Pompa elettrica
La pompa elettrica o elettropompa
Una pompa è un particolare dispositivo meccanico utilizzato
per spostare fluidi. In genere si considerano quest’ultimi
prevalentemente liquidi, visto che per pompare l’aria si fa
riferimento ai compressori. Le pompe si differenziano per la
forza motrice in grado di farle funzionare; avremo quindi le
pompe elettriche (che sono alimentate da motori elettrici),
quelle che girano grazie a un motore a combustione interna;
infine le pompe che fruttano l’energia di una forza alternativa,
come quella di un trattore o, fino a pochi decenni fa, del
vapore acqueo.
In questa guida parleremo delle pompe elettriche, del loro uso,
delle diverse classificazioni e dimensioni. Prima però sarà
interessante scoprire cosa i nostri avi escogitavano per
spostare l’acqua da un livello all’altro.
Storia della pompa
La prima testimonianza d’uso di una pompa nei tempi antichi
risale al 300 a.C., con Archimede, che ideò la cosiddetta “vite
di Archimede”, o più semplicemente coclea.
Trattasi semplicemente di una grossa vite che è fatta ruotare
all’interno di un tubo. Immergendo la parte inferiore nel pelo
dell’acqua, evidentemente disposto a un livello inferiore a
quello da raggiungere, a ogni giro la vite spostava verso l’alto
una quantità costante di liquido. Anticamente si usavano come
forze motrici sia la forza umana sia quella fornita dal traino
animale. Oggi le coclee trovano largo impiego, ad esempio, nel
riempimento dei silox per i cereali. Essendo il suo limite
costituito dalla lunghezza, più coclee, poste in serie, in
successione portano l’acqua al livello desiderato.
Nel Medioevo furono introdotte le norie, grandi ruote semi
immerse nel corso di un fiume, le quali, provviste alla sua
estremità di molti contenitori, e fruttando la forza della
corrente, catturavano costanti quantità d’acqua per poi
rilasciarla nel luogo desiderato e a un’altezza maggiore. A
partire dal Seicento, con il progresso scientifico e
tecnologico, trovarono ampia diffusione le pompe a stantuffo,
ottenendo standard di portate e prevalenze più elevati.
Caratteristiche tecniche principali della pompa
Nella precedente frase già si fa cenno a quelle che sono le
principali caratteristiche tecniche, assolutamente da conoscere
e tenere in considerazione, al momento dell’acquisto di una
pompa, vale a dire la portata e la prevalenza.
Con il primo termine s’intende la quantità d’acqua o di liquido
spostato dalla pompa nell’unità di tempo. Esprime quindi un
rapporto tra una grandezza volumetrica (in genere sono metri
cubici) e un unità di tempo (di solito si parla di ore). Ma nel
linguaggio comune si parla anche di litri/minuto. La grandezza
che ne deriverà, quindi, sarà:
metri cubici/h oppure litri/minuto
La seconda proprietà da tenere assolutamente in considerazione
al momento di scegliere una pompa è la prevalenza. Con
questo termine s’intende il dislivello massimo che una pompa è
in grado di far superare al liquido da spostare, e si indica in
metri. In altre parole, se la prevalenza è 10 metri, vuol dire
che il dislivello massimo consentito affinché l’elettro pompa
sia ancora in grado di funzionare, tra il bacino inferiore (il
pelo d’acqua) da cui si aspira e il bacino superiore (di
accumulo o utilizzazione del fluido), non deve essere superiore
ai 10 metri, pena la perdita di performance.
Esistono infine altre due caratteristiche, ma meno considerate e
per usi molto particolari. Sono la viscosità e la densità che
possono sopportare del liquido spostato. La prima è una
proprietà propria dei fluidi è indica l’opposizione allo
scorrimento, differente da fluido a fluido. A parità di altre
condizioni, muta in funzione della temperatura e della
pressione.
La seconda, invece, è il rapporto tra una massa e il suo volume;
nei fluidi, una sostanza meno densa galleggia su una più densa,
e viceversa.
Criteri di classificazione delle pompe elettriche
Spiegate brevemente le principali peculiarità delle pompe elettriche, andiamo a vedere come funzionano e le differenti modalità di creazione del vuoto, necessario per spostare i liquidi da una parte all’altra. La prima grande classificazione è necessaria per distinguere le pompe cosiddette volumetriche, da quelle cinetiche o fluidodinamiche.
POMPE VOLUMETRICHE
Per queste l’aspirazione o, al contrario, la spinta di un
liquido, avviene mediante lo spostamento o il mutamento di
volume. In pratica, mutando repentinamente un volume,
automaticamente si induce una variazione di pressione. Vediamo
quali sono le principali tecniche per ottenere ciò, così da
cogliere più empiricamente il funzionamento.
- A stantuffo
Un pistone si muove alternativamente entro un cilindro, causando così lo spostamento del liquido. Un esempio lampante, seppur applicato all’aria, è quello della pompa per gonfiare le ruote di una bicicletta. Ad ogni spinta, l’aria contenuta nel cilindro, sottoposta a pressione, entra con forza nella camera d’aria della ruota da gonfiare.
- A diaframma
Si tratta dello stesso principio fisico appena descritto, solo che al posto del pistone ci sono una o più membrane che si muovono a ritmo alternativo.
- A ingranaggi
Qui la variazione volumetrica si ottiene con il movimento di due ingranaggi tra loro.
POMPE CINETICHE
Altrimenti dette fluidodinamiche, la variazione di pressione o aspirazione si ottiene con l’applicazione di una certa dinamicità, che in gergo tecnico è definito momento, attraverso il quale il liquido si muove. Le principali pompe che sfruttano la tecnica suddetta sono le pompe centrifughe, le pompe lineari o le magnetofluidodinamiche.
Parti componenti di una pompa elettrica
Quale che sia il tipo o la grandezza, le pompe sempre di
alcune costituenti dispongono:
- Motore elettrico
A sua volta può essere a induzione oppure con le spazzole; il secondo tipo è per motori di maggiore potenza. La potenza, appunto, espressa in chilowatt (Kw), definisce il consumo dell’apparecchio in funzione e l’assorbimento di corrente elettrica, nonché la forza che potrà imprimere alla pompa stessa.
- Blocco di aspirazione e compressione
E' quella che può essere definita la pompa in senso stretto. Come abbiamo già affermato, si differenziano in base alla tecnica con cui creano il vuoto o imprimono una compressione al liquido.
- Supporti
Secondo come è progettata, può essere una normale struttura portante in metallo, se la pompa dovrà rimanere sospesa, o comunque al di fuori del pelo del liquido. Se invece preferiamo le pompe a immersione (di seguito spiegate), si parlerà di un involucro a tenuta stagna e con forma tale da poter restare a galla o addirittura totalmente immersa nell’acqua.
- Collegamenti elettrici
Sono dei fili o le prolunghe che permetteranno il collegamento alla rete elettrica domestica o a qualsiasi altra fonte di elettricità.
Pompe a immersione
Sono immerse direttamente nel serbatoio, o comunque sotto il livello del liquido da aspirare; per questo motivo non necessitano di sistemi di ritenuta, come le valvole di fondo. Considerato ciò sono più comode e richiedono meno interventi di ripristino, non essendoci il rischio di creazioni di vuoti d’aria, nelle pompe che non lo tollerano.
Usi delle pompe elettriche
C’è una principale distinzione d’uso delle pompe elettriche.
Tra quelle propriamente definite “ad uso industriale”, cioè le
pompe impiegate per usi particolari, come il pompaggio di paste
fluide, aspirazioni di liquidi chimici, pompe ad alta precisione
in grado di irrorare flussi continui e dosati. Poi ci sono i
cosiddetti “usi comuni”, maggiormente intercettabili nelle
nostre abitazioni, o nelle cantine domestiche. Vediamone alcuni.
- In agricoltura
l’impiego principale è nei pozzi o nei grandi raccoglitori d’acqua, come le cisterne. Si parlerà di pompe a immersione (già descritte) o di pompe sospese, necessitanti però di valvole di ritegno per non svuotare la parte inferiore della pompa elettrica. Se vogliamo includere la lavorazione dei prodotti della terra, allora possiamo parlare di pompe di piccole dimensioni adatte ad esempio per travasare il vino (devono riportare la dicitura e la certificazione “per alimenti”).
- In casa
o per meglio dire nei condomini o nei luoghi dove l’acqua regolarmente diffusa dalle municipalizzate non ha la pressione necessaria per risalire tutti i piani, si usano delle pompe associate ad autoclavi.
Autoclave
È presente in molti condomini di molte città, specialmente se
l’acqua irrorata dalle municipalizzate non ha una grande
pressione. Le sue dimensioni variano, ovviamente, in base al
numero degli utenti che deve servire. Sono composte di:
- Quasi sempre un serbatoio verticale di medie
dimensioni, che si riempie d’acqua proveniente dalla rete
pubblica;
- Una pompa elettrica, per l’appunto, solitamente
centrifuga e dimensionata adeguatamente alla grandezza del
serbatoio e alla rete domestica da servire;
- Un polmone, cioè un involucro con all’interno una
sorta di camera d’aria, resistente alle pressioni elevate
generate nell’impianto;
- Un pressostato, cioè un sensore elettrico che
funge da interruttore in base alle pressioni raggiunte.
Una volta impostata la pressione desiderata, con la quale dai nostri rubinetti dovrà uscire l’acqua, la pompa elettrica immetterà acqua causando, tra l’altro, la compressione della camera d’aria (che fungerà quindi da una sorta di molla). Quando l’utente aprirà un rubinetto o scaricherà il water, farà scendere la pressione fin quando il pressostato non darà il consenso alla pompa di riattaccare. Chiuso il rubinetto, la pressione tornerà a salire e la pompa si fermerà di nuovo. Naturalmente la presenza di una camera d’aria che funge da ammortizzatore è necessaria, altrimenti una piccola variazione di pressione, dovuta magari a una semplice perdita delle tubazioni o al cattivo funzionamento di un rubinetto, provocherebbe l’accensione e lo spegnimento dell’autoclave infinite volte.
Come scegliere e dove comprare una pompa elettrica
In base alle informazioni iniziali di questa guida, si
possiedono già le basi per una scelta mirata della giusta pompa,
scelta che dipende, sostanzialmente, da cosa dover pompare, da
quale profondità e infine in che entità.
Per il primo quesito, diciamo che per gli usi domestici o in
agricoltura, i liquidi da aspirare sono quasi sempre acqua o
liquidi ad uso alimentare. Le pompe attualmente in vendita nei
negozi di ferramenta o di agricoltura andranno più che bene.
Necessita un’attenzione particolare l’acquisto di una pompa che
poi dovrà essere impiegata in un pozzo o in una cisterna. Qui
sarà determinante sapere il dislivello da colmare, in base al
quale scegliere la pompa con la giusta prevalenza (che ricordo è
il dislivello massimo colmabile da una pompa). Poi la quantità,
quindi la portata, che dipende a sua volta da quanto liquido si
vuole spostare nell’unità di tempo (travasare del vino da una
damigiana a una bottiglia richiederà una portata ben inferiore a
quella necessaria per irrigare un orto in estate). In qualsiasi
caso, avvaletevi dei consigli di persone competenti.
Link a siti web che si occupano di pompe elettriche
Sapere.it
http://www.sapere.it/tca/MainApp?srvc=vr&url=/5/1135_1
Enciclopedia online liberamente consultabile; il link porta
direttamente alla descrizione della pompa elettrica
Fluidotech
http://www.fluidotech.it/
Sito di un’azienda produttrice di pompe fluidodinamiche adatte
per diversi utilizzi.
Aggiustatutto.it
http://www.aggiustatutto.it/idraulica/autoclave.html
Primo sito web italiano sul fai da te, spiega in maniera
semplice, ma nello stesso tempo dettagliata, il funzionamento e
le parti di un’autoclave.