Funzionamento a secco della pompa: cause, conseguenze e protezioni efficaci
Il funzionamento a secco è uno dei problemi più comuni legati all'utilizzo degli apparecchi per il pompaggio dell'acqua. Si verifica quando la pompa funziona senza una quantità sufficiente di liquido, il che può causare gravi danni alla pompa e ridurne la durata. Negli impianti moderni si utilizzano dispositivi di protezione delle pompe, come sensori di livello dell'acqua, relè di livello dell'acqua o sistemi come SK-13, che spengono automaticamente la pompa in caso di abbassamento del livello del liquido. Una corretta protezione della pompa è un investimento che consente di evitare costose riparazioni e il grippaggio degli apparecchi.
Che cos'è il funzionamento a secco e perché è pericoloso
Il funzionamento a secco si verifica quando la pompa aspira acqua insieme all'aria o non ha affatto accesso al liquido. Ciò accade generalmente quando il livello dell'acqua nel pozzo o nel serbatoio è troppo basso. Di conseguenza, il funzionamento della pompa avviene senza un adeguato raffreddamento e lubrificazione, causando il surriscaldamento del motore delle pompe sommerse e un'usura accelerata degli elementi di lavoro. Il funzionamento a secco è particolarmente pericoloso nel caso delle pompe sommerse, poiché la rottura del livello dell'acqua può portare al grippaggio delle pompe sommerse e al danneggiamento completo delle giranti.
Definizione e meccanismo di formazione del funzionamento a secco
Il funzionamento a secco non è altro che il funzionamento della pompa in assenza di flusso d'acqua o con una pressione molto bassa. Nella maggior parte dei casi, la causa è un abbassamento del livello dell'acqua, una valvola di ritegno ostruita oppure un montaggio della pompa eseguito in modo errato. Nei pozzi in cui il livello dell'acqua si abbassa rapidamente, una pompa installata troppo in alto può aspirare aria invece del liquido. La soluzione consiste nel monitoraggio del livello dell'acqua e nell'utilizzo di sistemi che consentono di proteggere la pompa da un'inaspettata interruzione del funzionamento della pompa. Nei sistemi avanzati si utilizza persino un relè di livello dell'acqua F&F per reagire automaticamente al variare dello stato dell'acqua.
Conseguenze del funzionamento della pompa senza acqua
Le conseguenze del funzionamento della pompa a secco sono gravi: dal surriscaldamento degli elementi di lavoro alla bruciatura del motore della pompa, fino alla distruzione completa delle giranti. In molti casi si verificano danni irreversibili ai cuscinetti e alle guarnizioni, rendendo necessaria la sostituzione dell'intero apparecchio. Anche un funzionamento a secco di breve durata può ridurre la durata della pompa di diverse decine di punti percentuali. Per questo si utilizza una protezione termica della pompa, che reagisce al surriscaldamento, oltre a pressostati che monitorano la pressione dell'impianto e la pressione della pompa.
Differenze tra funzionamento a secco e sovraccarico della pompa
Sebbene il funzionamento a secco e il sovraccarico vengano spesso confusi, il loro meccanismo è completamente diverso. Il funzionamento a secco è il funzionamento della pompa in assenza di liquido, mentre il sovraccarico si verifica quando la pompa funziona con una pressione dell'acqua troppo elevata o con un'eccessiva resistenza al flusso. Entrambi i fenomeni sono pericolosi per i motori delle pompe sommerse e possono causare surriscaldamento. Nei sistemi moderni si utilizzano il controllo del motore della pompa e il controllo del funzionamento della pompa, che consentono di arrestare immediatamente il funzionamento della pompa in caso di guasto.
Pompe particolarmente esposte al funzionamento a secco
Le più esposte sono le pompe sommerse, le pompe per autoclave e le pompe per acqua utilizzate in agricoltura. Nel caso delle pompe sommerse, sono particolarmente importanti il livello dell'acqua e la portata del pozzo. Quando le pompe sotto il livello dell'acqua non sono impostate correttamente, si verifica la rottura del livello dell'acqua e una pericolosa diminuzione del livello del liquido. È buona pratica il monitoraggio del livello e il controllo del livello del liquido mediante sensori elettronici. È inoltre consigliabile utilizzare la protezione del motore delle pompe e sistemi di riavvio del funzionamento della pompa dopo la stabilizzazione dello stato dell'acqua.
Pompa sommersa e rischio di abbassamento del livello dell'acqua
La pompa sommersa, ad esempio i modelli IBO 3 TI, deve essere installata in modo che il bordo inferiore si trovi sufficientemente al di sotto del livello dell'acqua. Se installata troppo in basso, può aspirare impurità, mentre se installata troppo in alto può funzionare a secco. È importante scegliere il pressostato adatto, la valvola di ritegno integrata e sistemi come SK-13, che monitorano costantemente lo stato di funzionamento della pompa. Solo una corretta protezione delle pompe sommerse garantisce sicurezza, lunga durata della pompa e un flusso d'acqua stabile anche con una prevalenza variabile.
I vari tipi di pompe utilizzati in ambito domestico, agricolo e in molti settori dell'industria facilitano notevolmente le attività legate all'estrazione dell'acqua e alla sua distribuzione ai punti di prelievo. Tuttavia, per funzionare senza guasti, devono essere adeguatamente protetti dal funzionamento a secco e dal sovraccarico, che potrebbero danneggiarli gravemente. Ecco come proteggerli dal rischio di guasti.
Perché il funzionamento a secco e il sovraccarico possono essere pericolosi per le pompe?
Il funzionamento a secco può verificarsi sia durante il funzionamento delle pompe sommerse sia di quelle a immersione. Le cause possono essere diverse: dall'installazione della pompa troppo vicino al livello dell'acqua, al suo abbassamento, fino alla scelta di una portata dell'apparecchio eccessiva rispetto ai parametri del pozzo. È molto pericoloso perché spesso è difficile accorgersi che si è verificato e può essere troppo tardi per intervenire. Una pompa che funziona a secco non può raffreddare il motore, con il rischio di grippaggio degli elementi idraulici e persino di gravi danni all'unità di controllo.
Un fenomeno altrettanto pericoloso è il sovraccarico, che può causare conseguenze simili. Nella maggior parte dei casi è dovuto all'installazione della pompa troppo vicino al fondo. Ciò può provocare l'aspirazione di sabbia e fango, causando a sua volta un'usura più rapida delle parti di pompaggio e, di conseguenza, un pericoloso surriscaldamento del motore. Poiché entrambi i fenomeni sono pericolosi per la pompa, è utile sapere come prevenirli.
I migliori modi per proteggere la pompa
Esistono diversi metodi per proteggere la pompa dal funzionamento a secco e dal sovraccarico. Tra questi:
- corretto montaggio della pompa – la pompa deve essere installata a una profondità tale che il livello dinamico minimo dell'acqua (il livello dell'acqua stabilito durante il pompaggio continuo con scarico libero) si trovi almeno 2 m sopra il raccordo di mandata della pompa. Se la portata del pozzo non consente tale installazione (il pozzo ha una portata troppo bassa rispetto a quella della pompa), è possibile installare sulla tubazione di mandata una valvola che limiti costantemente il flusso oppure un dispositivo di protezione dal funzionamento a secco, che monitori il livello dell'acqua e, in caso di rischio di funzionamento a secco, interrompa l'alimentazione elettrica del gruppo;
- installazione di pressostati – è una soluzione abbastanza semplice, il cui compito è controllare il funzionamento della pompa e spegnerla quando la pressione diminuisce;
- installazione di sensori di livello dell'acqua – questi sensori vengono collocati nel pozzo e hanno il compito di monitorare il livello dell'acqua. Quando il livello scende a una quota prestabilita, spengono la pompa e la riaccendono quando l'acqua torna alla profondità corretta;
- utilizzo di moderni dispositivi di controllo – una soluzione completa consiste nell'utilizzare moderni controller per pompe. Essi proteggono e controllano il funzionamento delle pompe sommerse, a immersione e di superficie. Le proteggono dal funzionamento a secco, dalle cadute di tensione e dal sovraccarico;
- utilizzo di un inverter – è un dispositivo che controlla in modo completo il funzionamento delle pompe. Tra i suoi maggiori vantaggi vi è anche la capacità di garantire una pressione costante indipendentemente dal consumo d'acqua. L'eliminazione dei picchi di pressione garantisce inoltre una maggiore durata della pompa e dell'impianto, grazie all'assenza del cosiddetto colpo d'ariete. Una pompa dotata di inverter è protetta efficacemente da sovraccarichi, tensione bassa e alta, mancanza e asimmetria di fase, nonché dal funzionamento a secco.
In sintesi, esistono molti modi per proteggere le pompe sommerse e a immersione dal funzionamento a secco e dal sovraccarico. Vale quindi sicuramente la pena sceglierne almeno uno, per avere la certezza che le pompe funzioneranno senza guasti per molti anni.
Domande frequenti (FAQ)
Che cos'è il funzionamento a secco della pompa e perché è pericoloso?
Il funzionamento a secco della pompa consiste nel funzionamento dell'apparecchio senza acqua o con un flusso minimo. L'assenza di liquido significa assenza di raffreddamento e lubrificazione del motore, con conseguente surriscaldamento, grippaggio delle giranti e gravi danni alla pompa. Anche un breve funzionamento a secco può ridurre la durata della pompa di diverse decine di punti percentuali.
Quali pompe sono maggiormente esposte al funzionamento a secco?
Le più esposte sono le pompe sommerse, le pompe per autoclave e le pompe per acqua utilizzate in agricoltura. Nel caso delle pompe sommerse, sono decisivi il livello dell'acqua e la portata del pozzo. Quando le pompe sotto il livello dell'acqua sono impostate in modo errato, è facile che si verifichino la rottura del livello dell'acqua e il grippaggio degli elementi di lavoro.
Come proteggere una pompa sommersa dal funzionamento a secco?
La base è il monitoraggio del livello dell'acqua e l'utilizzo di dispositivi come i sensori di livello dell'acqua o il relè di livello dell'acqua. È inoltre importante curare il corretto montaggio della pompa: il raccordo di mandata dovrebbe trovarsi almeno 2 m al di sotto del livello dinamico dell'acqua. Sono inoltre utili una protezione termica della pompa e sistemi come SK-13.
Quali rischi comporta il funzionamento a secco per il motore della pompa?
Il motore della pompa senza un adeguato raffreddamento si surriscalda rapidamente, con il rischio di grippaggio dei cuscinetti e delle guarnizioni e persino di bruciatura degli avvolgimenti. Nei casi estremi, i danni alla pompa sono irreversibili e richiedono la sostituzione dell'intero apparecchio. Per questo si raccomanda l'utilizzo della protezione del motore delle pompe e di moderni controller.
Qual è la differenza tra funzionamento a secco e sovraccarico della pompa?
Il funzionamento a secco consiste nel funzionamento senza acqua o con un flusso molto ridotto, mentre il sovraccarico si verifica quando la pompa funziona con una resistenza al flusso eccessiva o con una pressione dell'acqua elevata. Entrambi i fenomeni causano il surriscaldamento del motore delle pompe sommerse e riducono la durata della pompa; per questo è opportuno utilizzare il controllo del funzionamento della pompa e sensori di sicurezza.
Quali dispositivi proteggono la pompa dal funzionamento a secco?
Vengono utilizzati soprattutto sensori di livello dell'acqua, relè di livello dell'acqua, pressostati e moderni dispositivi di protezione delle pompe, come SK-13. Essi monitorano lo stato di funzionamento della pompa e spengono automaticamente la pompa in caso di abbassamento del livello del liquido o di rottura del livello dell'acqua.
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