LIFE06 ENV/IT/000254 UME
Ultrasound Micro-cut
Ecosustainable
Iride S.r.l.
IRIDE S.r.l.
Our company was established in 1985 as supplier of cutting and
rectification services for the ceramic tile industry and following the
market trend over the years it has reported significant growth.
Today it boasts a great experience in third party processing and offers
high quality services to some of the most important manufacturers.
The company has always paid particular attention to the technological
and environmental aspects of this sector and over the years it has
observed the changes in production methods trying to interpret future
trends; over the years, in fact, the production of ceramic wall and floor
tiles has passed from a phase in which the products were produced in
the final format and dimension to the current phase in which a single
large size format is produced and then cut to obtain smaller formats;
the latter simplifies the pressing, decorating and sintering processes
but at the same time significantly increases the cutting and rectification processes.
The exponential increase of the processing operations mentioned
above has led to an increase in water consumption, consumption of
abrasive wheels, used for both cutting and rectification, and
production of processing sludge and sub-products which are rarely
reusable and that must be disposed of in disposal centres with heavy
economic and environmental impact.
In order to try and tackle this increasing problem, considering also the
European scale of tile manufacturing, Iride S.r.l. started to study
different possible technical solutions to the solve the problem: first of
all it introduced the existing cracking technology as alternative to the
wet cutting system, thus eliminating part of the water consumption.
This technology however does not guarantee, on its own, an accurate
linearity of the fracture line therefore wet rectification is then necessary.
Following preliminary studies and research, we examined the possibility of using the cracking system and “guiding” the tile fracture using
ultrasounds to make the rectification process significantly less
impacting and polluting: this led to the development of the U.M.E.
project which was included in the Life programme and received the
relevant financing which has allowed the company to successfully
complete the demo plant.
Iride S.r.l.
LIFE06 ENV/IT/000254 UME
Ultrasound Micro-cut
Ecosustainable
La nostra azienda è nata nel 1985 come fornitrice di servizi di taglio e rettifica all’industria ceramica ed ha avuto negli anni una forte espansione,
seguendo il trend del settore.
Oggi vanta una grandissima esperienza nelle lavorazioni conto terzi ed una conseguente elevata qualità dei servizi offerti, potendo annoverare fra
i clienti i produttori più importanti.
Da sempre attenta alle problematiche di settore di tipo tecnologico ed ambientale, da molti anni osserva i cambiamenti nei metodi produttivi e
cerca di interpretarne le tendenze per il futuro; nel tempo infatti la produzione di piastrelle ceramiche, da pavimento o rivestimento che siano, è
passata da una fase in cui i prodotti erano creati già del formato e delle dimensioni finali, ad una fase, quella attuale, nella quale si tende a
produrre un unico formato di grandi dimensioni dal quale poi, per tagli successivi, ottenere i formati più piccoli, semplificando la fase di pressatura,
decorazione e sinterizzazione del pezzo ma incrementando notevolmente le operazioni di taglio e rettifica.
L’aumento esponenziale delle lavorazioni citate si è trascinato anche l’aumento conseguente dei consumi di acqua, di consumi di mole abrasive,
usate sia per il taglio che per la rettifica, e la produzione di fanghi di risulta, sottoprodotti difficilmente riutilizzabili e per lo più da smaltire in
discarica con pesanti oneri sia economici che ambientali.
Per tentare di far fronte a questo problema, sempre maggiore, considerando anche la dimensione europea della produzione ceramica, l’Iride S.r.l.
ha iniziato a studiare diverse possibilità di soluzioni tecniche al problema: ha dapprima introdotto lo spacco, tecnologia esistente, quale alternativa
al taglio ad acqua, riuscendo ad eliminare parte del consumo di acqua. Tale tecnologia però non garantisce, da sola, una linearità precisa della
linea di frattura e costringe comunque ad una rettifica ad acqua a posteriori.
Attraverso alcuni studi e ricerche preliminari abbiamo verificato la possibilità di utilizzare il sistema di spacco, “guidando” la frattura nella piastrella mediante l’applicazione di ultrasuoni, rendendo il processo di rettifica sensibilmente meno invasivo ed inquinante: questo ha portato allo
sviluppo del progetto U.M.E., che ha ricevuto il riconoscimento del Life con il relativo finanziamento ed ha permesso all’azienda di ultimare con
successo l’impianto dimostrativo.
U.M.E. Project
(Ultrasound Microcut Ecosustainable)
This is how the U.M.E. project was born; it was appreciated and financed by the European Union through the Life Programme dedicated to the protection of the
environment.
The basic idea was to apply ultrasound technology to create a practically perfect fracture during the tile cracking process, thus making the following rectification phase
almost superfluous with a significant reduction of the negative environmental aspects of the process.
The objectives were:
- Elimination of cutting sludge (-100%)
- Drastic reduction of rectification sludge (-90%)
- Drastic control of processing waste (-90%)
- Significant positive energy balance, specifically as regards cutting (-98%)
- Suppression of water consumption (-100%)
- Elimination of resin or cement binder based wheels currently used
- Significant reduction of noise pollution to 3-5 dB and consequent improvement of the working environment.
Il progetto U.M.E.
(Ultrasound Microcut Ecosustainable)
Il progetto U.M.E.
(Ultrasound Microcut Ecosustainable)
Nasce così il progetto U.M.E., apprezzato e finanziato dall’Unione Europea
attraverso lo strumento dedicato all’ambiente, il Programma Life.
L’idea di fondo è l’applicazione tecnologica di ultrasuoni per poter creare
una frattura pressoché perfetta durante l’operazione di spacco della
piastrella, rendendo quasi superflua la successiva fase di rettifica, riducendo sensibilmente gli aspetti ambientalmente scomodi del processo.
Gli obiettivi prefissati erano:
- l’eliminazione dei fanghi di taglio (-100%);
- la drastica riduzione dei fanghi di rettifica (-90%);
- il drastico contenimento degli scarti di lavorazione (-90%);
- un consistente bilancio energetico positivo, specifico del taglio
(98%);
- la soppressione dei consumi d’acqua del processo (-100%);
- il disuso delle mole resinoidi od a legante cementizio di attuale
normale impiego;
- il notevole attutimento dell’inquinamento acustico compreso tra i 3
ed i 5 dB con il conseguente quanto prevalente miglioramento delle
condizioni di lavoro degli addetti;
LIFE06 ENV/IT/000254 UME
Ultrasound Micro-cut
Ecosustainable
The project implemented a cutting system assisted by
ultrasounds, in which a pulsating load, with frequency
established according to the characteristics of the material to be
cut, creates the best conditions so that the fracture can spread
in the required way (straight, without branching and with
smooth fracture surfaces).
From a system engineering point of view, the heart of the new
system is made up of the knife which typically makes up the
cracking system. In this system, a gripping system blocks the
piece in the optimal position and a mobile “knife” in intermediate position between the two parts of the material to be
separated applies the load, creating a maximum bending
moment precisely where the knife is. On the material section,
this translates into a traction force, which is at its maximum on
the surface and which, after passing a critical point, leads to the
rapid fracture of the material. Since critical conditions are
affected by the presence of faults, such as fissures or incisions,
to provide an initial fracture guideline, the material to be cut is
first of all scored using a hard and abrasion-resistant tool, which
scratches the surface to be cut to a controlled depth.
To make sure the fracture spreads as required, this knife is
connected to two ultrasonic transducers, which make it vibrate
at very high frequencies, creating a loading/unloading cycle
that is repeated several times in one second. The frequency and
acting load are modulated accordingly.
The project was carried out as foreseen with small adjustments
and technical modification; the main problems faced by the
technicians concerned the positioning of the ultrasonic transmitters (sonotrodes), the definition of the most suitable frequencies according to the type of material and of the power to be
applied.
Il progetto U.M.E.
(Ultrasound Microcut Ecosustainable)
LIFE06 ENV/IT/000254 UME
Ultrasound Micro-cut
Ecosustainable
Il progetto ha visto l’implementazione di un sistema di spacco assistito da ultrasuoni, in cui un carico pulsante, con frequenza regolata
in funzione delle caratteristiche del materiale da trattare, permetta di instaurare le condizioni migliori affinché la frattura si propaghi con
le modalità desiderate (rettilinea, senza ramificazioni e con superfici di frattura lisce).
Da un punto di vista impiantistico, il cuore del nuovo sistema è costituito dal coltello che tipicamente compone un sistema di spacco. In
questo sistema, un sistema di afferraggio blocca il pezzo in posizione ottimale ed un “coltello” mobile in posizione intermedia tra le due
parti di materiale da separare applica il carico, creando un momento flettente massimo proprio in corrispondenza del coltello stesso. Sulla
sezione del materiale, ciò si traduce in uno sforzo di trazione, massimo in superficie, che, superato un valore critico, porta alla rapida
frattura del materiale. Dal momento che le condizioni di criticità sono influenzate dalla presenza di difetti, quali fessure o incisioni, per
fornire una prima guida alla frattura, il materiale da tagliare viene pre-inciso, mediante l’azione di un utensile duro e resistente
all’abrasione, che ricaverà sulla superficie da tagliare un incavo (graffio) di profondità controllata.
Affinché la frattura si propaghi con le modalità auspicabili, tale coltello è stato collegato a due trasduttori di ultrasuoni, che lo pongono
in vibrazione a frequenze elevatissime, creando un ciclo di carico e scarico che si ripete moltissime volte in un secondo. La frequenza ed
il carico agente sono modulate opportunamente.
Il progetto si è svolto secondo quanto previsto, con minimi aggiustamenti e modifiche tecniche; le difficoltà maggiori che i tecnici hanno
dovuto affrontare hanno riguardato il posizionamento degli emettitori di ultrasuoni (sonotrodi), l’individuazione delle frequenze più
idonee per ogni tipologia di materiale, la potenza da applicare.
From a technical point of view, the project was carried out in partnership by two companies (Iride S.r.l. e Cerabra S.r.l.) part of the same group, each one specialised in
different types of products and formats in order to cover the highest possible number of cases and obtain processing parameters as complete as possible.
A number of important changes were made to the cracking systems in order to isolate the part subjected to ultrasounds from the rest of the equipment to avoid problems
of wear and early breakage.
The gripping system and scoring system also had to be redesigned and modified: in fact in the original project ultrasounds were also applied to the scoring system but
testing showed a poor performance and anomalous wear.
The results obtain successfully meet expectations and can be summarised and quantified as follows:
- Elimination of cutting and rectification sludge equal to about 1.7 Kg of sludge per square metre of product
- Reduction of processing waste equal to about 1.08 Kg per square metre of product
- Elimination of water consumption in cutting operations equal to 3 l/m2
- Increased energy saving equal to 0.62 Kw/m2
- Reduction of the plant’s noise pollution by 4 dB.
These results also offer interesting economic advantages as regards the industrialisation of the project.
An important part of the project was the dissemination phase to transfer the idea to other industries in the same sector or similar sectors like the natural stone processing
sector; to fully achieve the objective, we involved in the partnership the Amsterdam-based group Grontmji Carl Bro, a large company that operates in international
communications; this company involved the European institutions by sending newsletters and information material. In this way, we contacted Eurochambres (European
Association of Chambers of Commerce), public institutions, trade associations and similar companies.
Il progetto U.M.E.
(Ultrasound Microcut Ecosustainable)
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Ultrasound Micro-cut
Ecosustainable
Il progetto è stato condotto, dal punto di vista tecnico, da due aziende in partenariato (Iride S.r.l. e Cerabra S.r.l.) del medesimo gruppo, ognuna
esperta in diverse tipologie di prodotto e di formato, così da riuscire a coprire una casistica maggiore ed avere parametri di lavorazione il più
completi possibile.
E’ stato necessario apportare diverse ed importanti modifiche agli impianti di spacco per poter isolare la parte interessata dagli ultrasuoni dal resto
dell’apparecchiatura, evitando problemi, rotture precoci, usure.
E’ stata necessaria la riprogettazione e relative modifiche al sistema di afferraggio e dell’incisore di spacco: il progetto iniziale prevedeva infatti
l’applicazione degli ultrasuoni a quest’ultimo ma test sperimentali hanno rivelato usure anomale e scarso rendimento.
I risultati ottenuti sono conformi alle aspettative e possono essere riassunti e quantificati come segue:
- eliminazione dei fanghi di taglio e rettifica nella misura di circa 1,7 Kg per mq di prodotto;
- riduzione degli scarti di lavorazione, quantificati in 1,08 Kg per mq di prodotto;
- azzeramento dei consumi di acqua nelle operazioni di taglio dell’ordine di 3 lt/mq;
- elevato risparmio energetico, nell’ordine di 0,62 Kw/mq;
- riduzione di circa 4 dB dell’inquinamento acustico dell’impianto.
In queste condizioni risultano interessanti anche i vantaggi economici dovuti all’industrializzazione del progetto.
Parte importante del progetto ha riguardato la disseminazione, grazie alla quale l’idea potrà essere trasferita ad altre industrie dello stesso settore
o di settori affini, come quello della lavorazione delle pietre naturali; per adempiere allo scopo in modo ottimale abbiamo coinvolto nel partenariato una grande azienda attiva nelle comunicazioni internazionali, il gruppo Grontmji Carl Bro con sede ad Amsterdam, che si è preoccupato di
coinvolgere istituzioni europee tramite l’invio di newsletter e di materiale informativo. Sono state così contattate le Eurochambre europee, diverse
istituzioni pubbliche, associazioni di categoria ed aziende affini.
Gli impianti
The equipment
Sistema di trasporto e bloccaggio
Cabina di protezione della linea pilota
Modulo di caricamento esterno
Handling and blocking system
Protection cab of the pilot plant
External loading system
Centralina di controllo del sistema di movimentazione e bloccaggio e alimentatori dei sonotrodi
Applicazione dei sonotrodi al “coltello” di spacco
ad ultrasuoni
Prove di spacco ad ultrasuoni
Control box of the handling and blocking system
and power of sonotrode
Application of the sonotrodes in the ultrasound
cracking cutter
Ultrasuond cracking tests
The LIFE Programme
In the last decades, the growing and widespread awareness of the need to preserve the territory in which we live and consequent rising collective pressure to safeguard
the environment have brought all national and European public economic planning structures to question themselves about the ecological impact of economic activities
in general and about the possibility of influencing them by searching for profitable and eco-friendly solutions.
Since the 80s, the European Community has always been sensitive to this matter and active in this sector, at first by financially supporting environmental projects for
the protection of dying species or natural habitats, and then by encouraging actions aimed at the sustainable management of different types of waste or reducing
pollution.
The first LIFE programme (LIFE I) was created in 1992.
Other successful LIFE programmes followed. Our company benefited from the second to last programme which was called LIFE III.
LIFE III
This programme was divided into three thematic components: Life-Nature, Life-Environment and Life-Third Countries with different specific objectives but the common
purpose of contributing to the improvement of the environment in which we live; this programme financed with important amounts demonstrative projects of great
environmental value.
LIFE-Nature supported nature conservation projects that maintain or restore natural habitats and/or species populations.
LIFE-Third Countries was meant for non-EC countries that are in the Mediterranean area and in a strategic position in environmental terms for Europe. This programme
is aimed at developing environmental national policies of the said countries.
LIFE-Environment, which also funded our company, supported the development of innovative clean and eco-friendly techniques and method in any sectors that could be
transferred and reproduced to multiply the environmental benefits.
The general purpose of LIFE-Environment was to contribute to the development of innovative techniques and methods in environmental terms by co-financing demonstrative projects with grants supplied directly by the European Commission.
The programme aimed to fill the gap between the results of research and development activities and their implementation on a large scale.
Il Programma LIFE
Il Programma LIFE
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La consapevolezza sempre più forte e generalizzata della necessità di salvaguardare maggiormente il territorio in cui viviamo e le conseguenti
crescenti spinte collettive di tutela ambientale degli ultimi decenni hanno portato tutte le strutture di pianificazione economica, nazionali ed
europee, ad interrogarsi riguardo all'impatto ecologico delle attività economiche in generale ed alla possibilità di influenzare queste ultime indirizzandole verso la ricerca di soluzioni economicamente vantaggiose e contemporaneamente rispettose dell'ambiente.
La Comunità Europea fin dagli anni '80 è sempre stata sensibile ed attiva in questo settore dapprima sostenendo finanziariamente iniziative di
carattere ambientalistico volte alla protezione di specie a rischio o di habitat naturali, successivamente incoraggiando azioni volte alla gestione
sostenibile dei rifiuti di diversa natura o a ridurre l'inquinamento.
Nel 1992 nacque infatti il primo programma LIFE (LIFE I).
In seguito i programmi LIFE si sono succeduti negli anni con grande successo. Il penultimo, denominato LIFE III, del quale la nostra azienda ha
potuto beneficiare.
LIFE III
Suddiviso in tre settori di intervento, Life Natura, Life Ambiente e Life Paesi Terzi, che hanno avuto obiettivi specifici differenti ma lo scopo comune
di contribuire al miglioramento dell'ambiente in cui viviamo, ha finanziato con importanti contributi progetti dimostrativi con forte valenza ambientale.
Life Natura era dedicato a progetti di salvaguardia di specie ed habitat.
Life Paesi Terzi era rivolto a paesi non facenti parte dell'Unione Europea ma che si collocano nell'area mediterranea e quindi di carattere strategico
dal punto di vista ecologico per l'Europa ed e volto a sostenere progetti tendenti a sviluppare la politiche ambientali nazionali di questi paesi.
Life Ambiente, attraverso il quale anche la nostra azienda ha potuto essere finanziata, era dedicato ad incoraggiare lo sviluppo di tecnologie pulite
e rispettose dell'ambiente in qualsiasi settore, appoggiando progetti che potevano essere trasferiti e replicati per moltiplicarne i benefici ambientali.
L’obiettivo generale di Life Ambiente era quello di contribuire allo sviluppo di tecniche e metodi innovativi in materia di ambiente con il cofinanziamento di progetti dimostrativi, attraverso contributi erogati direttamente dalla Commissione Europea.
Il programma si prefiggeva di colmare la lacuna esistente tra i risultati delle attività di ricerca e dello sviluppo da un lato, e la loro realizzazione
su grande scala dall'altro.
To that end, the programme promoted demonstrative projects that could contribute to the practical implementation of the EC policy defined by the Sixth Action Programme for the Environment.
In particular, LIFE-Environment financially supported actions and projects involved in the following thematic areas:
· Land development and planning;
· Management of groundwater and surface water;
· Minimization of environmental impact of economic activities;
· Prevention, reuse, recovery and recycling of waste streams;
· Product integrated policy.
The main characteristics that Life- Environment projects had to show were the demonstrative, pilot or exemplary nature of techniques or methods used, innovative
character and transferability to other companies of the sectors concerned and other industrial sectors in Europe.
In 2007 LIFE III was replaced by the LIFE + programme which covers the 2007-2013 period.
More detailed information is available on the EC website, in the section dedicated to the Life Programme:
http://www.europa.eu.int/comm/environment/life/home.htm
Il Programma LIFE
LIFE06 ENV/IT/000254 UME
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A questo scopo venivano promossi progetti dimostrativi che contribuissero all'attuazione pratica della politica comunitaria definita dal Sesto
Programma d'Azione per l'Ambiente.
In particolare, Life Ambiente sosteneva finanziariamente azioni e
progetti riconducibili alle seguenti aree tematiche:
· Pianificazione e valorizzazione del Territorio;
· Gestione delle Acque;
· Impatto delle Attività Economiche;
· Gestione dei Rifiuti;
· Politica Integrata dei Prodotti.
La caratteristica fondamentale che i progetti Life Ambiente dovevano
possedere era la natura dimostrativa, pilota, o esemplare, delle
tecniche e delle metodologie utilizzate, l'aspetto innovativo e di
trasferibilità verso l'insieme del settore interessato e verso altri settori
industriali in Europa.
Nel 2007 il LIFE III si è trasformato in LIFE+ e comprenderà il periodo
2007-2013.
Informazioni più dettagliate ed approfondite sono disponibili direttamente sul sito della Comunità, nella sezione dedicata al Programma
LIFE, all'indirizzo internet:
http://www.europa.eu.int/comm/environment/life/home.htm
Sede Legale:
via Viazza, 10 - 41042 Fiorano Modenese (MO)
Sede Produttiva:
via Giardini, 32 - 41042 Fiorano Modenese (MO) - Tel. +39 0536 921070
Uffici:
via Adda, 50/D - 41049 Sassuolo (MO) - Tel. +39 0536 815674
www.iride-srl.com
[email protected]
In collaborazione con: