Czyszczenie strumieniowo-ścierne dla miast

Praktycznie każdy wydział ds. robót publicznych stanął kiedyś przed zadaniem nie do pozazdroszczenia - usunięcia farby lub innych oznakowań z jezdni, ścian lub innych konstrukcji.  Niezależnie od tego, czy celem było usunięcie linii pasów w celu wyprostowania jezdni lub niechcianego graffiti z muru, czy też odnowa pomnika wymagającego renowacji, usuwanie niechcianych warstw często okazywało się zadaniem generującym wiele zanieczyszczeń, któremu towarzyszyły problemy związane z ochroną zdrowia i środowiska.

Domyślnym wyborem technologii usuwania na dużą skalę było piaskowanie lub inne metody obróbki strumieniowej na sucho. Obróbka strumieniowa na sucho jest rozwiązaniem skutecznym, ale generującym pylenie, związanym z emisją krzemionki i innych ścierniw lub cząstek podłoża mających negatywny wpływ na zdrowie ludzi i środowisko. Ponieważ większość projektów miejskich jest zlokalizowana na obszarach publicznych, gdzie przebywają lokalni mieszkańcy i firmy, pył stanowi zagrożenie dla pracowników, a także osób spacerujących, kierujących pojazdami i jeżdżących na rowerach po tych obszarach, zwłaszcza że nie noszą oni odpowiednich środków ochrony indywidualnej (PPE) .

Jako alternatywę dla obróbki strumieniowej na sucho, aby zminimalizować ulotny pył, w latach 60. XX wieku opracowano metodę obróbki strumieniowej na mokro, ale była ona kłopotliwa w stosowaniu ze względu na duże zużycie wody oraz problem gromadzenia i usuwania zanieczyszczonej wody. Przyzwyczajenie wykonawców do czyszczenia strumieniowego na sucho i dodatkowe koszty związane ze zużyciem wody oraz materiałów ściernych do czyszczenia na mokro również ograniczały akceptację tej nowej technologii.   

Aby sprostać niektórym wyzwaniom związanym z czyszczeniem strumieniowym na mokro i na sucho, coraz większa liczba miast wypróbowuje technologię obróbki strumieniowo-ściernej w osłonie wody, która wykorzystuje tylko tyle wody, ile potrzeba do stłumienia pyłu, osiągając żądane wskaźniki wydajności. Urządzenia takie, jak EcoQuip 2 EQp firmy Graco, przedstawione na ilustracji 1, łączą wodę i materiał ścierny w komorze ciśnieniowej i wstrzykują tę mieszaninę do regulowanego strumienia powietrza, tłumiąc do 92 procent pyłu w porównaniu z obróbką strumieniową na sucho. Ponadto, nowe urządzenia EQp zużywają przeciętnie zaledwie od jednej czwartej do połowy kwarty wody na minutę.

Względy zdrowotne i środowiskowe były głównymi czynnikami wymuszającymi rozwój systemów czyszczenia strumieniowego na mokro i w osłonie wody. Kilka państw europejskich zakazało piaskowania w latach 50. i 60. XX wieku ze względu na obawy dotyczące krzemicy, choroby zawodowej związanej z wdychaniem pyłu krzemionkowego. Stany Zjednoczone nie zakazały całkowicie piaskowania, ale amerykańska Administracja Bezpieczeństwa i Higieny Pracy (OSHA) wydała w roku 2016 ustawę dotyczącą krzemionki Silica Rule obniżającą dopuszczalną granicę ekspozycji na wdychanie krzemionki krystalicznej o 50 procent dla przemysłu ogólnego i morskiego oraz  80 procent dla przemysłu budowlanego. Norma budowlana weszła w życie 23 września 2017 roku. 

Piaskowanie na mokro podlega również ograniczeniom prawnym w zakresie ochrony środowiska. Zgodnie z wytycznymi amerykańskiej Agencji Ochrony Środowiska (EPA) Federalna ustawa o kontroli zanieczyszczenia wody, po raz pierwszy wprowadzona w latach 40. XX wieku i kilkakrotnie zmieniana, nałożyła ścisłe ograniczenia na zrzut zanieczyszczeń do wód żeglownych. Państwa i miasta zbadały również ilość wód odpadowych w kanałach wód burzowych pod względem ilości wody zużywanej przez niektóre systemy. Na przykład zarówno dysze halo, które wykorzystują kurtynę wodną, aby otoczyć strumień powietrza ze ścierniwem po uderzeniu, jak i dysze wtrysku wody (WIN), które wykorzystują strumienie wody do zwilżania ścierniwa opuszczającego dyszę, zużywają znaczne ilości wody.

Obróbka strumieniowo-ścierna w osłonie wody rozwiązuje zarówno problem ulotnego pyłu, jak i wód odpadowych. Systemy obróbki strumieniowo-ściernej w osłonie wody łączą wodę i materiał ścierny w zbiorniku pod ciśnieniem, a następnie wstrzykują tę mieszaninę do strumienia powietrza, zapewniając dokładną kontrolę nad ciśnieniem powietrza i mieszaniny woda/ścierniwo oraz redukując ilość zużytych materiałów i wody. W metodzie strumieniowo-ściernej w osłonie wody pojedyncze ziarna materiału ściernego otaczane są wodą, która obciąża cząstki i nadaje im większą masę przy uderzeniu. Ponieważ ilość pyłu zostaje zminimalizowana, ogólnie obniżają się wymagania dotyczące osłony, a czas sprzątania materiałów można skrócić. Wobec mniejszego zużycia wody niż przy szlamowej obróbce strumieniowej lub innych technologiach na bazie wody, obróbka strumieniowo-ścierna w osłonie wody nie pozostawia po sobie kałuż wody, a prawdopodobieństwo odpływu toksycznych wód zostaje znacznie zmniejszone. Ograniczone zostaje też zjawisko odbicia cząstek ścierniwa, które stanowi zagrożenie dla pracowników i środowiska.

Powiększony pył krzemionkowy