Come già visto, esistono molte tipologie diverse di macchine per effettuare il pirodiserbo, sia in pieno campo che in interventi puntuali da eseguire a mano. Ognuna ha delle peculiarità fornite dalla ditta costruttrice, che rendono le attrezzature adatte all’applicazione nei vari contesti e necessità. Negli anni sono state apportate modifiche e nuovi dispositivi per rendere la pratica del pirodiserbo sempre più puntuale, efficace e sostenibile.
Una delle più importanti innovazioni riguarda lo scambiatore termico, cioè la tramoggia dove viene fornito calore alle bombole di GPL durante il trattamento. Essendo volatile a temperatura ambiente, il GPL viene immagazzinato allo stato liquido sotto pressione all’interno delle bombole, sfruttando le proprietà legate al punto triplo: aumentando la pressione al di
sopra del punto triplo, il GPL passa dallo stato di vapore a quello liquido lasciando costante la temperatura (Fig. 27).
Fig. 27 – Diagramma di stato di una generica sostanza (ricerca Google).
Durante l’erogazione del GPL, avviene un cambiamento di fase, da quella liquida a quella gassosa, che richiede energia sottraendone all’ambiente esterno; vista l’enorme richiesta termica, le bombole tendono a ghiacciare e quindi a diminuire gradualmente la pressione di esercizio, provocando un malfunzionamento generale della macchina. Per questo è necessario fornire calore alle bombole attraverso uno scambiatore termico; in commercio sono presenti scambiatori costituiti da una tramoggia metallica riempita d’acqua, in cui passano “serpentine” percorse da aria calda che permettono lo scambio termico, al cui interno vengono collocate le bombole. L’aria calda è in genere prodotta da una fiamma alimentata in continuo con lo stesso GPL, con l’inconveniente quindi di aumentare il consumo del gas a discapito del trattamento. L’Università di Pisa ha messo a punto un’idea innovativa che prevede l’utilizzo dei gas di scarico della trattrice, che escono a temperatura
elevata dalla marmitta e che sono ottimi per il riscaldamento dell’acqua (Raffaelli et al., 2002; Raffaelli et al., 2013), oltre ad avere un effetto positivo sul particolato causato dalla combustione incompleta del carburante della macchina. I fumi di scarico vengono recuperati e convogliati all’interno dello scambiatore di calore per mezzo di un tubo flessibile speciale in silicone, resistente alle alte temperature.
Altra importante categoria di accessori sempre presenti in tutte le attrezzature sono i dispositivi di regolazione della pressione di esercizio, necessari per regolare i consumi della macchina e la fiamma prodotta. Nelle comuni attrezzature sono presenti:
- Valvola di regolazione della pressione: imposta la pressione iniziale e ne garantisce il mantenimento durante il funzionamento della macchina.
- Manometro: necessario per visualizzare costantemente la pressione di esercizio.
- Valvola con circuito di regolazione di massimo e minimo: presenti su ogni bruciatore; nei “tempi morti”, lavora solamente la valvola di minimo che è a flusso regolabile, mentre nella fase di lavoro vi si sovrappone quella di massimo che ha funzionamento di tipo on/off.
- Valvole aperto/chiuso: poste a monte del circuito di alimentazione dei bruciatori, permettono l’afflusso del gas ai diversi settori della macchina.
Le attrezzature manuali non presentano tutti questi dispositivi, ma è sempre presente la valvola di regolazione della pressione ed il manometro, mentre la quantità di gas in uscita viene regolata dai rubinetti di massimo e minimo e dal grilletto posti sull’impugnatura della lancia.
Sicuramente le sperimentazioni e la ricerca stanno lavorando maggiormente sulla modifica e lo sviluppo di nuovi bruciatori, essendo l’organo principale della macchina e quello che ne decreta l’efficienza. Lo scopo è ottenere una fiamma stabile, regolare e ben delimitata ai lati in modo da assicurare un’elevata temperatura nel bersaglio colpito e un minimo impatto nelle zone adiacenti ad esso (che possono essere molto importanti per la produzione, come nel caso della vite). Esistono fondamentalmente due tipi di bruciatori alimentati a GPL: quelli che impiegano il combustibile in forma gassosa, e quelli che lo utilizzano in forma liquida definiti “self-vaporizing”. I self- vaporizing hanno una camera riscaldata esterna dove avviene la vaporizzazione del combustibile; essendo molto complessi, la loro presenza sul mercato europeo è ridotta soprattutto con l’avvento di nuovi efficienti scambiatori termici, lasciando spazio ai bruciatori che utilizzano combustibile in forma gassosa. Negli anni ’40 sono stati sviluppati i primi bruciatori a GPL gassoso a sezione circolare, per poi evolvere in quelli
trapezoidali e con camera di combustione orizzontale. Attualmente i bruciatori più utilizzati sono di tipo cilindrico o prismatico (Fig. 28): i primi hanno un unico ugello all’interno di un “carburatore” che sfrutta l’effetto Venturi (un liquido aumenta la sua pressione passando da un tubo a diametro maggiore ad uno a diametro minore) e producono una fiamma cilindrica che provoca un forte riscaldamento localizzato; i secondi sono quelli che hanno subito più modifiche nel tempo, passando da una serie di ugelli a turbolenza posti in fila lungo un profilato a sezione quadra o rettangolare, a un miscelatore con un unico ugello posto esternamente al corpo del bruciatore sviluppato dall’Università di Pisa.
Fig. 28 – Bruciatore cilindrico e prismatico (ricerca Google).
I bruciatori prismatici, più semplici da realizzare rispetto a quelli cilindrici, sono dotati di fori calibrati di diametro maggiore, essendo svincolati dalla funzione di miscelatore aria-GPL (che avviene a monte, nel primo foro di miscelazione), e sono esenti da problemi di ossidazione e quindi di otturazione. Questa configurazione permette di aumentare l’affidabilità e l’efficienza dei bruciatori, che mantengono costante la composizione della miscela aria-GPL e hanno una presa d’aria secondaria, data dai fori di grosso
diametro, che migliorano la qualità della fiamma. Risultano pertanto facili da costruire, affidabili, connessi a consumi di GPL ridotti e in grado di produrre una fiamma piatta e ben delimitata dalla larghezza di 10-50 cm.