Plasma freddo: tecnologia al plasma freddo e reattore plasma

Plasma freddo, tecnologia del plasma freddo e impianto plasma freddo Ecotec.

Ricerche sul plasma freddo

Presso il Centro Ricerche, ECOTEC ha realizzato un progetto di ricerca, avente come oggetto “L’utilizzo della tecnologia del plasma freddo nella rimozione di inquinanti organici persistenti nei fanghi e nei terreni contaminati dell’industria chimica e petrolchimica”, cofinanziato dal Fondo Europeo di Sviluppo Regionale (F.E.S.R.), nell’ambito del Programma Operativo Nazionale (P.O.N.) “Ricerca Scientifica, Sviluppo Tecnologico, Alta Formazione” 2000-2006”.

Impianti al plasma freddo

Il progetto ha previsto la costruzione di un impianto al plasma freddo, realizzato e assemblato in due sale dedicate all’interno del parco piloti, basato su tecnologia del plasma freddo (plasma generato con radiofrequenza a 13,56 MHz), con a corredo anche una torcia al plasma termico.

Tale impianto al plasma freddo, realizzato in collaborazione con l’Istituto del Plasma del CNR di Milano, è uno dei più grandi d’Europa e permette di sperimentare l’applicabilità di processi di ossidazione demolitiva di composti organici persistenti provocata da ossigeno allo stato di plasma. Inoltre, l’impianto consente di sperimentare le ampie possibilità di applicazione del plasma freddo al campo dei materiali quali, ad esempio, la deposizione di nanostrati su supporti specifici.

Per sperimentazioni su scala inferiore, è inoltre attivo un piccolo impianto pilota al plasma freddo, funzionante con radio frequenza a 13.56 MHz e potenza nominale di 2 kW. Quest’ultimo impianto ha consentito di eseguire alcuni test preliminari su terreni contaminati da sostanze chimiche e petrolchimiche provenienti da impianti industriali e di ottenere dati sperimentali sull’efficienza del processo e del trattamento.

L’impianto grande, che lavora in continuo, è costituito essenzialmente da tre camere: una camera di carico, una camera di processo (cold plasma chamber), e una camera di scarico, isolate l’una dall’altra tramite un sistema a valvole pneumatiche.

Trattamento al plasma freddo

Il materiale da trattare viene posto all’interno della camera di carico, dove viene asciugato con pompe ad alto vuoto; dopo questa prima fase il materiale, con un nastro trasportatore, entra nella seconda camera, dove si trova il reattore a plasma freddo. In questa camera, il campione sosterà il tempo necessario al trattamento e, successivamente, verrà traslato nella terza camera (di scarico), dove il materiale viene raffreddato e riportato a pressione atmosferica.

La camera è stata progettata per poter operare in una vasta scala di temperature: da circa 100 K fino a circa 473 K. La pressione all’interno delle tre camere può variare da quella atmosferica fino a 10-3 mbar.

L’elettrodo di potenza, che lavora ad una radio frequenza di 13.56 MHz, ha una potenza nominale di 3 kW. Gli effluenti gassosi vengono immessi in una cracking chamber e distrutti, inviandoli in un reattore al plasma che utilizza una torcia al plasma termico (del tipo “ad arco non trasferito”, che lavora a una temperatura di circa 10.000 K).

La camera di processo è costruita per poter operare su vari materiali con la tecnica PECVD.

Il sistema è dotato di due spettrometri di massa, disposti in diversi punti dell’impianto, per monitorare la composizione degli effluenti nelle varie fasi del trattamento, anche dopo il trattamento finale con la torcia a plasma termico.

Tecnologia al plasma freddo: applicazioni

L’intero impianto è stato progettato per essere estremamente flessibile e quindi utilizzabile per varie applicazioni della tecnologia al plasma freddo. Oltre a diversi processi riconducibili alle categorie di “trattamento rifiuti plasma freddo”, è infatti possibile sperimentare e sviluppare nuove applicazioni e soluzioni tecnologiche nel campo della modifica delle proprietà dei materiali e della PECVD nelle sue diverse applicazioni.