Il metodo in 8 punti per progettare un impianto di aspirazione industriale.

di | Ottobre 22, 2019

conosci il tuo nemico_impianti aspirazione industriale

Perfettibile, ho bisogno di un impianto di aspirazione industriale per rimuovere della polvere prodotta durante la lavorazione di un macchinario installato in azienda.

Da qualche mese a questa parte sono sempre più frequenti richieste come questa.

Spesso provenienti da chi si trova costretto da un’ispezione di un tecnico ATS (ex ASL) ad installare o migliorare un impianto di aspirazione.

L’urgenza e la minaccia di una denuncia penale fanno perdere lucidità. Così il più delle volte mancano completamente le informazioni necessarie a progettare correttamente un impianto di aspirazione industriale.

Ho quindi deciso di scrivere questo breve articolo, dal taglio prettamente pratico, per darti un’idea del giusto percorso che deve essere seguito per la progettazione del tuo sistema di aspirazione.

Si tratta di otto passi, da compire uno in successione all’altro.

Vi sarebbe in realtà un nono punto, la scelta ed il dimensionamento del ventilatore idoneo ad aspirare tutte le schifezze che vuoi rimuovere dall’aria del tuo capannone.

Ma di questo argomento ho già parlato in diversi articoli, in particolare in quello che troverai citato come risorsa consigliata in fondo a questa pagina.

1. Conosci il tuo nemico, per combatterlo col migliore impianto di aspirazione

La prima mossa in assoluto da compiere è quella di identificare tutte le sorgenti di inquinanti.

Devi mappare in quali aree e quali processi vengono generate polveri o gas/vapori che possono avere effetti dannosi per la salute o che possono causare atmosfere potenzialmente esplosive.

In questa prima fase, è opportuno anche valutare se l’impianto di aspirazione che andrai ad installare avrà qualche effetto o sarà influenzato da altri sistemi di ventilazione.

Fatti aiutare da un consulente esperto di igiene del lavoro. Se poi gli inquinanti sono combustibili, è il caso che ti rivolgi anche ad un esperto per la classificazione delle zone ATEX.

2. Dai uno sguardo al futuro.

Tieni in considerazione che un domani potresti aver bisogno di nuove macchine o nuove linee che devono essere aspirate.

Aggiungi quindi un opportuno margine sulla portata sia quando scegli il diametro delle tubazioni che quando acquisti il ventilatore.

In questo modo NON dovrai sostituire il ventilatore alla minima modifica all’impianto di aspirazione.

Attento però a non esagerare con questo margine.

Un impianto di aspirazione eccessivamente sovradimensionato comporta diversi problemi, tra cui rumore elevato e possibile funzionamento instabile (pompaggio) del ventilatore.

3. Progetta al meglio la cattura degli inquinanti.

Un buon impianto di aspirazione industriale si riconosce dal fatto che tutti i fumi o le polveri vengono completamente catturati dalle cappe aspiranti.

La forma, le dimensioni e la distanza dal punto di lavoro della cappa aspirante, dipendono in gran parte dalla tipologia di inquinante che vuoi aspirare e dalla lavorazione che produce tale inquinante.

Per una corretta progettazione delle cappe e dell’impianto di aspirazione, ti consiglio di contattare il mio amico Davide Pasini. Oltre ad essere un esperto che ha imparato direttamente sul campo, è anche un tecnico di cui mi fido personalmente e per il quale posso mettere la mano sul fuoco.

4. Calcola la velocità di “captazione” delle cappe aspiranti.

Questo termine sembra quasi una parolaccia per i non addetti al lavoro. La velocità di captazione altro non è che la velocità che deve avere l’aria per poter catturare l’inquinante e trasportarlo all’interno della cappa aspirante.

Questo parametro dipende non solo dalla tipologia di inquinante e dalle sue dimensioni, ma anche da come viene generato.

Se ad esempio si tratta di polvere creata da una lavorazione di smerigliatura, le particelle vengono sparate con una certa velocità e direzione.

L’impianto di aspirazione deve essere progettato tenendo conto di questa situazione.

Un modo per ridurre la portata – e quindi i consumi – dell’impianto di aspirazione è quello di “contenere” la zona dove si producono inquinanti mediante dei ripari fissi o mobili. In questo modo si annullano le correnti di aria che potrebbero disturbare il corretto funzionamento delle cappe.

Nella tabella seguente ti riporto alcuni valori indicativi della velocità di cattura a seconda di come viene disperso l’inquinante che devi aspirare.

velocità captazione impianti di aspirazione industriale

5. Finalmente puoi conoscere la portata necessaria.

Solo ora, al quinto punto, sei finalmente in grado di calcolare la portata di aria che l’impianto di aspirazione deve garantire.

Come vedi progettare un impianto di aspirazione industriale non è così banale come la mette qualche fornitore che se ne esce con stime da salumiere “Mah, ci vorranno tot metri cubi”.

Per ogni singola cappa di aspirazione, partendo dalla velocità di captazione che devi ottenere e dalla sezione della cappa stessa, puoi calcolare la portata di aria necessaria utilizzando l’equazione di Dalla Valle.

L’equazione di Dalla Valle è rappresentata nell’immagine qua sotto. Il suo utilizzo non è però così immediato.

impianti di aspirazione industriale equazione di Dalla Valle

Per questo motivo si utilizzano le relazioni empiriche che sono state ricavate per le diverse tipologie e forme di cappe aspiranti.

impianti di aspirazione industriale formule empiriche calcolo portata

A questo punto puoi quasi pensare di essere arrivato a metà dell’opera. Hai infatti calcolato la portata che l’impianto di aspirazione deve garantire.

Resta da calcolare le perdite di carico di tutto l’impianto, così da conoscere la prevalenza che il ventilatore deve garantire.

6. Disegna la bozza di layout dell’impianto di aspirazione.

Partendo dalle singole cappe di aspirazione, traccia il percorso che le tubazioni dovranno seguire per arrivare fino all’eventuale filtro ed al ventilatore, e da questo al camino.

Installare un impianto di aspirazione industriale non è mai un lavoro semplice. Altri macchinari, colonne portanti, pareti ed altri ostacoli ti impediscono di avere un percorso bello rettilineo delle tubazioni.

Cerca in questa prima bozza di layout di ridurre al minimo i cambi di direzione che imponi al flusso di aria aspirata. Il grosso delle perdite di carico in un impianto di aspirazione è infatti dato dalle curve e dai cambi di direzione in generale.

7. Bilancia l’impianto di aspirazione

Questa è una parte delicata del progetto. Ignora questa fase e ti troverai con l’impianto di aspirazione che funziona molto bene in un punto e non aspira nulla in altre zone.

Se ad esempio utilizzi un unico diametro di tubazione su tutto l’impianto, ed hai più di una cappa di aspirazione, ti ritroverai che quella più lontana dal ventilatore non riesce ad aspirare.

Per questo motivo di solito si utilizzano diametri via via più grandi mano a mano che i vari rami confluiscono verso il ventilatore.

Un po’ come sono fatti i sistemi di fiumi. I vari ruscelli piccoli si sommano in fiumi sempre più grandi.

Fai attenzione ad un aspetto molto importante, soprattutto se stai progettando un impianto di aspirazione ATEX.

In ogni parte del sistema di tubazioni, devi assicurarti di avere una velocità dell’aria minima così da evitare il deposito di polveri.

Questo dettaglio complica la vita quando durante la produzione è possibile che siano in funzione solo alcuni macchinari e quindi è necessario chiudere una parte delle cappe aspiranti.

Se la portata aspirata si riduce di molto, nel tratto in comune dove convergono tutte le tubazioni la velocità dell’aria potrebbe scendere a valori troppo bassi.

In casi simili ti conviene prevedere delle line singole che conducono l’aria da ogni cappa al filtro o al ventilatore.

8. Calcola le perdite di carico dell’impianto di aspirazione

Siamo finalmente arrivati al punto finale. O quasi, visto che i risultati che ottieni da questa fase, saranno i dati di ingresso per il mio lavoro: scegliere il ventilatore perfetto per il tuo impianto di aspirazione industriale.

La cosa buffa è che solitamente chi mi contatta per una consulenza, vuole partire da questo ottavo punto senza essere prima passato dai precedenti 7.

Vogliono sapere quanta pressione serve ma non hanno idea di che tipo di inquinante devono aspirare e di quale sia il percorso che le tubazioni devono compiere. È come pensare di costruire una casa partendo dal tetto.

Ma dato che hai letto questo articolo, sono certo che prima di contattarmi farai i compiti previsti dai punti precedenti.

Quindi, come puoi calcolare le perdite di carico dell’impianto di aspirazione?

Per prima cosa poniti nel caso peggiorativo, quindi quello con la portata aspirata più alta.

Partendo dal punto più lontano rispetto al ventilatore, devi calcolare e sommare tutte le perdite di carico di ogni singolo componente. Ovviamente devi fare attenzione a quale valore di portata utilizzi. Non calcolare le perdite di carico con la massima portata su un ramo dell’impianto che aspira solo una parte dell’aria totale.

Altro aspetto importante è la densità che consideri nei calcoli.

Se percorrendo il tuo impianto di aspirazione l’aria cambia di temperatura, allora anche la densità cambierà di conseguenza. Usare un unico valore di densità ti porta sicuramente a errori nel progetto dell’impianto di aspirazione.

Come puoi immaginare, questa fase è un po’ complicata – soprattutto per i non addetti ai lavori – oltre che delicata.

Se infatti sbagli il calcolo delle perdite di carico dell’impianto di aspirazione, il ventilatore che poi vai ad acquistare non sarà in grado di aspirare correttamente gli inquinanti.

Quindi avrai semplicemente buttato soldi al vento.

Rivolgiti ad un’azienda che realizza impianti di aspirazione e filtrazione. In questo modo puoi ottenere un impianto progettato e costruito correttamente, ed in caso di problemi hai qualcuno che – almeno in teoria- ne può rispondere ed assumersi le responsabilità.

Hai già chiesto a diversi fornitori l’impianto di aspirazione industriale, ma ti SNOBBANO perché è troppo piccolo?

Non te la prendere. Capita più spesso di quanto ti immagini.

Società che sono abituate a progettare e costruire impianti di aspirazione industriale con portate d’aria mastodontiche, sono strutturate per poter realizzare questi grandi progetti. Lavorare su un piccolo impianto per loro è controproducente. E ti verrebbe a costare un rene.

Come ti dicevo già all’inizio di questo articolo, sono in molti – una media di 9 richieste al mese – a chiedermi una consulenza per la progettazione di un impianto di aspirazione proprio perché hanno ricevuto un due di picche da società di ingegneria.

In alcuni casi si tratta di impianti che non sono in grado di progettare. Non si può essere esperti in tutto.

Se però si tratta di impianti non eccessivamente complessi e tecnologici, che richiedono unicamente di calcolare:

  • Forma e dimensione delle cappe aspiranti
  • La portata di aria da aspirare
  • Il dimensionamento delle tubazioni ed il calcolo delle perdite di carico conseguenti

Allora posso quasi certamente darti una mano.

Clicca sul pulsante che trovi qua sotto e compila il modulo contatti che ti appare. Una volta inviati i tuoi dati, entro 48 ore io o un mio tecnico ti contatteremo per discutere dell’impianto di cui hai bisogno e valutare se posso esserti di aiuto.

Richiedi la mia consulenza per il tuo impianto di aspirazione industriale

Mai più guasti improvvisi!

Il Signore delle Ventole

 

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