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Negli impianti di depurazione biologica la soffiante che invia aria alla vasca di ossidazione è considerata il cuore dell’impianto. Se i batteri restano senza ossigeno il processo depurativo si altera; per questo il motore della soffiante lavora per settimane, persino mesi, senza fermarsi. Gli aspetti da considerare nella scelta del motore o nella sostituzione di un motore guasto sono un po’ diversi da quelli di un normale motore per macchine: tipo di carico, servizio continuo, ambiente esterno e condizioni della cabina insonorizzata vanno valutati insieme. In questo articolo esaminiamo passo dopo passo la scelta del motore trifase standard per soffianti Roots, a lobi rotanti e a canale laterale.
Collegamento del motore in base al tipo di soffiante
Dal punto di vista del motore, le soffianti utilizzate negli impianti di depurazione si dividono in tre gruppi:
- Soffianti Roots (bilobate) e a lobi rotanti (trilobate): sono macchine volumetriche. Il motore è di solito montato con piedi su un telaio comune e trasmette la potenza alla soffiante tramite cinghia e puleggia. In alcune unità compatte si usa anche l’azionamento diretto con giunto. In entrambi i casi il motore trifase standard con carcassa IEC è parte naturale dell’applicazione.
- Soffianti a canale laterale: spesso motore e soffiante sono prodotti come un’unica unità; la girante è calettata direttamente sull’albero motore e la carcassa può essere specifica della soffiante. In questo tipo la sostituzione con un modello standard è possibile solo se il motore esistente è un motore flangiato IEC standard. Per motori con albero o carcassa speciali va verificata, con targhetta e dati tecnici, la necessità di un motore speciale.
- Soffianti centrifughe (turbo): ad alta velocità, sono fornite spesso con sistemi di azionamento specifici del produttore; non rientrano nell’ambito di questo articolo.
Tipo di carico: la soffiante è una macchina a coppia costante
Le soffianti Roots e a lobi non si comportano come un ventilatore. Nel ventilatore la potenza assorbita cala rapidamente al diminuire della velocità; nella soffiante volumetrica, invece, finché la contropressione resta costante, la coppia all’albero rimane all’incirca la stessa. La potenza richiesta dipende essenzialmente da due fattori: la velocità della soffiante (cioè la quantità d’aria inviata) e la contropressione dovuta alla profondità della vasca. Quando il livello dell’acqua nella vasca sale o i diffusori si intasano, la pressione aumenta e cresce anche la corrente assorbita dal motore.
Per questo la potenza del motore si determina in base ai dati del punto di lavoro forniti dal produttore della soffiante (portata, differenza di pressione, potenza all’albero richiesta). Si tiene conto anche delle perdite della cinghia e dell’aumento di pressione che potrà derivare in futuro dallo sporcamento dei diffusori. La potenza non si stabilisce guardando il nome della macchina; lo stesso modello di soffiante richiede potenze diverse con profondità di vasca diverse.
Avviamento
Le soffianti vengono di norma avviate con la valvola di sfioro (blow-off) aperta, cioè a vuoto. Se la valvola è guasta o chiusa, il motore deve partire contro la piena pressione e l’avviamento si appesantisce. Il metodo di avviamento (diretto, stella-triangolo, avviatore statico o inverter) va indicato nell’ordine. Per l’avviamento stella-triangolo serve un motore con targa 400/690 V che funzioni a triangolo sulla rete a 400 V; i modelli HEM Motor da 4 kW in su hanno questa tensione.
Giri/min: la scelta con trasmissione a cinghia e a giunto
Con trasmissione a cinghia e puleggia la velocità della soffiante si regola con il rapporto delle pulegge; grazie a questa flessibilità si può usare un motore a 4 poli (1500 giri/min di sincronismo) o a 2 poli (3000 giri/min di sincronismo). Se sostituisce il motore in un impianto esistente, mantenga il numero di poli; altrimenti il calcolo delle pulegge va rifatto da capo. Nell’azionamento diretto con giunto, invece, la velocità della soffiante coincide con la velocità nominale del motore e la scelta del motore dipende direttamente dalla velocità di progetto della soffiante.
Nella configurazione a cinghia i cuscinetti del motore sopportano il carico radiale dovuto alla tensione della cinghia. La puleggia va montata il più vicino possibile al motore sull’albero e la tensione della cinghia mantenuta al valore indicato dal produttore della soffiante. Una cinghia troppo tesa è una delle principali cause di riduzione della vita dei cuscinetti in un motore in servizio continuo.
Servizio continuo e condizioni ambientali
Il motore della soffiante lavora in servizio continuo S1. Un motore standard con S1 in targa è progettato per questo compito; il servizio continuo ha però una conseguenza: il motore lavora costantemente vicino al carico nominale senza mai avere occasione di raffreddarsi. Per questo è molto importante che la ventola del motore possa aspirare aria fresca.
- Cabina insonorizzata: le soffianti lavorano per lo più all’interno di una cabina acustica. Se la ventilazione della cabina è insufficiente, la temperatura interna sale nettamente rispetto all’esterno. Va indicato nell’ordine che il motore si trova in cabina e la temperatura ambiente interna.
- Ambiente esterno: nelle stazioni di soffianti all’aperto il motore è esposto a pioggia, sole diretto e vento polveroso. La protezione IP55 protegge contro spruzzi d’acqua e polvere; una tettoia o una copertura di protezione è comunque utile per la durata del motore.
- Umidità e condensa: nell’impianto di depurazione l’aria può essere satura di umidità. Nei motori di riserva fermi, l’escursione termica tra giorno e notte può causare condensa all’interno della carcassa. Se c’è un motore di riserva che resterà a lungo fermo, va indicato nell’ordine; i motori di riserva vanno fatti funzionare brevemente a intervalli regolari.
- Gas e vapori: nei comparti di pretrattamento e fanghi possono essere presenti gas corrosivi. La stazione soffianti deve trovarsi separata da queste aree, in un luogo con aria pulita.
In queste condizioni si sceglie spesso la carcassa in ghisa, per la sua rigidità e resistenza agli agenti esterni. Tutti i nostri modelli in vendita hanno grado di protezione IP55 e classe di isolamento F.
