Più efficienza nel trattamento delle acque

I motori sincroni a magneti permanenti di Bauer Gear Motor, brand di Altra Industrial Motion, per l’azionamento delle pompe a vite eccentrica, hanno massimizzato l’efficienza dell’impianto di trattamento delle acque reflue della città tedesca di Bayreuth. Tra i vantaggi ottenuti, un incremento dell’efficienza del motore del 10%, una maggiore disponibilità, una manutenzione più semplice e un minor impatto ambientale.

di Alma Castiglioni

Per impianti di importanza critica come quelli per il trattamento delle acque reflue, dove è richiesto un funzionamento praticamente ininterrotto, l’efficienza è fondamentale. Per questo motivo, selezionare un motoriduttore che possa soddisfare i requisiti di operatività può garantire una combinazione vincente tra convenienza e maggiore protezione ambientale. Bauer Gear Motor, brand di Altra Industrial Motion Corp., ha raggiunto questo obiettivo per una pompa a vite eccentrica utilizzata per l’impianto di trattamento delle acque reflue di Bayreuth, in Germania.
Bauer Gear Motor è una realtà di primo piano, a livello mondiale, nelle tecnologie per motoriduttori. L’azienda è focalizzata sulla realizzazione di motori e riduttori in grado di garantire agli operatori la massima affidabilità operativa salvaguardando sia il ritorno sull’investimento (ROI) che i consumi energetici complessivi.

In un impianto che funziona in continuo i requisiti di operatività sono fondamentali
A Bayreuth, le pompe a vite eccentrica devono restare in funzione praticamente senza interruzioni, 365 giorni all’anno. Con requisiti di operatività di questo livello, un motore inadatto può generare costi eccessivi per gli operatori. Specificare un motore sovradimensionato, accoppiarlo a componenti non corretti, mancare il punto di funzionamento o selezionare gli ingranaggi errati, a lungo termine può avere un notevole impatto sull’efficienza energetica. Specificare una soluzione di azionamento ottimale per questa applicazione in collaborazione col produttore della pompa: questa era la sfida posta dagli operatori dell’impianto a Bauer.
Lavorando in sinergia con il produttore della pompa, Bauer ha individuato una soluzione: sostituire il motore asincrono (ASM) IE3 da 15kW installato con un motore IE3 da 5,5 kW grazie alla tecnologia PMSM.

Efficienza energetica massimizzata e impatto ambientale ridotto
Il ridimensionamento garantisce una maggiore efficienza energetica, ma la progettazione dei motori PMSM di Bauer massimizza i vantaggi. La progettazione dell’efficiente rotore include magneti permanenti speciali che garantiscono il risparmio energetico e migliorano le credenziali ambientali, rispetto ai motori tradizionali. Le perdite termiche dal rotore vengono eliminate e quelle totali ridotte del 25%, il che migliora uniformemente l’efficienza del motore del 10% rispetto ai motori della concorrenza. Tali caratteristiche garantiscono alta efficienza anche con esigenze di operatività molto varie.
Le altre pompe a vite eccentrica dell’impianto operavano ancora con motori ASM, consentendo a Bauer e al cliente di fare un confronto diretto. Utilizzando sia varianti ASM che PMSM a una velocità costante di 25 Hz, si è potuto verificare che il PMSM erogava un’efficienza energetica continua sull’intera curva, specialmente a carichi bassi. Al variare della velocità, il motore PMSM era ancora il più efficiente con carichi parziali. A bassa velocità e basso carico, il PMSM ha un’efficienza dell’85% rispetto al 65% dell’ASM: dati che dimostrano l’ampiezza sia del campo operativo a carico parziale che della gamma di velocità del motore PMSM, intrinsecamente efficiente.

Tutti i vantaggi ottenuti per l’applicazione
I vantaggi per l’applicazione sono molteplici. Le pompe a vite eccentrica operano a diverse velocità e a diversi punti di funzionamento in base alle esigenze, il che corrisponde all’ampiezza sia del campo operativo a carico parziale, sia della gamma di velocità garantita dal PMSM. Inoltre, questa gamma offre una capacità di sovraccarico maggiore, il che è un vantaggio se si guasta un’altra pompa dell’impianto e gli stessi requisiti di operatività devono essere distribuiti su meno pompe. Se i motori installati garantiscono maggiore capacità di sovraccarico questo requisito viene soddisfatto con facilità, a tutto vantaggio della disponibilità. Un’altra caratteristica intrinseca è la coppia di spunto elevata, importante quando si lavora con fluidi. Ridimensionare il motore facilita inoltre i futuri interventi di manutenzione, poiché sostituirlo risulterà più semplice grazie alle dimensioni inferiori. Anche lo spessore dei cavi di collegamento risulta dimezzato rispetto agli equivalenti ASM, riducendo i costi e facilitando posa e manutenzione.
Tuttavia, il principale vantaggio per l’operatore è senz’altro la maggiore efficienza sull’intero campo di operatività.
Il miglioramento di efficienza minimo, pari al 10% sull’arco di un intero anno di cicli operativi, ha consentito risparmi notevoli, fino a 9.000 EUR per pompa all’anno, ai quali si aggiungono benefici in termini ambientali.
Oltre a ridurre i costi energetici, gli operatori hanno potuto soddisfare con facilità gli obiettivi per le emissioni di CO2, sempre più stringenti in tutti gli aspetti dell’industria.
Questo, unito alle prestazioni intrinseche e all’affidabilità del PMSM, ha significato per gli operatori poter accedere alle condizioni più favorevoli per l’efficienza, create da un eccellente motore progettato per varie esigenze di operatività.