Rinnovo del motore elettrico installato a secco nelle pompe per acque reflue

Nelle stazioni di sollevamento delle acque reflue e negli edifici pompe degli impianti di depurazione, una parte importante delle pompe è installata in camera asciutta. La pompa si trova in un locale asciutto, separato da una parete dalla vasca umida in cui si raccolgono le acque reflue; la tubazione di aspirazione attraversa la parete, mentre il motore, un classico motore elettrico raffreddato ad aria, lavora sopra o accanto alla pompa. Negli anni questi motori arrivano al rinnovo per guasti ai cuscinetti, all'avvolgimento o dovuti all'umidità. In questo articolo spieghiamo quali informazioni raccogliere quando si rinnova il motore di una pompa per acque reflue installata a secco, quali punti critici non trascurare e dove un motore standard è sufficiente e dove no.

Cos'è la configurazione in camera asciutta e dove si trova il motore?

L'idea di base dell'installazione a secco è tenere il motore elettrico in un punto in cui non venga mai a contatto con le acque reflue. Nella vasca umida si trovano solo l'acqua e la bocca di aspirazione; pompa e motore sono nel locale asciutto. In questo modo il motore è facilmente accessibile per la manutenzione, avvolgimento e cuscinetti non entrano in contatto con le acque reflue e il raffreddamento è assicurato dalla ventola del motore con l'aria ambiente. L'argomento di questo articolo è proprio questa configurazione: un motore asincrono trifase installato in superficie o nel locale asciutto, raffreddato ad aria tramite le alette della carcassa.

Le pompe sommergibili calate nella vasca umida e funzionanti sott'acqua hanno invece una costruzione completamente diversa. Il loro motore è progettato a tenuta per lavorare immerso. Un motore con carcassa standard e grado di protezione IP55 non sostituisce una pompa di questo tipo e non può funzionare in acqua. Se in una stazione si vuole rimuovere una pompa sommergibile e installare al suo posto una configurazione in camera asciutta, non si tratta di una sostituzione del motore, ma di un progetto di pompa e impianto.

Installazione a secco orizzontale e verticale

• Configurazione orizzontale: pompa e motore sono affiancati su un basamento comune, con un giunto tra i due. Il motore è fissato in forma B3 con piedi. Nella sostituzione sono determinanti altezza d'asse, interasse dei fori dei piedi e allineamento del giunto.
• Configurazione verticale: la pompa è sul pavimento del locale asciutto e il motore sopra di essa, su un supporto o una lanterna; l'albero è rivolto verso il basso. In alcune stazioni il motore si trova a un piano superiore per il rischio di allagamento ed è collegato alla pompa tramite una trasmissione ad albero intermedio. In questa configurazione assumono importanza la quota della flangia, la sporgenza d'albero e il carico assiale sui cuscinetti del motore.

Gli aspetti generali del montaggio verticale sono trattati a parte nel nostro articolo sul montaggio verticale con albero in basso. Nelle configurazioni ad albero intermedio il peso dell'albero e la spinta idraulica della pompa possono gravare sul cuscinetto del motore; il valore di questo carico va richiesto al costruttore della pompa e indicato nell'ordine.

Informazioni da raccogliere sulla configurazione esistente prima del rinnovo

Nelle pompe per acque reflue potenza e velocità sono definite fin dall'inizio in base alla girante della pompa e alla prevalenza della stazione. Per questo la potenza del nuovo motore si sceglie sulla base del valore indicato dal costruttore della pompa e della targa del motore smontato; non è corretto proporre una potenza standard guardando il tipo di macchina. Sul campo annoti:

• Potenza, velocità, tensione, corrente e grandezza IEC riportate nella targa del vecchio motore
• Velocità e modello indicati nella targa della pompa
• Forma costruttiva: orizzontale con piedi, verticale flangiata o configurazione con piedi e flangia
• Tipo di giunto, diametro dell'albero e dimensioni della chiavetta (per il confronto con il disegno tecnico)
• Metodo di avviamento: diretto, stella-triangolo, avviatore statico o convertitore di frequenza
• Condizioni del locale pompe: umidità, condensa, ventilazione, precedenti allagamenti

Le pompe per acque reflue funzionano spesso con motori a 4 o 6 poli; le giranti a canali ampi, in grado di far passare grossi solidi senza intasarsi, si comportano meglio a bassa velocità. La decisione, comunque, non spetta a Lei ma alla pompa: a una pompa con targa di circa 1450 giri/min si collega un motore a 4 poli, a una con circa 970 giri/min un motore a 6 poli.

Effetti dell'ambiente delle acque reflue sul motore

Anche se vengono chiamati locali asciutti, i locali pompe delle stazioni di acque reflue non sono sempre asciutti. Nella scelta e nel posizionamento del motore occorre tenere conto dei seguenti effetti.

• Umidità e condensa: nei locali interrati l'escursione termica tra giorno e notte e la carcassa che si raffredda a pompa ferma possono generare condensa all'interno del motore. Il rischio è maggiore nelle pompe di riserva con lunghi fermi. Resistenza anticondensa e sensore di temperatura dell'avvolgimento (PTC o PT100) sono opzioni selezionabili in fase d'ordine.
• Gas corrosivi: l'idrogeno solforato che si sprigiona dalle acque reflue e l'aria umida corrodono nel tempo le superfici verniciate, la morsettiera e i collegamenti dei cavi. Per la durata del motore la ventilazione del locale è importante almeno quanto la scelta del motore.
• Allagamento: una perdita dalla tenuta della pompa, la rottura di una tubazione o una forte pioggia possono allagare il locale asciutto. La protezione IP55 è contro polvere e spruzzi d'acqua; il motore non è protetto contro l'immersione. Nelle stazioni critiche si consiglia di sollevare il motore e di dotare il locale di un galleggiante di livello e di una pompa di drenaggio.
• Intasamento e rotore bloccato: stracci, corde e rifiuti fibrosi possono bloccare la girante. Quando la pompa si blocca, il motore assorbe una corrente molto elevata; un salvamotore tarato correttamente o il limite di corrente dell'azionamento proteggono l'avvolgimento. Per gli elementi di protezione può consultare l'articolo sulla scelta di relè termico e fusibili.

Rischio di atmosfera esplosiva: il limite del motore standard

Nelle stazioni di acque reflue, per effetto della decomposizione biologica, possono accumularsi metano e gas infiammabili simili. Per questo in alcuni impianti la vasca umida e le zone comunicanti sono classificate come zone ad atmosfera esplosiva nella valutazione dei rischi dell'esercente. Un motore destinato a lavorare in una zona di questo tipo deve avere una costruzione antideflagrante (Ex) conforme alla classificazione; non si tratta di una semplice questione di grado di protezione.

La serie trifase standard descritta in questo articolo è una serie per uso generale, con grado di protezione IP55 e classe di isolamento F, e non viene offerta come serie definita per atmosfere esplosive. Verifichi nel documento di classificazione delle zone dell'impianto se il locale in cui verrà installato il motore è considerato zona ad atmosfera esplosiva e lo indichi sempre nell'ordine. In presenza di una zona classificata la serie standard potrebbe non essere adatta; il motore viene valutato a parte come prodotto speciale idoneo a quella zona. Negli impianti in cui il locale asciutto è completamente separato dalla vasca umida ed escluso dalla classificazione, il motore standard può invece essere utilizzato in condizioni normali.

Modelli di esempio e impieghi

I seguenti modelli con carcassa in ghisa sono esempi di potenze e velocità frequenti nelle pompe per acque reflue installate a secco. Tutti hanno grado di protezione IP55, classe di isolamento F e alimentazione 400/690 V (Δ/Y), 50 Hz; su rete a 400 V si collegano a triangolo. La carcassa in ghisa è una scelta meccanicamente robusta per locali umidi e corrosivi.

• 132M2-6: 5,5 kW (7,5 CV), 6 poli, 968 giri/min, IEC 132M, 12,0 A a 400 V, coppia nominale 54,3 Nm. Per piccole pompe di sollevamento a bassa velocità con canali ampi.
• 132M-4: 7,5 kW (10 CV), 4 poli, 1460 giri/min, IEC 132M, 14,3 A a 400 V, coppia nominale 49,1 Nm.
• 160L-4: 15 kW (20 CV), 4 poli, 1465 giri/min, IEC 160L, 27,3 A a 400 V, coppia nominale 97,8 Nm.
• 180L-4: 22 kW (30 CV), 4 poli, 1470 giri/min, IEC 180L, 39,7 A a 400 V, coppia nominale 142,9 Nm.

Le forme costruttive sono disponibili in base alla grandezza e la quota della flangia viene confermata nell'ordine; le opzioni sono elencate nella domanda sulle forme costruttive. Le quote di albero, flangia e piedi possono essere confrontate nel catalogo tecnico e prodotti 2026. Per una panoramica delle applicazioni su pompe è disponibile la pagina motori elettrici per pompe.

Esempio ipotetico: rinnovo del motore di una pompa orizzontale in camera asciutta

Il caso descritto in questa sezione non è il resoconto di un impianto reale, ma un esempio costruito per mostrare la sequenza. In una stazione di sollevamento comunale, il motore della pompa orizzontale nel locale asciutto è stato smontato dopo la comparsa di rumore ai cuscinetti. La targa del motore riporta 15 kW, 1465 giri/min, carcassa 160L, 400/690 V; la targa della pompa indica 1450 giri/min. Secondo il documento di classificazione delle zone dell'impianto, il locale è escluso dalla classificazione. In questo caso il modello candidato è il 160L-4. Interasse dei fori dei piedi e diametro dell'albero vengono confrontati con il disegno tecnico e l'allineamento del giunto viene rifatto. Poiché nei mesi invernali nel locale si osserva condensa, nell'ordine si richiede anche la resistenza anticondensa. Se il documento avesse indicato il locale come zona ad atmosfera esplosiva, il modello standard non sarebbe stato preso in considerazione, anche a parità di potenza e velocità, e la situazione sarebbe stata discussa a parte.

Attenzioni nella messa in servizio e nell'esercizio

• Prima del primo avviamento verifichi il senso di rotazione con la freccia sul corpo pompa; una pompa per acque reflue che gira al contrario fornisce una pressione bassa e porta a diagnosi errate.
• Nei motori di riserva rimasti fermi a lungo misuri la resistenza di isolamento dell'avvolgimento; un motore rimasto in un locale umido può richiedere un'essiccazione prima della messa in servizio.
• Se il motore funzionerà con convertitore di frequenza, la regola generale è spiegata nella domanda sull'uso con inverter; indichi nell'ordine il funzionamento prolungato a bassa velocità e la presenza di cavi lunghi.
• Serri bene la guarnizione del coperchio della morsettiera e i pressacavi; in aria corrosiva una morsettiera lasciata aperta diventa il punto più debole del motore.

Cosa comunicarci nell'ordine

Per individuare il motore corretto per la Sua pompa per acque reflue installata a secco, ci invii insieme le seguenti informazioni:

• Foto della targa del motore smontato (potenza, velocità, tensione, grandezza)
• Dati di targa e velocità della pompa
• Forma costruttiva: orizzontale con piedi, verticale flangiata o con albero intermedio; se verticale, il dato del carico assiale
• Tensione di rete e metodo di avviamento
• Condizioni ambientali del locale pompe: umidità, condensa, ventilazione e classificazione della zona ad atmosfera esplosiva

Modelli standard e prezzi aggiornati sono visibili nella pagina acquista motori elettrici. Se dispone della targa del vecchio motore, ci invii la foto della targa e valuteremo l'idoneità insieme alle informazioni sull'ambiente. Per altre domande può contattarci tramite la pagina contatti.