Il separatore a correnti di Foucault è una macchina utilizzata principalmente nell’industria del riciclaggio. Basata su un principio scoperto da un fisico francese del XIX secolo, permette di effettuare una selezione estremamente precisa tra i vari residui presenti nei flussi di materiali da riciclare e i metalli non ferrosi che contengono.
Rendiamo omaggio a Jean Bernard Léon Foucault
È importante rendere omaggio a Jean Bernard Léon Foucault, di cui si parla in questo articolo,ed alle correnti alle quali ha lasciato il suo nome. Nato nel 1819 e morto nel 1868, questo fisico e astronomo francese fu estremamente prolifico durante la sua breve vita.
Lasciò in eredità scoperte che hanno avuto un impatto su tutto il mondo. Oltre alle correnti, diede il suo nome anche al pendolo di Foucault che dimostra la rotazione della terra attorno al suo asse; fu il primo a determinare la velocità della luce e inventò il giroscopio.
Cosa sono le correnti di Foucault ?
Le correnti di Foucault o correnti parassite – sono le correnti create da un campo magnetico alternato su un materiale conduttore di corrente. Qualsiasi variazione del flusso magnetico attraverso una massa metallica produce correnti parassite. Queste correnti elettriche possono essere indotte volontariamente o involontarioamente.
Nel caso di un campo magnetico variabile in una piastra metallica – ferrosa o non ferrosa – il fenomeno è naturale. Il campo magnetico è invece artificialmente indotto in presenza del campo variabile di una bobina elettrica.
Queste correnti creano un effetto Joule e provocano il riscaldamento della massa che le conduce. Possono anche essere utilizzate come forza frenante quando provocano la comparsa di forze di Laplace, se la variazione di flusso deriva da uno spostamento del mezzo di fronte a un campo magnetico costante.
Le correnti di Foucault nella vita quotidiana
Le correnti di Foucault fanno parte della nostra vita quotidiana e le utilizziamo in numerose applicazioni.
Le piastre a induzione funzionano sottoponendo un pezzo metallico immobile ad un campo magnetico ad alta frequenza. Le correnti di Foucault generate nella piastra provocano un riscaldamento per effetto Joule.
Per frenare gli autocarri, un disco di rame viene fissato alla ruota, accanto a un elettromagnete alimentato da una corrente. Le correnti parassite inducono forze di Laplace che rallentano il movimento, ma questo sistema non sostituisce la frenata convenzionale perché la sua efficacia diminuisce quando la ruota rallenta.
c’è anchel’aspetto negativo delle le correnti di Foucault in quanto sono all’origine del surriscaldamento nei trasformatori, così come delle perdite di energia negli impianti elettrici
Il separatore a correnti di Foucault
qual è l'utilizzo dei separatori a correnti parassite?
Il separatore a corrente di Foucault permette di separare i metalli non ferrosi dagli altri materiali. Gli elementi da separare vengono trasportati alla rinfusa su un nastro trasportatore che separa ed estrae automaticamente i metalli non ferrosi.
Queste macchine sono utilizzate principalmente nell’industria del riciclaggio per il trattamento dei rifiuti. Il flusso in entrata viene trattato dal separatore a correnti parassite e, all’uscita della macchina, si ottine un fliusso di materiale pulito che consente il riutilizzo dei diversi materiali.
Globalmente, il separatore di metalli non ferrosi è utilizzato per riciclare materiali molto diversi come vetro, plastica, gomma, sabbia in fonderie di alluminio, cavi triturati, linee di macinazione di automobili, rifiuti domestici, residui da incinerazione …Può anche rimuovere particelle ferrose o debolmente magnetiche, come ad esempio nell’acciaio inox, vetro armato, ecc.
Ecco alcuni esempi di trattamenti:
- Trattamento del legno lavorato e dei mobili: estrazione delle cerniere in rame, chiodi, viti, maniglie, ecc. ;
- Recupero di telai, maniglie e meccanismi di chiusura di porte e finestre;
- Separazione dei metalli non ferrosi nei residui dopo l’incenerimento dei rifiuti;
- Trattamento dei rifiuti domestici e recupero delle parti metalliche, provenienti da apparecchiature elettroniche e lattine;
- Eliminazione dei metalli non ferrosi dal vetro macinato, plastica, polietilene, PVC, gomma, ecc. ;
- Separazione delle capsule di alluminio nell’industria del riciclaggio del vetro o di capsule tipo Nespresso;
- Riciclaggio delle carcasse di automobili e recupero dell’alluminio e dei suoi derivati dalla macinazionei dell’alluminio;
- Depurazione delle sabbie di fonderia di alluminio;
recupero di rame, piombo e alluminio nei cavi triturati;
trattamento delle batterie di qualsiasi tipo…
come funzionano i separatori a correnti parassite?
I residui da trattare vengono prima frantumati. Nella maggior parte dei casi, contengono ancora particelle di ferro che devono essere rimosse prima di passare attraverso il separatore a correnti parassite.
A tal fine, vengono trattati da un separatore magnetico o da un tamburo magnetico, che attira le particelle di acciaio e le rimuove.
A seguire c’è il separatore a correnti parassite, che separa i metalli non ferrosi da tutti gli altri materiali.La funzione del separatore a correnti parassite è quella di depurare i materiali da trattare depositati alla rinfusa sul suo nastro trasportatore. Il dispositivo è dotato all’estremità di un tamburo rotante magnetico multipolare, equipaggiato con magneti permanenti al neodimio ad alta remanenza. Fatto ruotare ad alta velocità, il campo magnetico induce correnti parassite nei metalli non ferrosi conduttori.
Queste correnti creano un proprio campo magnetico, che si oppone a quello della ruota polare. In questo modo, i residui inerti continuano il loro viaggio sul nastro trasportatore, mentre i residui non ferrosi vengono eiettati dalla forza repulsiva e raccolti in un apposito contenitore separato o su un ulteriore nastro trasportato per essere poi raccolti.
Per separare i due flussi di materiale è presente un deflettore che può essere regolato delle taglie e dei materiali da trattare.
In altre parole, i metalli non ferrosi percorsi da una corrente elettrica diventano elettromagneti con una propria forza elettromagnetica per una frazione di secondo.
È per questo che i metalli non ferrosi, grazie alla velocità del nastro trasportatore che li trasporta, combinata con la repulsione magnetica, seguono una traiettoria diversa rispetto ai residui inerti.
Cosa influisce sulla precisione della separazione dei metalli non ferrosi?
I metalli ferrosi sono più o meno facili da separare. Ciò dipende dalla loro conducibilità elettrica, dalla loro densità e dal rapporto tra le due. Maggiore è la conducibilità elettrica e minore è la densità, migliore sarà la capacità delle correnti parassite di separare un materiale. La conducibilità elettrica è calcolata in siemens per metro e simboleggiata dalla lettera greca sigma: σ. In ordine decrescente, si va dall’argento con 62,1 σ, passando per il rame, l’oro, lo zinco, l’alluminio, il magnesio, l’ottone, il cadmio, il platino, lo stagno, il cromo, il bronzo, il piombo e il titanio fino all’acciaio inossidabile con 1,4 σ.
Densità
La densità determina la facilità con cui possono essere catapultati fuori dal trasportatore, in quanto coinvolge la forza di gravità. Le correnti parassite del rotore magnetico devono generare una forza sufficiente a vincere la forza di gravità.
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