Nebbie Oleose: Cosa sono? Come si abbattono?

La nebbia è un fenomeno molto diffuso sia in natura che in ambito industriale. Alla base della sua formazione si celano una serie di fenomeni fisici e chimici di grande interesse che esamineremo nel corso di questo articolo per spiegare la genesi di uno specifico inquinante: le nebbie oleose.
Nel corso di questo articolo risponderemo a tre importanti quesiti:

• Cosa sono le nebbie oleose? Per comprendere le proprietà delle nebbie oleose, analizzeremo gli aerosol ed il significato della parola «colloide»;
• Come si formano e quali sono quei meccanismi che possono condurre alla formazione di nebbie oleose in contesti industriali?
• Quali tecnologie abbattono le nebbie oleose disperse in un effluente gassoso?

Per spiegare cosa sono le nebbie oleose è necessario introdurre alcuni concetti propedeutici che esamineremo gradualmente partendo da un esperimento. Immagina di prendere quattro diversi contenitori: due di essi contengono dell’acqua distillata, mentre gli altri due contengono rispettivamente etanolo e olio.
Se misceli tra di loro acqua ed etanolo, ottieni una miscela omogenea in cui le molecole di etanolo e quelle di acqua si mescolano perfettamente tra loro.
Se invece misceli tra di loro acqua e olio, accade qualcosa di diverso: i due elementi non si mescolano tra loro e restano “separati” l’uno dall’altro. Questo chimicamente è dovuto al fatto che acqua ed etanolo hanno entrambi carattere polare, mentre l’olio ha carattere apolare.

Immaginando che l’acqua sia in abbondanza rispetto all’olio, se mischiamo le due sostanze con una frusta meccanica, si crea un insieme di goccioline di olio immerse nella soluzione acquosa. Si tratta quindi di una miscela eterogenea, caratterizzata da due fasi distinte. Nell’esperimento sono state miscelate due fasi liquide e l’acqua, essendo presente in quantità maggiore, si comporta come fase continua, all’interno della quale sono disperse le gocce d’olio (fase dispersa).
La domanda che ora ci poniamo è: si può ottenere un effetto analogo considerando anche fasi solide e/o gassose? La risposta è sì e i composti che si ottengono vengono denominati colloidi: tipologia di miscela in cui una fase si trova finemente dispersa in un’altra.
Tipicamente le dimensioni caratteristiche che contraddistinguono la fase dispersa sono comprese tra il nanometro e il micron.

In base allo stato di aggregazione della fase dispersa e a quello della fase continua, è possibile classificare diverse tipologie di sistemi colloidali, riassunti nell’immagine.
La tipologia di colloidi che sono di nostro interesse in questo articolo sono gli aerosol e le nebbie, ossia delle fini dispersioni di particelle liquide all’interno di una fase gassosa.
Le nebbie oleose, nello specifico, corrispondono a delle fini gocce oleose disperse all’interno di aria. Ora che abbiamo compreso cosa sono le nebbie oleose, possiamo esaminare i meccanismi che ne governano la formazione.

Tipicamente le nebbie oleose si formano in processi che utilizzano oli combustibili, oli lubrificanti, oli idraulici o prodotti polimerici ad alta temperatura. La questione è comprendere come queste tipologie di sostanze possano, dalla fase liquida, formare delle fini dispersioni in aria.
Il primo meccanismo che vale la pena considerare è quello della nebulizzazione. Se un fluido, tenuto ad alta pressione, passa attraverso una sottile fessura o delle apposite configurazioni geometriche, tende a nebulizzare e a formare delle gocce fini.

Questo fenomeno può essere utilizzato volontariamente (ad esempio nei processi di combustione) oppure può accadere in modo indesiderato (si pensi alla fessurazione di un serbatoio ad alta pressione). Un secondo fenomeno, frequente in ambito impiantistico, è la vaporizzazione e nucleazione in conseguenza ad incrementi termici.
Gli incrementi termici di una determinata sostanza sono correlati ad un incremento dell’energia cinetica media delle molecole, con conseguente maggiore tendenza a transire in fase vapore. Se le tipologie di olio prima descritte incrementano la loro temperatura, in conseguenza a contatto con superfici calde o in conseguenza a spiccate fenomenologie di attrito, tendono a transire in fase vapore.

Se l’olio presente in fase vapore incontra poi delle zone più fredde, il valore della tensione di vapore dell’olio diminuisce notevolmente, con conseguente tendenza alla condensazione. Si formeranno dunque in fase gassosa dei nuclei di condensazione che danno origine alle sopracitate nebbie.
Adesso che abbiamo analizzato cosa sono le nebbie oleose e come si formano, cerchiamo di capire insieme come abbatterle!

L’abbattimento delle nebbie oleose avviene sfruttando un principio fisico conosciuto come coalescenza. Si tratta del fenomeno attraverso il quale le gocce di un liquido, piuttosto che le goccioline di un aeriforme o le particelle di un solido, si uniscono per formare delle gocce di dimensioni maggiori. Si sfrutta questo principio in modo da “ingigantire” quindi le gocce e renderle più facilmente eliminabili dallo stream gassoso. Essendo le nebbie oleose un sistema termodinamicamente instabile, esse tenderebbero, magari anche dopo un tempo infinito, a separarsi dall’effluente nel quale sono disperse accorpandosi autonomamente grazie appunto alla coalescenza spontanea a cui sono fisicamente sottoposte.

In ambito industriale non si può però aspettare un tempo infinito per far avvenire naturalmente questo fenomeno; per questo motivo Tecnosida^® ha progettato il filtro a coalescenza OILSCREEN. Questo sistema filtrante sfrutta una superficie che promuove il contatto delle gocce oleose disperse, in modo da facilitare a livello cinetico il fenomeno spontaneo della coalescenza.
Una volta accorpate, queste gocce per gravità tendono a cadere verso la parte bassa del filtro dove vengono quindi raccolte e mandate allo smaltimento. L’effluente trattato viene poi aspirato dal ventilatore e mandato verso il camino di espulsione purificato da queste sostanze oleose.
Ricordiamo che affinché il filtro OILSCREEN sfrutti al massimo le sue potenzialità, è bene che gli oli trattati abbiano una viscosità non elevata e che il flusso sia esente da polveri. Infatti, a seconda degli eventuali altri inquinanti presenti nel flusso da trattare, il sistema può richiedere un pretrattamento.
Abbiamo applicato con successo OILSCREEN in un’ampia varietà di contesti, tra cui:

• trattamento termico dei metalli;
• confezionamento di alimenti;
• trattamento ad alta temperatura di polimeri sintetici

Tecnosida^®, oltre a progettare e realizzare gli impianti di trattamento degli inquinanti dell’aria, propone anche servizi di manutenzione per garantire nel tempo l’efficienza di filtrazione. Contattaci per maggiori informazioni: i nostri tecnici commerciali ti forniranno la soluzione migliore per le tue esigenze!