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Le Cisterne

Come sono fatte le cisterne in plastica

Caratteristiche delle Cisterne in Plastica

Per conservare grandi quantità di liquidi si ricorre, generalmente, a serbatoi, che possono essere o sotto o fuori terra. Anticamente, di gran lunga più diffuso era l’uso di cavità naturali o di cisterne sotterranee, data la relativa facilità di allestimento.

Poi l’urbanizzazione, il crescere delle esigenze e la via via maggiore disponibilità di materiali e tecniche di lavorazione hanno portato a privilegiare i serbatoi fuori terra. Dapprima in materiale cementizio, poi in metallo e infine lo sviluppo odierno, grazie alle materie plastiche.

Stoccaggio Liquidi

L’aumentare di particolari esigenze e la sempre maggiore disponibilità di materiali e tecniche di lavorazione hanno portato a privilegiare i serbatoi fuori terra. Dapprima in materiale cementizio, poi in metallo e infine lo sviluppo odierno, grazie alle materie plastiche.

La plastica presenta molteplici vantaggi:

può essere modellata in molteplici forme e in volumi, da qualche frazione di litro fino alle decine di migliaia
è leggera e resistente, facilmente lavorabile, economica
dura nel tempo, rimane inalterata a contatto con l’acqua, resiste all’aggressività della stragrande maggioranza dei prodotti chimici anche concentrati

Oggi per le molteplici esigenze delle abitazioni (depositi di acqua potabile, raccolta di acqua piovana, trattamento di acque di scarico) l’industria offre una ampia gamma di soluzioni a costi ragionevoli e di immediato approvvigionamento

Anche per gli impieghi comunitari i serbatoi in materiali plastici hanno largo uso. Per la potabilizzazione e il trattamento degli scarichi urbani infatti si impiegano grandi quantità di prodotti chimici liquidi, e di qui conseguenza ogni impianto deve avere adeguati serbatoi di stoccaggio

In ambito industriale la necessità di conservare liquidi è amplissima. Acqua per lavaggi, per antincendio, per raccolta di scarichi, prodotti chimici da stoccare appena prodotti o per essere distribuiti al consumo, per trattare le superfici nella metallurgia, per sanificare nell’alimentare, per evitare incrostazioni quando si producono grandi quantità di vapore, per realizzare i detergenti usati in abitazioni e in comunità sono solo alcune tra le applicazioni.

E le cisterne in plastica sono nella maggior parte dei casi, per funzionalità, economicità e resistenza, la scelta migliore.

Alcuni dei liquidi chimici più comunemente stoccati in cisterne in plastica:

Acido Cloridrico
Acido Nitrico
Acido Fosforico
Acido Solforico diluito
Acido Solforico concentrato
Ammoniaca
Bisolfito di Sodio
Clorito di Sodio
Cloruro ferrico
Ipoclorito di Sodio
Nitrato di calcio
Perossido d’Idrogeno (Acqua Ossigenata)
Policloruro di Allumino
Idrossido di Sodio (Soda)
Solfato di Alluminio
Urea (AdBlue)

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Tecnologie di Costruzione delle Cisterne

I polimeri termoplastici utilizzati per produrre cisterne (PE e PP) sono generalmente impiegati in base a 3 tecnologie differenti:

Stampaggio Rotazionale (rotomoulding)

Utilizza esclusivamente PE a bassa densità per la sua duttilità. Si carica uno stampo metallico cavo con granuli di prodotto grezzo e, mediante calore e rotazione sui due assi, se ne induce la liquefazione e la conseguente distribuzione sulle pareti.

Una volta raffreddato, si apre lo stampo e si estrae il serbatoio formato in un blocco unico, a cui si applicano (mediante connessioni meccaniche) gli accessori.

PREGI

economicità (grazie ai volumi produttivi ottenibili e alla tecnologia semplificata)
versatilità (grazie alle svariate forme e dimensioni che possono essere realizzate)
facilità d’installazione (la leggerezza e la forma monobocco favoriscono la trasportabilità e il posizionamento in loco)

LIMITI

la standardizzazione produttiva ne impedisce impieghi specifici: volumi intermedi, combinazioni tra altezza e diametro non previsti dagli stampi disponibili, allestimenti per usi particolari
la duttilità del PE lineare, unita all’impossibilità di differenziare gli spessori tra le varie sezioni del serbatoio, ne limita l’impiego quando si raggiungono valori elevati di volume (sopra i 10/15.000lt), carico statico (densità del liquido) e aggressività chimica
la durata nel tempo, seppur considerevole, risente però del degrado prodotto dalle radiazioni solari, dei carichi statici del contenuto (deformabilità) e dell’azione corrosiva quando usati per prodotti chimici

Lastre Saldate (rounded sheet tanks):

Si preformano (calandratura) e si giuntano con saldature testa a testa, con apposite attrezzature, lastre estruse (in PE o in PP) fino a formare il cilindro verticale, poi unito al fondo, al tetto e agli accessori mediante saldatura a caldo.

PREGI

durata nel tempo
buona resistenza chimica a sostanze poco concentrate
costi economici intermedi tra lo stampaggio rotazionale e l’ estrusione rotazionale

LIMITI

le lastre preformate non possono avere spessori elevati e non consentono una variazione di consistenza delle pareti, limitando l’adattabilità a volumi elevati (cioè con carichi statici considerevoli che nella forma cilindrica verticale gravano maggiormente in basso)
per la stessa ragione di consistenza delle pareti anche la resistenza alla corrosione non può essere la più ampia (se dietro lo strato a diretto contatto con il prodotto non cè materiale a sufficienza per compensarne il degrado la struttura è a rischio)
la presenza di una esteso sviluppo delle giunzioni (saldatura tra lastre) costituisce un oggettivo limite all’affidabilità e alla sicurezza rispetto a strutture monoblocco

Estrusione Rotazionale (helix (roll- extruded) tanks):

Un nastro di polimero fuso (PE Alta Densità o PP)viene deposto su di una forma metallica cilindrica orizzontale. Traslando la bocca di estrusione parallelamente al cilindro in rotazione si viene a formare una successione di spire parzialmente sovrapposte. Ripetendo il processo, e differenziando ogni volta il punto di avvio per la formazione della spira, una volta raffreddata la plastica deposta e rimossa la forma metallica su cui si è avvolta, si ottiene un cilindro con spessori differenziati. A questo, mediante formazione di un cordolo estruso, vengono saldati un fondo (sul lato a maggior spessore) e un tetto.

PREGI

resistenti e duraturi anche in presenza di grandi volumi (fino a centinaia di migliaia di litri) e prodotti a concentrazione elevata e spiccata corrosività
flessibilità nell’allestimento e alla predisposizione per usi specifici (miscelazione di prodotti, riscaldamento/raffreddamento, particolari densità etc.)
manutenzioni ridotte
garantiscono la massima sicurezza possibile con serbatoi in plastica: possono integrare la struttura di contenimento perdite e i cedimenti a cui possono essere soggetti non producono collassi strutturali, ma solo trafilamenti

LIMITI

costo iniziale significativo
reperibilità solo su commessa con tempi di fornitura e costi di messa in opera consistenti

Materiali Plastici Usati per le Cisterne

I materiali plastici utilizzati per le cisterne sono generalmente di due tipi:

TERMOINDURENTI

TERMOPLASTICI

I primi sono sono una famiglia di resine sintetiche derivate dal petrolio, inizialmente liquide, che induriscono per l’intervento di appositi catalizzatori anche a freddo. E, poiché il processo è irreversibile, dopo che divengono solidi non possono più mutare forma. Si utilizzano in abbinamento a fibre di vetro su cui vengono spalmate, per cui il prodotto finale è un composito che prende il nome di Vetroresina (fiberglass GRP etc.)

I termoplastici, cioè che con il calore possono mutare forma, sono derivati del petrolio che, per aggregazione tra molecole semplici formano complessi chiamati polimeri.

Non tutti sono adatti alla produzione di cisterne plastiche. Alcuni, come il PVC, sono troppo rigidi, altri, come il PTFE (Teflon) lo sono troppo poco. Il PA (nailon) resiste poco agli attacchi chimici, il PVDF ha costi molto elevati.

I polimeri dotati delle caratteristiche più favorevoli sono due:

POLIETILENE

Appartenente alla famiglia delle Poliolefine. Viene ottenuto dalla polimerizzazione (processo che produce molecole costituite da molte parti uguali ripetute in sequenza) dell’etilene ed è uno dei polimeri più lavorati ed utilizzati costituendo la frazione più grande del consumo mondiale di plastiche.
Le principali caratteristiche:
- resistenza alla corrosione e ai prodotti chimici
- resistenza agli urti
- facilmente saldabile
Si distingue per densità (peso molecolare):
- Polietilene Bassa Densità: è molto più ramificato dell’HDPE, è quindi un materiale più duttile e meno rigido
- Polietilene Alta Densità: è un polietilene poco ramificato, ha quindi forze intermolecolari elevate e maggiore rigidezza rispetto al polietilene a bassa densità

POLIPROPILENE

Appartiene anch’esso alla famiglia delle poliolefine. E’ il secondo più utilizzato polimero al mondo (dopo il polietilene, PE).
Le principali caratteristiche:
- resistente al calore
- apolare, rimane chimicamente stabile a contatto con sostanze aggressive
- resistente all’usura e facilmente lavorabile

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