Che cos'è il funzionamento a secco della pompa e come proteggerla?

Il funzionamento a secco è uno di quei fenomeni che, nella pratica dell'installazione, può distruggere da un giorno all'altro un dispositivo del valore di qualche centinaio o di diverse migliaia di złoty. In Dambat ne vediamo regolarmente le conseguenze, nelle richieste di assistenza e nelle conversazioni con gli installatori che cercano una protezione efficace per i loro clienti. Di seguito spieghiamo esattamente che cosa sia il funzionamento a secco, quali siano le sue conseguenze e come prevenirle.

Attenzione: L'articolo ha carattere tecnico-informativo. Verifica sempre i dati dettagliati nella documentazione del modello specifico o presso il nostro reparto tecnico.

In cosa consiste il funzionamento a secco?

Il funzionamento a secco (in inglese dry run) è una condizione in cui il motore funziona mentre il dispositivo non ha accesso all'acqua, oppure il flusso è così ridotto da non svolgere la propria funzione di raffreddamento e lubrificazione. Nelle pompe sommerse l'acqua svolge una doppia funzione: è il fluido trasportato, ma allo stesso tempo raffredda l'avvolgimento e lubrifica le tenute meccaniche. Quando il livello dell'acqua nel pozzo scende al di sotto dell'ingresso, oppure quando viene aspirata aria invece dell'acqua, l'intero sistema smette di funzionare correttamente.

Negli impianti autoclave il meccanismo è identico: il dispositivo preleva l'acqua dal serbatoio o dalla fonte e, se il serbatoio si svuota o la tubazione di aspirazione non è a tenuta, la girante ruota senza fluido. La temperatura aumenta rapidamente e si verifica un guasto.

Cause più frequenti

• Abbassamento del livello dell'acqua. Può essere stagionale - le siccità estive in Polonia sono sempre più intense - oppure derivare da un prelievo eccessivo che supera la portata della fonte.
• Portata del dispositivo superiore alle capacità del pozzo. Un dispositivo troppo potente esaurisce la fonte più rapidamente di quanto questa riesca a rigenerarsi. Lo stato di funzionamento cambia allora ciclicamente: piena portata → funzionamento a secco → riavvio → funzionamento a secco. Ogni episodio di questo tipo riduce la durata dell'impianto.
• Perdita nella tubazione di aspirazione. Anche una piccola perdita sui raccordi o una valvola di ritegno danneggiata fa sì che venga aspirata aria invece dell'acqua, con un effetto simile al funzionamento a secco.
• Errore al primo avviamento. Un gruppo avviato senza aver prima riempito l'impianto funziona senza il fluido refrigerante: il danno si verifica immediatamente.
• Svuotamento del serbatoio autoclave. Un vaso di espansione troppo piccolo o un consumo intenso possono svuotare il serbatoio prima che il pozzo riesca a riempirlo.

Conseguenze – cosa succede all'interno?

Il funzionamento senz'acqua avvia una cascata di fenomeni fisici che in breve tempo portano a un guasto costoso. La sequenza degli eventi è quasi sempre la stessa:

• Surriscaldamento e rottura delle tenute meccaniche. Il cosiddetto anello di scorrimento è progettato per il funzionamento immerso: senza acqua, l'attrito aumenta rapidamente, la temperatura sale in pochi secondi e le tenute si danneggiano. È l'effetto più frequente e generalmente il primo visibile.
• Sovraccarico e bruciatura dell'avvolgimento del motore. In assenza di carico idraulico, la pompa funziona al di fuori del punto ottimale della curva caratteristica. Il consumo di corrente aumenta e, senza una protezione termica, l'avvolgimento si brucia.
• Grippaggio della girante. A causa dell'alta temperatura, i componenti si deformano o si sinterizzano con il corpo.
• Danni idraulici nascosti. Le giranti e i diffusori in materiale plastico si deformano termicamente. Ne conseguono una riduzione permanente dell'efficienza e un funzionamento rumoroso, anche quando il dispositivo, dopo un episodio di funzionamento a secco, apparentemente „funziona".

In pratica, il costo della riparazione o della sostituzione di una pompa dopo il grippaggio supera di molte volte il costo di una buona protezione installata fin dall'inizio. Una lunga durata dell'impianto è assolutamente raggiungibile, anche con mezzi tecnici relativamente semplici. Li descriviamo di seguito.

Metodi di protezione contro il funzionamento a secco

Pressostati

La protezione più diffusa negli impianti autoclave. Il pressostato reagisce alla diminuzione della pressione al di sotto della soglia impostata e interrompe l'alimentazione: il riavvio avviene quando la pressione torna al valore di avvio. I pressostati sono economici e affidabili, ma reagiscono all'effetto (assenza di pressione), non alla causa (assenza d'acqua nel pozzo).

Nella nostra offerta IBO è disponibile il dispositivo di controllo IBO PRESS 10 - un interruttore elettronico di pressione progettato per garantire una protezione affidabile contro il funzionamento a secco e il sovraccarico di corrente. I parametri tecnici dettagliati, inclusa la potenza massima dei dispositivi supportati, sono disponibili nella scheda tecnica del prodotto.

Sensori e interruttori per il livello dell'acqua

Sonde, elettrodi e interruttori a galleggiante per il livello dell'acqua monitorano il fluido direttamente nel pozzo o nel serbatoio. L'arresto avviene prima che si verifichi un danno: questa è la differenza fondamentale rispetto al pressostato, che reagisce quando il problema si è già verificato. Il riavvio è possibile solo dopo il ripristino delle riserve idriche della captazione. La nostra offerta comprende sia numerose pompe dotate di interruttori di questo tipo, sia dispositivi indipendenti che svolgono queste funzioni.

Un'importante nota pratica: il montaggio del dispositivo e l'impostazione della soglia di intervento del sensore devono tenere conto del livello dinamico dell'acqua, ovvero del livello durante il funzionamento a flusso pieno, non del livello statico. La differenza può raggiungere diversi metri e incide direttamente sull'efficacia dell'intero sistema.

Protezione termica del motore

I sensori di temperatura integrati nell'avvolgimento, chiamati anche termici, intervengono quando viene superato il valore limite: interrompono l'alimentazione e avviano lo spegnimento. Dopo il raffreddamento è possibile il riavvio. Tuttavia, questa protezione dovrebbe essere considerata l'ultima linea di difesa, non un sostituto dei sensori del livello dell'acqua o dei pressostati.

Controllori e inverter

I controllori per pompe integrano molte funzioni di protezione in un unico modulo: monitoraggio della pressione, stato di funzionamento, parametri della tensione di alimentazione e protezione da sovraccarico e funzionamento a secco. È una soluzione per applicazioni professionali: aziende agricole, sistemi di irrigazione e tutti i contesti in cui la continuità operativa è fondamentale.

Inverter (convertitori di frequenza) rappresentano un ulteriore livello di protezione e, al contempo, uno strumento di ottimizzazione. Regolano la velocità di rotazione del motore in base alla domanda attuale, riducono il numero di cicli di avvio-arresto e monitorano il consumo di energia in tempo reale. Un brusco calo dell'assorbimento di corrente in assenza di flusso è per l'inverter un segnale inequivocabile per lo spegnimento: la reazione avviene in pochi secondi. I dispositivi compatibili e gli accessori di controllo per le pompe IBO e IPRO sono disponibili sul nostro sito, nella sezione inverter e accessori.

Segnali di allarme - quando intervenire?

Non tutti i casi di funzionamento a secco si verificano bruscamente. Spesso l'impianto si degrada nell'arco di settimane in condizioni limite - acqua insufficiente, ma non ancora del tutto assente. I sintomi riportati di seguito dovrebbero indurre a un controllo immediato:

• Flusso d'acqua irregolare o pulsante dai rubinetti - sintomo tipico dell'aspirazione di aria.
• Aumento evidente del rumore di funzionamento o nuovi suoni (vibrazioni, stridii) - funzionamento della girante senza immersione completa.
• Cykli più brevi a fronte di una domanda invariata - avvii più frequenti e spegnimenti più rapidi possono indicare un'aspirazione incompleta dell'acqua.
• Spegnimenti automatici da parte della protezione termica: funzionamento al di fuori dei parametri nominali.
• Un evidente calo di pressione nelle ore di punta dei consumi: un sintomo classico dell'esaurimento del punto di prelievo.

Ognuno di questi segnali richiede una diagnosi immediata. Ignorarli porta quasi sempre alla sostituzione dell'intera apparecchiatura. Se hai dubbi sul funzionamento della tua pompa, contatta uno specialista o il nostro ufficio tecnico.

Dambat, produttore affidabile di pompe e apparecchiature idrotecniche con certificazioni di qualità.

Domande frequenti: funzionamento a secco, protezione delle pompe sommerse IBO e IPRO