TRADUTTORI ULTRASONORI E STORIA DELLE ONDE ACUSTICHE
La nascita delle apparecchiature ad ultrasuoni, come quella degli apparecchi ad onde radio, la nascita della televisione, lo scudo stellare, la moderna stereofonia amplificata, l’emissione di potenza via etere di onde ad altissima frequenza, i radar, il telegrafo, ecc.. trovano due grandi scienziati, storici punti di riferimento e sviluppo di tutta la moderna tecnologia elettrica delle onde acustiche e dell’alta frequenza energetica: Guglielmo Marconi e Nicola Tesla, che sono stati fonte degli studi e delle sperimentazioni dei padri di chi ha fondato l’azienda, e ai quali pare vi siano discendenze di parentela (Marconi) da parte del cofondatore.
I primi trasduttori ultrasonori piezostrittivi (PIEZO), costruiti in america tra il 1940 ed il 1960 per varie applicazioni sonar, rilevazione subacquea, lavaggio e saldatura materiali, erano piezoelettrici con ceramiche polarizzate basate su quarzo naturale che risultarono inizialmente fragili, con un punto di saturazione di Curie troppo basso rispetto alle sollecitazioni termodinamiche e quindi poco adattabili alle elevate potenze e temperature richieste nel lavaggio industriale.
In seguito però furono perfezionati e migliorati, sino a pareggiare la tecnica magnetostrittiva (MAGNETO).
Intorno al 1960 una famosa industria americana e, in seguito ulteriori grandi società d’oltre oceano, adottarono la tecnica della magnetostrizione a blocchetti; basata su materiali ferromagnetici in ferro-nichel fabbricati con varie forme, incollate o saldobrasate sulle vasche o sulle flange inox. Muniti di potenti bobine magnetiche di induzione questi sistemi magnetoelettrici hanno avuto un buon sviluppo già ai tempi; abbiamo ancora il manuale in inglese originale dell’epoca di una delle prime vasche di lavaggio ad ultrasuoni importata in Italia dal costruttore. La vecchia vaschetta, anche se funzionante dopo riadattamento, l’abbiamo successivamente rottamata nel 2005.
I materiali magnetico-ferrosi del tempo (che noi riteniamo di tecnica molto più antica delle teorie elettro piezo strittive) avevano lo stesso rendimento dei quarzi piezo, e, essendo molto robusti, consentivano la gestione di potenze superiori e di sopportare elevate temperature nel lavaggio con detergenti, solventi e con grandi masse metalliche da pulire.
Leggero inconveniente del MAGNETO era la frequenza bassa (18 khz) che oggi invece è portata molto prossima ai 20 Khz; in effetti i materiali ferrosi non potevano allungarsi e restringersi alla velocità del quarzi polarizzati e drogati con bario e titanati vari che, come recentemente scoperto, sono flessibili e possono di oscillare a frequenze superiori elevatissime: tanto da trovare applicazione in sirene, altoparlanti stereo, cuffie, microfoni.
Mentre gli americani avevano scelto di produrre lavatrici ad ultrasuoni con frequenze di 18 e 22 Khz, in Francia altri produttori sceglievano i sistemi piezoelettrici, affinandone la tecnica costruttiva.
Nella foratura ad ultrasuoni sia in Francia che in Italia nacquero aziende locali specializzate nei sistemi ad ultrasuoni a magnetostrizione con frequenze più alte, da 27 e 35 Khz e con potenze sino a 3.000 watts per singola macchina (trapani ultrasonici). Di seguito i produttori di allora implementarono ambedue le tecniche, perchè ognuna eccelleva con specifici vantaggi e in specifiche applicazioni, e non solo nell’ambito del lavaggio.
Malgrado le personali “tendenze” di chi affermava “è meglio il MAGNETO o meglio il PIEZO” , ambedue le tecnologie trovarono ottimo uso nell’industria e nei suoi sviluppi dal dopo guerra in poi.
In questi primordi del lavaggio si ovviava al rumore con operazioni di coibentazione con piombo e antirombo sulle lamiere di coibentazione. Inoltre molta parte della energia elettrica erogabile dal generatore si disperdeva in calore per effetto Joule a causa di un’elettronica a transistors ancora agli albori, composta di bobine, avvolgimenti di potenza, trasformatori di frequenza e condensatori non ancora perfezionati.
Nel MAGNETO si induceva del magnetismo residuo sui pezzi in ferro e ghisa, controproducente per asportare grossi volumi di polveri metalliche ferromagnetiche, che comunque possono asportarsi con una calamita.
Nel PIEZO si avevano fenomeni di microcriccatura e fessurazione delle flange emettitrici causate da una spartana messa in sintonia delle superfici emettitrici e il circuito elettronico oscillante.
