoni. In questi casi, è consigliabile usare una spazzola morbida e un detergente di buona qualità per pulirle. Un'altra alternativa è la pulizia della schiuma, ottima per oggetti porosi o testurizzati.

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