Preturi mici - dar cu ce consecinte?

Cresterea numarului ofertelor de site moleculare de provenienta asiatica in special din China la "preturi mici" reprezinta pentru producatorii europeni de geamuri termoizolante tentatia de a reduce costurile. Cu toate acestea, experientele anterioare au demonstrat ca acest lucru poate avea drept urmare scaderea nivelului calitativ al unitatilor de geam termoizolant cu desorbtie severa de gaz, capacitate scazuta de adsorbtie a moleculelor de apa avand ca efect final reducerea drastica a duratei de viata a unitatilor de geam, in plus forma granulelor poate avea un efect negativ asupra echipamentului de umplere automata. Acest articol trece in revista cerintele de baza pentru sitele moleculare, pentru a ajuta producatorul de geamuri termoizolante sa ia o decizie in cunostinta de cauza in privinta materialelor pe care doreste sa le utilizeze.

Este un lucru bine cunoscut ca solicitarile de site moleculare au atins un nivel record in Europa in anul 2004. Producatorii de produse petroliere si gaze, incurajati de cresterea pretului barilului de titei, au marit frecventa de inlocuire a unitatilor de purificare si de deshidratare ce folosesc site moleculare. Totodata, producatorii de geam termoizolant se straduiau sa faca fata cresterii continue a cererii aparute ca urmare a expansiunii sectorului de constructii din tarile europene aflate in plina dezvoltare. In aceste conditii, solicitarile de site moleculare au depasit uneori capacitatile de productie, ceea ce a determinat o crestere a preturilor. Condusi de conceptia generala ca „preturile trebuie sa scada“, producatorii de geam termoizolant au fost tentati sa profite de ofertele din ce in ce mai numeroase venite din partea unor surse neverificate – dar cu ce costuri in detrimentul calitatii?

Impactul pe care China si alte tari asiatice il au asupra lumii vestice este dificil de evitat. Intr-adevar, in toate domeniile de activitate, foarte mult timp a fost dedicat pentru a se incerca reconcilierea oportunitatilor enorme oferite de astfel de economie in crestere rapida, cu amenintarile reale pe care le reprezinta o atare expansiune pentru baza europeana traditionala de productie. Desi nu acesta este subiectul discutiei noastre, experienta capatata recent demostreaza ca, in graba de a profita de ofertele convenabile de pret ale unor site moleculare chinezesti, performantele geamului termoizolant sunt pur si simplu „aruncate pe fereastra“.

Sa luam exemplul unui producator de geamuri termoizolante recunoscut care, in crezator, a transferat o parte din comenzile sale de site moleculare unui distribuitor de produse provenite din China. La prima vedere, materialul parea sa fie in regula: bej, cu granule mai mult sau mai putin sferice, de dimensiuni aproape corecte si fara particule de praf evidente. Cu toate acestea, dupa cateva luni de utilizare, producatorul a constatat multiple deficiente ale unitatilor de geam termoizolant in timpul testarilor conform standardului national de calitate. S-au analizat mostre ale produsului si s-a constatat ca era de fapt vorba despre o sita moleculara de 4 Angstrom si nu de 3 Angstrom, asa cum producatorul crezuse initial ca achizitioneaza. Aici este problema – calitatea produsului nu poate fi stabilita dupa aspectul sau vizual. O verificare superficiala a fisei tehnice a produsului, in care parametrii de testare fie lipsesc, fie, in cel mai bun caz, prezinta ambiguitati, poate mai degraba sa induca in eroare decat sa ofere informatii. In privinta problemei cu sita moleculara 4Å, mentionata mai sus, aceia dintre dumneavoastra care activeaza de mai multi ani in acest domeniu isi amintesc, probabil, ca, in anii ’80, s-a renuntat la aceste produse din cauza adsorbtiei si desorbtiei excesive de aer in cavitatea unitatii de geam termoizolant. Folosirea sitelor de 4Å poate avea drept consecinta o deformare a imaginii reflectate, o solicitare la imbinarea intre sigilant si sticla care determina infiltrarea unei cantitati mai mari de umezeala precum si chiar posibilitatea ca geamul termoizolant sa se fisureze la temperaturi scazute.

Pentru toti producatorii preocupati de mentinerea calitatii produsului, in conditiile unei inevitabile cresteri a costurilor, este necesar sa revenim putin la notiunile de baza si sa trecem in revista influenta pe care alegerea tipului de sita o are, nu numai asupra calitatii intregului produs, ci si asupra intregului proces de fabricatie precum si asupra protejarii mediului inconjurator si a sanatatii umane.

INAPOI LA NOTIUNILE BAZA

Ce este o sita moleculara?

Sitele moleculare sunt realizate din silicati aluminici cristalini sintetici. Aceste structuri cristaline au sisteme tridimensionale de pori, cu deschideri care sunt precis definite. Aceste deschideri uniforme permit adsorbtia moleculelor de diametru redus, excluzandu-le pe cele mai mari. Acest proces de filtrare a dus la aparitia denumirii de „Sita moleculara“ (a se vedea Fig. 1). Deschiderile porilor din orice tip de site moleculare sunt definite cu precizie, tipurile cele mai raspandite avand deschideri ale porilor cu dimensiuni de aproximativ 3Å, 4Å sau 10Å (1Å = 1 Ångström = 1x10-10 m).

Pentru unitatile de geam termoizolant, sita moleculara trebuie sa fie selectiva la adsorbtia de apa, avand o marime a porilor care permite adsorbtia moleculelor de apa, dar care trebuie sa nu permita adsorbtia celor de azot, oxigen sau alte gaze de umplere folosite in mod curent, cum ar fi argonul, kriptonul sau SF6. Acest lucru este posibil numai daca se utilizeaza o sita moleculara de tip 3Å, dupa cum se arata in tabelele 1 si 2.

Deformarea sticlei si solicitarea sigilantului

Dupa cum a descoperit producatorul nostru de geam termoizolant, utilizarea sitelor moleculare cu o deschidere a porilor mai mare de 3Å este nerecomandabila, deoarece, aceste materiale adsorb cantitati mari de molecule ale gazelor, in special la temperaturi scazute. La temperaturi mai ridicate, aceste gaze adsorbite vor fi eliberate (a se vedea fig. 2). In consecinta, adsorbtia si desorbtia acestor gaze, in functie de temperatura, va duce la aparitia unor presiuni negative si pozitive in interiorul unitatii de geam, astfel de schimbari de presiune conduc la aparitia unor deformari conform imaginii din fig. 3, cauzand:

deformari ale sticlei;
tensionari si spargeri ale sticlei;
capacitate redusa de izolatie termica;
solicitarea sigilantului avand ca efect deteriorarea etansarii;
reducerea duratei de viata a unitatii de geam termoizolant.

Un efect similar, desi mai putin pronuntat, va fi observat in cazul utilizarii unor lianti necorespunzatori, in procesul de fabricatie al sitelor moleculare.

Cantitatea de aer eliberata de o sita moleculara la o temperatura ridicata poate fi determinata cu usurinta, iar nivelul de referinta actual al industriei referitor la site moleculare 3Å de calitate este de maxim 25 ml aer la 250 ml sita moleculara (masurat la 70° C). Aceasta cifra poate creste pana la 600 ml aer pentru o sita moleculara 4Å care, daca ar fi utilizata intr-o unitate de geam termoizolant, ar produce efecte de flambare exterioara semnificative, marind astfel solicitarea asupra foilor de sticla si a sigilantilor. Acest fapt va conduce la deformarea imaginilor reflectate, la reducerea duratei de viata a geamului termoizolant si, in conditii extreme, poate avea ca efect spargerea sticlei. Calculul urmator ilustreaza comportarea la deformare a doua unitati de geam termoizolant, una umpluta cu sita moleculara 3Å fara desorbtie de gaz, iar cealalta cu o sita moleculara 4Å cu eliberare de gaz (Figurile 4, 5, 6.)

Calculele se refera la urmatoarele date luate ca baza pentru unitatile de geam termoizolant:

Dimensiunea unitatii (lungime x latime): 50 cm x 35 cm
Distanta dintre foi: 16 mm
Grosimea foilor: 4 mm
Temperatura/Umiditatea/Presiunea in timpul procesului de fabricare: 25°C/50% RH/1013 mbar
Temperatura si presiunea atmosferica la locul instalarii: 25°C/50% RH/1013 mbar
Tipul sitei moleculare : MS 3Å, respectiv MS 4Å
Cantitatea de sita moleculara: 80g

Din aceste diagrame se poate observa ca atat deformarea geamului cat si solicitarea sticlei cresc o data cu cresterea diferentelor de temperatura dintre locul de fabricare a sticlei si locul de instalare la utilizatorul final. In cazul sitei moleculare 4Å, riscul spargerii sticlei si al solicitarii atat a sigilantului cat si a foilor de sticla este mult mai pronuntat decat in cazul sitei moleculare 3Å.

Pentru unitatatile de geam termoizolant de calitate superioara durata de viata preconizata este de aproximativ 25 ani. Aceasta durata de viata se va reduce daca unitatea de geam termoizolant este expusa la deformari considerabile ale foilor de sticla. Prin urmare, utilizarea sitelor moleculare 3Å de calitate superioara este esentiala pentru performantele unitatilor de geam termoizolant.

Durata de viata a unitatii de geam termoizolant

Pentru a prelungi la maxim durata de viata a unitatii de geam termoizolant, este necesara maximizarea capacitatii de adsorbtie a apei de catre sita moleculara. Aceasta este o functie a intregului continut de materii volatile (preincarcarea cu umiditate). Testul de crestere a temperaturii este recunoscut in industrie, dar numai ca o metoda de masurare a nivelului de activitate si nu ca o metoda de masurare absoluta a capacitatii de adsorbtie. Conform testelor, capacitatea de adsorbtie a sitelor poate varia cu pana la 40 % de la un producator la altul dar, cu toate acestea, toate ating cresterea minima specificata de temperatura.

Umplerea baghetei distantier

Sitele moleculare granulate permit o umplere usoara si rapida a baghetei distantier. Cu toate acestea, operatia de umplere poate produce formarea de praf, avand impact asupra:

Aspectul vizual – particule de praf pe geam sau pe distantier
Aderenta sigilant/sticla poate fi deteriorata.

Sistemele de umplere automata a baghetelor distantier, care ar putea functiona necorespunzator in prezenta unei cantitati excesive de praf.

Excesul de praf care pericliteaza sanatatea si siguranta lucratorilor din domeniul productiei de geam termoizolant.

Cantitatea de praf poate fi redusa la minimum de catre producatorii de site moleculare prin utilizarea liantului adecvat si prin aplicarea tehnologiilor de granulare si calcinare de ultima ora. Trebuie sa se recunoasca faptul ca liantii sunt, in general, produse anorganice, care pot contine fibre periculoase si concentratii de cuart.

Distributia marimii granulelor trebuie sa fie controlata prin specificatii stricte pentru a asigura o functionare fara probleme a sistemelor de umplere automata. O proportie excesiva a particulelor cu un diametru de peste 0,9 mm poate bloca injectoarele de umplere.

Densitatea sitei moleculare varsate determina greutatea produsului care ocupa volumul spatiului baghetei distantier si ar trebui sa se tina seama de aceasta in calculul economic.

Concluzii

Tinand seama de toate aspectele mentionate mai sus, unii cititori ar putea fi surprinsi de faptul ca produsele care au o capacitate de numai 60% din capacitatea de adsorbtie a unei site moleculare de calitate superioara sau care au caracteristici de adsorbtie ce ar putea duce la spargerea sau deformarea sticlei, sunt totusi tolerate in fabricarea de geamuri termoizolante pe piata europeana. Se poate determina daca un produs corespunde sau nu scopului pentru care este utilizat, luand in consideratie specificatiile continute in standardul european prEN1279 pentru geamuri termoizolante. O propunere rezonabila, veti spune, dar standardul se refera numai la capacitatea de adsorbtie a produsului: el nu face referire la deformari reduse ale geamului, la reducerea la minimum a cantitatii de praf generate, la o cinetica a adsorbtiei corespunzatoare si la integritatea granulelor.

Desigur ca decizia de a procura orice tip de produs de la un producator nou si, eventual, necunoscut apartine, in ultima instanta, utilizatorului. Cu toate acestea, utilizatorul trebuie sa insiste ca furnizorul sa ii comunice sursa produsului oferit. Furnizorul trebuie, de asemenea, sa fie capabil sa demonstreze ca produsul respectiv corespunde cerintelor necesare mentinerii reputatiei castigate cu greu de catre producatorul de geam termoizolant in ceea ce priveste calitatea produselor sale.

Autori: Andreas Keinath, Vassilios Zafirakis, Martin Newsom, Grace Davison

6 iunie 2005