La pompa Masterflex® riduce il rischio di esposizione ai metalli pesanti
Il mercurio, una sostanza altamente reattiva e tossica, può danneggiare il sistema nervoso centrale, i reni, i polmoni e il cervello se esposti a dosi sufficientemente elevate. L’avvelenamento da mercurio può provocare sintomi quali gonfiore, neuropatia periferica e spoliazione della pelle. Gli scienziati del Remote Systems Group dell’Oak Ridge National Laboratory (ORNL) che hanno gestito trasferimenti di mercurio elementare sono ben consapevoli dei rischi.
Il team ha inizialmente condotto il trasferimento di mercurio nell’ambito del progetto Spallation Neutron Source (SNS) e successivamente del MERcury Intense Target (MERIT), una collaborazione fisica ad alta energia per dimostrare un bersaglio a getto di mercurio che scorre in un intenso campo magnetico. Più di recente, i ricercatori dell’ORNL hanno studiato l’integrità strutturale di matracci di conservazione del mercurio vecchi di decenni, che richiedevano il trasferimento del mercurio in nuovi matracci.
Implicazioni di ampia portata
L’ORNL è una struttura del Department of Energy (DOE) degli Stati Uniti che offre progressi tecnici nel campo dell’energia pulita e della sicurezza globale. Essendo il più grande laboratorio scientifico ed energetico del DOE, la ricerca e lo sviluppo dell’ORNL nella scienza dei neutroni, nella scienza e nell’ingegneria dei materiali e nella scienza e tecnologia nucleare hanno applicazioni di ampia portata. Le analisi condotte dall’ORNL sulle proprietà dei materiali a livello subatomico, utilizzando l’SNS, potrebbero in ultima analisi portare al miglioramento di farmaci, metalli, plastiche e ceramiche.
Tuttavia, il trasferimento di mercurio può essere un’attività rischiosa. Gli ingegneri e i tecnici del progetto indossano occhiali a maschera con schermo laterale, guanti in nitrile, camici da laboratorio e scarpe antinfortunistiche secondo gli standard di sicurezza dell’ORNL. Con una formazione precauzionale sui respiratori e l’uso di boccagli e cappe chimiche, gli scienziati sono relativamente ben protetti. Tuttavia, quando si utilizzano pompe centrifughe e/o a vuoto per trasferire la sostanza, la meccanica della pompa si contamina. Il team aveva bisogno di una soluzione migliore.
“All’epoca abbiamo studiato le "pompe ematiche", utilizzate nell’industria medica e alimentare”, spiega Philip Spampinato, ingegnere senior dell’ORNL. “Quella ricerca ci ha portato alle pompe peristaltiche, che ci hanno portato alla pompa Masterflex®”.
La giusta tecnologia per il compito
Il Remote Systems Group utilizza le pompe Masterflex per il trasferimento dei fluidi dal 1999. Più di recente, quando si è trattato di trasferire 76 libbre di mercurio da un matraccio di conservazione standard a recipienti di contenimento, l’azionamento senza spazzole di precisione Masterflex I/P® con telecomando analogico si è rivelato vantaggioso su molti piani. Insieme alla testa della pompa Masterflex I/P Easy-Load® e ai tubi a lunga durata Tygon® compatibili, il sistema di pompaggio ha risolto in un colpo solo diversi dilemmi del gruppo.
“La quantità di flusso di mercurio può essere controllata variando la velocità della pompa e l’occlusione”, sostiene Spampinato. “I componenti meccanici della pompa non si contaminano. Solo il mercurio viene a contatto con i tubi. Ciò riduce il rischio di esposizione al mercurio elementare e ai suoi vapori. Dobbiamo solo preoccuparci di smaltire in modo sicuro i tubi quando è necessario sostituirli. Infine, poiché il tubo è trasparente, l’operatore può osservare visivamente il trasferimento. Ciò fornisce un ulteriore livello di fiducia sul buon funzionamento del processo”.
Inoltre, automatizza un processo che altrimenti sarebbe stato gestito manualmente, una prospettiva inefficace e potenzialmente pericolosa.
“Il sistema di pompaggio Masterflex rappresenta un vantaggio significativo rispetto al versamento di mercurio da un matraccio che pesa circa 80 libbre”, ha dichiarato Spampinato. “Mentre la viscosità del mercurio è simile a quella dell’acqua, la sua densità è 13,6 volte quella dell’acqua ed è un liquido non umido. Per questo motivo, il versamento controllato è praticamente impossibile”.