Nelle centrali termiche e sui tetti degli edifici commerciali ci sono macchine che nessuno guarda finche funzionano: le unita di trattamento aria. Dentro il cassone ci sono batterie, filtri, serrande e almeno un ventilatore, spesso due. Il ventilatore e quasi sempre a trasmissione con cinghia, e le cinghie delle unita trattamento aria hanno un ciclo di vita particolare: mesi di fermo o di funzionamento ridotto, poi la ripartenza a pieno regime quando la stagione cambia. La ripartenza e il momento in cui si scopre cosa e successo durante il fermo.
Cosa succede a una cinghia che sta ferma tesa
Il fenomeno e lo stesso che colpisce le macchine agricole in rimessa, con un aggravante: le UTA stanno spesso in locali tecnici caldi o su coperture esposte, dove d’estate si superano facilmente i cinquanta gradi. La cinghia resta tesa contro la gola della puleggia sempre nello stesso punto e prende una deformazione permanente, il compression set.
Alla ripartenza quella deformazione si manifesta come una vibrazione periodica, un battito a frequenza pari alla rotazione della cinghia. Su un ventilatore centrifugo installato in un cassone, quella vibrazione si propaga alla struttura e diventa rumore percepito negli ambienti serviti. Le segnalazioni che arrivano al manutentore all’inizio della stagione parlano quasi sempre di rumore, raramente di cinghia, eppure la causa e spesso li.
Il secondo effetto del fermo e l’irrigidimento della mescola per ossidazione. Una cinghia rimasta ferma sei mesi in un locale caldo ha perso elasticita, e una cinghia rigida non si adatta piu bene alla gola. La conseguenza e un contatto parziale, minore aderenza e slittamento all’avviamento, proprio quando il ventilatore chiede la coppia massima per vincere l’inerzia della girante. Il ragionamento e lo stesso sviluppato parlando di conservazione corretta delle cinghie.
Il ventilatore centrifugo non perdona lo slittamento
Una girante centrifuga di media taglia, diametro fra i quattrocento e gli ottocento millimetri, ha un momento d’inerzia che richiede diversi secondi per arrivare a regime. Durante quei secondi la cinghia scorre sulla puleggia con un differenziale di velocita elevato, e l’energia dissipata si trasforma in calore concentrato.
Su un impianto che si avvia una volta al giorno il fenomeno e tollerabile. Su un impianto comandato da una logica di gestione che accende e spegne il ventilatore in funzione della richiesta, o su una macchina con inverter e rampe brevi, gli avviamenti si moltiplicano e con loro il danno cumulativo. E una dinamica documentata parlando di avviamenti frequenti e vita della cinghia, e su una UTA si aggiunge il fatto che la manutenzione e meno frequente perche l’accesso e scomodo.
La contromisura piu efficace, dove c’e un inverter, e allungare la rampa di accelerazione. Portare il tempo di avviamento da cinque a venti secondi riduce sensibilmente il picco di coppia e lo slittamento associato, con un impatto trascurabile sul comfort percepito. E una modifica che si fa da parametro e che non costa nulla.
La polvere che non si vede
Dentro un cassone UTA la sezione ventilante sta a valle dei filtri, quindi l’aria che investe la trasmissione dovrebbe essere pulita. In pratica non lo e quasi mai, per due ragioni. La prima e che i filtri a monte hanno un’efficienza dichiarata, non assoluta, e una quota di particolato passa sempre. La seconda e che il vano ventilante comunica con l’esterno attraverso i portelli di ispezione, che vengono aperti in manutenzione e che non sempre chiudono con tenuta perfetta.
Il risultato e un deposito fine e uniforme che si accumula nelle gole delle pulegge e sulla superficie della cinghia. Non e la polvere aggressiva di una falegnameria, ma nel tempo produce lo stesso effetto: riduce l’aderenza e leviga la superficie di contatto. Sui gruppi installati su copertura si aggiunge il particolato atmosferico, che in ambiente urbano include residui oleosi.
Gli oli sono il vero nemico. Una traccia di olio sulla superficie di contatto abbatte il coefficiente di attrito in modo drastico, e la cinghia smette semplicemente di trasmettere. Se in manutenzione si lubrifica qualcosa nelle vicinanze, la trasmissione va protetta e poi controllata.
Il controllo di inizio stagione che vale la pena fare
La sequenza sensata richiede mezz’ora per unita e si fa a macchina sezionata, con il quadro in sicurezza. L’ordine e questo.
Aprire il portello della sezione ventilante e guardare la cinghia contro luce, cercando crepe sul fondo della gola e sui fianchi. Flettere manualmente un tratto: se compaiono crepe trasversali, la mescola e a fine vita indipendentemente dall’aspetto complessivo.
Verificare la superficie di contatto. Un fianco lucido e speculare indica slittamento pregresso e, con esso, una capacita di trasmissione gia compromessa. Non si recupera: si sostituisce.
Controllare le gole delle pulegge con un calibro di profilo o, in mancanza, osservando il fondo. Una traccia lucida sul fondo significa che la cinghia tocca e che la puleggia ha perso il profilo. Verificare anche che la puleggia non abbia gioco sull’albero e che la bussola conica sia serrata a coppia.
Verificare l’allineamento con una riga metallica lunga appoggiata sulle facce esterne. Sulle UTA il motore e montato su slitte tenditrici, e ogni ritensionamento successivo puo aver introdotto un disallineamento progressivo che nessuno ha mai controllato.
Misurare la tensione con un metodo ripetibile. Su trasmissioni multiple, verificare che le cinghie siano uniformemente tese fra loro: differenze superiori al dieci per cento circa indicano un set spaiato o una puleggia con gole di usura diversa.
Chiudere, riavviare e riverificare la tensione dopo un’ora di funzionamento, perche una cinghia nuova si assesta e perde tensione.
Cosa montare e come organizzare la scorta
Le sezioni ricorrenti sulle UTA sono le strette: SPZ 9,7×8 sulle macchine piccole, SPA 12,7×10 e SPB 16,3×13 sulla taglia media, SPC 22×18 sui gruppi grandi. La configurazione e quasi sempre multipla, da due a sei cinghie, ed e per questo che la regola del set completo e centrale. Sostituire una sola cinghia su un set di quattro significa avere tre cinghie allungate e una nuova, con quest’ultima che porta un carico sproporzionato e si consuma in fretta.
Per ambienti con temperature elevate o con presenza di vapori oleosi vale la pena orientarsi su costruzioni con mescole resistenti, come le Optibelt Super X-Power o le ContiTech Conti V, oppure su versioni specificamente dichiarate per servizio su ventilatori. Le referenze dedicate si trovano nella sezione cinghie per ventilatori industriali, mentre la gamma completa delle strette e fra le cinghie trapezoidali lisce del catalogo CinghieShop.
Sull’organizzazione della scorta, il criterio che funziona negli impianti con molte UTA e censire le sezioni una volta sola e tenere a magazzino i set delle macchine critiche, cioe quelle che servono ambienti dove il fermo non e tollerabile. Il resto si ordina alla bisogna. Per chi gestisce anche la centrale termica, il discorso si estende alle soffianti e alle pompe di processo, che condividono la stessa logica di ricambio.
Pale rovesce, pale in avanti e il punto di lavoro reale
Non tutti i ventilatori centrifughi si comportano allo stesso modo quando cambia la resistenza del circuito, e questo ha conseguenze dirette sulla trasmissione. Le giranti a pale rovesce, ormai prevalenti sulle unita moderne per il miglior rendimento, hanno una curva di potenza che raggiunge un massimo e poi decresce: se il circuito si apre, ad esempio perche i filtri sono stati appena sostituiti, la potenza assorbita non cresce oltre un certo valore.
Le giranti a pale in avanti, che si trovano sulle unita piu datate e sulle macchine compatte, hanno invece una curva di potenza che cresce in modo monotono al crescere della portata. Su queste macchine, sostituire filtri molto sporchi con filtri nuovi fa aumentare la portata e con essa la potenza assorbita, che puo superare quella nominale del motore.
La trasmissione si trova cosi a lavorare sopra il carico per cui era stata dimensionata, e il primo elemento che lo segnala e la cinghia che comincia a slittare. E una situazione che si verifica proprio dopo un intervento di manutenzione, il che rende la diagnosi controintuitiva: la macchina peggiora dopo essere stata sistemata.
Dove questo accade la soluzione non e tendere di piu, ma riportare il ventilatore al punto di lavoro previsto agendo sulle serrande di taratura, oppure, se la macchina e comandata da inverter, riducendo la frequenza fino a rientrare nella corrente nominale del motore. Verificare l’assorbimento con una pinza amperometrica dopo ogni cambio filtri e un controllo che richiede un minuto e che evita sia lo slittamento sia il surriscaldamento del motore.
Domande frequenti
La UTA vibra all’avvio e poi si calma: cosa significa?
Tipicamente una cinghia con deformazione permanente da fermo prolungato, che si riassesta parzialmente con il calore. Se la vibrazione non sparisce del tutto, la cinghia va sostituita.
Posso sostituire una sola cinghia del set?
No. Il set va cambiato per intero, con cinghie appaiate per tolleranza di lunghezza, altrimenti il carico si distribuisce in modo disuniforme.
Ogni quanto vanno sostituite le cinghie di una UTA?
Su servizio continuo si ragiona su due o tre anni; su servizio stagionale il criterio e piu lo stato che le ore. Il controllo di inizio stagione e il momento giusto per decidere.
Conviene allentare la tensione durante il fermo estivo?
Si, dove l’accessibilita lo consente. Riduce il compression set e limita le vibrazioni alla ripartenza.
Le cinghie dentate sono un’alternativa sulle UTA?
Raramente. Il sincronismo non serve, il rumore sarebbe superiore e si perderebbe la capacita di slittare in caso di blocco della girante, che e una protezione utile.
Se devi censire le sezioni delle tue unita o preparare i set per la stagione, mandaci sigle e numero di cinghie per macchina: ti prepariamo i set appaiati e ti diciamo cosa e pronto a magazzino.