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Quando durante la stagione irrigua si guasta il motore della pompa centrifuga, la prima domanda è di solito "quanti kW e quanti giri?". La potenza è scritta in targa, ma sui giri la confusione è frequente: c'è l'agricoltore convinto che un motore più veloce pompi più acqua e chi prova a collegare alla pompa un motore con giri diversi che ha già a disposizione. Nella pompa centrifuga i giri sono un valore legato al progetto della pompa e non si cambiano a piacere. In questo articolo esaminiamo la differenza tra motore da 1500 e da 3000 giri/min dal punto di vista della pompa di irrigazione e illustriamo, in ordine, quali informazioni raccogliere per decidere.
Perché i giri della pompa si stabiliscono in base alla girante e non al motore?
La girante della pompa centrifuga è calcolata per fornire una determinata portata e prevalenza a una determinata velocità di rotazione. I giri indicati nel catalogo del costruttore o sulla targa della pompa non sono quindi un suggerimento, ma il punto di lavoro su cui si basa la curva. Nella scelta del motore si tratta di trovare il motore con la velocità sincrona più vicina ai giri richiesti dalla pompa: per una pompa con circa 2900 giri/min in targa si usa un motore a 2 poli (3000 giri/min sincroni), per una con circa 1450 giri/min un motore a 4 poli (1500 giri/min sincroni).
L'effetto di una variazione dei giri non è lineare. Secondo le leggi di similitudine delle pompe, la portata cresce in proporzione diretta ai giri, la prevalenza con il quadrato dei giri e la potenza assorbita dalla pompa con il cubo. In termini approssimativi, far girare a 2900 giri/min una pompa progettata per 1450 giri/min significa tentare di quadruplicare la prevalenza e di moltiplicare per otto la potenza. Un motore così o scatta per sovracorrente nei primi minuti, oppure corpo pompa, premistoppa e tubazione vengono sollecitati ben oltre i limiti di progetto. Al contrario, collegare un motore da 1500 giri/min a una pompa da 3000 giri/min dà una pressione troppo bassa per portare l'acqua al campo.
Differenze sul campo tra motore da 1500 e da 3000 giri/min
Una volta stabiliti i giri in base alla pompa, conoscere le differenze pratiche tra le due opzioni è utile anche nei nuovi progetti in cui la pompa non è ancora stata scelta. Il confronto seguente descrive le tendenze generali; i valori del costruttore della pompa hanno sempre la precedenza.
| Aspetto | 2 poli (3000 giri/min sincroni) | 4 poli (1500 giri/min sincroni) |
|---|---|---|
| Dimensioni della pompa | Pompa con girante più piccola a parità di portata e pressione | Pompa più grande, con girante di diametro maggiore |
| Coppia all'albero | Circa metà della coppia a parità di potenza | Circa il doppio della coppia a parità di potenza |
| Usura con acqua sabbiosa | Per l'elevata velocità periferica girante e anello di usura possono consumarsi più in fretta | Bassa velocità, di norma durata maggiore con acqua abrasiva |
| Condizioni di aspirazione | Richiede una pressione in aspirazione più alta; con aspirazione profonda aumenta il rischio di cavitazione | Più tollerante nell'aspirazione da laghetto e canale |
| Rumore | Livello sonoro più elevato | Funzionamento più silenzioso |
Nelle pompe di irrigazione che aspirano da canale, laghetto o vasca aperta, l'altezza di aspirazione e la sabbia nell'acqua spingono spesso la scelta verso i 1500 giri/min. Nelle pompe compatte che alimentano linee a goccia e a pioggia ad alta pressione e lavorano con acqua pulita sono invece diffusi i 3000 giri/min. La decisione si prende insieme alla scelta della pompa; il motore ne è la conseguenza.
I giri riportati sulla targhetta del motore e la compatibilità con la pompa
La velocità sincrona e quella nominale di targa non coincidono. Sotto carico il motore asincrono gira leggermente al di sotto della velocità sincrona; questo scorrimento è normale. Sulla targhetta del modello HEM Motor in ghisa da 11 kW a 4 poli è indicato 1465 giri/min, su quello da 11 kW a 2 poli 2945 giri/min. Anche i valori di 1450 o 2900 giri/min del catalogo della pompa si riferiscono a queste velocità nominali, per cui piccole differenze non sono un'incompatibilità.
Per definire la potenza si prendono come riferimento la potenza motore indicata dal costruttore della pompa e il valore di targa del motore esistente. Sulla curva della pompa, quando ci si sposta a destra del punto di lavoro (ad esempio al primo riempimento con linea vuota o con una valvola completamente aperta), la potenza assorbita aumenta. I costruttori indicano la potenza del motore tenendo conto anche di questa condizione; accontentarsi sul campo di un motore più piccolo può far scattare il termico nei giorni più caldi della stagione. Per un vecchio motore con targa illeggibile è più sicuro procedere, invece che per stima, con il modello e il diametro della girante riportati sulla targa della pompa.
