L'effetto Venturi, noto anche come paradosso idrodinamico, riguarda i fluidi che scorrono lungo un condotto orizzontale. Si nota che nei punti in cui la sezione del condotto si restringe, la velocità aumenta (per l'equazione di continuità) mentre la pressione diminuisce. Condizione essenziale che l’effetto si verifichi è che la portata sia stabile; per fluido non solo si intende un liquido, ma anche l’aria e un gas.
La descrizione dell’effetto può essere, in sintesi, la seguente: la velocità di un liquido che circola con portata costante all’interno di un condotto, aumenta quando attraversa una sezione della tubatura la cui circonferenza diminuisce e questo comporta un calo della pressione del liquido. Ora sappiamo che per l'equazione di continuità la velocità può aumentare se esiste una strozzatura lungo il condotto che fa diminuire la sezione di scorrimento. Pertanto dalla misurazione della differenza di pressione nelle due sezioni si può calcolare la velocità nella strozzatura e quindi la portata da cui si ricava anche l'altra velocità all'inizio del condotto.
Un venturimetro è realizzato attraverso l'utilizzo di un tubo manometrico, ovvero un tubo a U le cui due estremità sono connesse a un condotto orizzontale che presenta una strozzatura. Una delle due estremità è posta in corrispondenza dell'inizio del condotto mentre la seconda è posta nella strozzatura. Se il liquido potesse scorrere in condotti verticali posti in corrispondenza delle strozzature o dei punti in cui la sezione si allarga, noteremmo un livello di fluido minore nei primi e un livello superiore nei secondi.
Quando il diametro della tubatura viene ridotto, la velocità accelera immediatamente e si crea una depressione. L'effetto Venturi può essere utilizzato per creare il vuoto e ottenere così l'aspirazione. Per esempio:
Nelle zone montuose, l'effetto Venturi è sempre presente. Se le particelle d'aria incontrano una montagna (o un’altura qualsiasi), sono costrette a superarla (se non possono passare sopra i lati) per attraversarla. Poiché l'area di circolazione è inferiore, le particelle subiscono un’accelerazione, in modo da mantenere la stessa portata di prima. È per questo motivo che il vento in cima alle montagne è sempre più veloce di quello presente alla base. Allo stesso modo, il valico di una montagna creerà un'accelerazione dei venti a valle di tale apertura.
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La fusione a cera persa è un procedimento che ci consente di trasformare un manufatto in cera in lega metallica mediante fusione della stessa; è molto usato in odontotecnica in quanto consente di realizzare corone, supporti per corone, protesi scheletrate. I principi fisici che regolano il comportamento dei fluidi (inclusa la lega fusa) all'interno dei condotti e dei canali della tecnologia di fusione sono riconducibili, in parte, agli stessi concetti che descrivono l'effetto Venturi: variazioni di sezione, velocità del flusso, differenze di pressione e capacità di aspirazione o riempimento di cavità.
Principi universali applicabili alla fusione:
1) Cappio di Bar: garantisce il percorso ideale per la lega. 2) Imperniatura diretta: viene utilizzata meno lega ma l'ingresso è immediato. 3) Barra stabilizzatrice: ottima stabilità ma viene utilizzata più lega. Il corretto posizionamento dei modellati impone che le nutrici si trovino nel centro termico (la zona che si raffredda per ultima).
I rivestimenti, in base al tipo di legante, possono essere distinti in rivestimenti: a legante gessoso, ovvero che utilizzano come legante solfato di calcio semiidrato (utilizzato con leghe a basso punto di fusione); a legante fosfatico, ottenuto con l’impiego di fosfati (resistono a elevate temperature); a legante siliceo, che impiegano un gel di silice e ossido di magnesio. La componente refrattaria dei rivestimenti per uso dentale è generalmente composta da ossidi di silice.
Questi tre tipi di componenti non sono sempre uguali per tutti i rivestimenti, ma differiscono a seconda della destinazione d’uso del rivestimento. In alcune tecniche, prima di colare il rivestimento viene spruzzato il rivestimento di tensione superficiale per favorire lo scorrimento del rivestimento.
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Tipi di fusione comuni in odontotecnica:
La necessità di controllare il flusso della lega fusa e la sua velocità all'interno dei canali di colata e del cilindro è affine all'applicazione pratica dell'effetto Venturi: modificando sezioni, punti di inserzione (45°) e percorsi (cappio di Bar, imperniature), si favorisce un riempimento rapido e completo della cassaforte riducendo i difetti da porosità o raffreddamento prematuro.
Preparazione del moncone: colare il modello; effettuare il pindex; effettuare il ditching sul moncone; mettere la lacca spaziatrice sul moncone; utilizzare l'isolante gesso-cera per isolare il moncone; sviluppare la cappetta in cera seguendo la linea cervicale (la cappetta deve essere 0,5). Consideriamo di dover fare una cappetta in metallo sul dente numero 11. Prima della fusione sono presenti altre lavorazioni da fare.
Successivamente si fissa il cilindro alla tettarella e si cola il rivestimento. In alcuni casi i materiali del rivestimento sono plastica e in alcuni casi persino di carta; di essi è in genere disponibile un’apposita tettarella. Della massa refrattaria si richiede un’adeguata espansione di presa e termica.
La fusione viene prima sabbiata e successivamente liberata con un disco (viene fresata solo se necessario). Seguono poi altre rifiniture per esempio con l'utilizzo del trapano.
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| Fattore | Effetto Venturi | Implicazione in fusione odontotecnica |
|---|---|---|
| Sezione del canale | Sezione minore → velocità maggiore, pressione minore | Progettazione degli ingressi e delle nutrice per garantire flusso e ridurre bolle |
| Velocità del fluido | Aumenta nella strozzatura | La lega deve riempire rapidamente la cassaforte per evitare solidificazione prematura |
| Pressione | Si riduce nelle sezioni ristrette | Possibile creazione di depressione utile per aspirazione o per evitare riflusso |
| Posizionamento modellati | - | Le nutrici devono essere nel centro termico per raffreddarsi per ultime |
| Tipo di rivestimento | - | Influenza scorrimento della lega e resistenza a temperatura |
Comprendere l'effetto Venturi e i suoi principi consente all'odontotecnico di ottimizzare il disegno dei canali di colata, la posizione delle nutrici e le procedure di fusione, migliorando così la qualità delle protesi ottenute con la tecnica a cera persa.
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