La pompa centrifuga è la tipologia di pompa più diffusa nell’industria, nella gestione delle risorse idriche e nell’edilizia. Ma come funziona esattamente una pompa centrifuga e per quali applicazioni è più indicata? In questo articolo ne illustriamo il principio di funzionamento, i componenti principali e gli ambiti di impiego, per aiutarti a valutare se sia la soluzione adatta alle tue esigenze.
Cos’è una pompa centrifuga?
Una pompa centrifuga è un tipo di pompa che sposta fluidi sfruttando la forza centrifuga. La pompa converte l’energia rotazionale proveniente da un organo motore (solitamente un motore elettrico o diesel) in energia cinetica e successivamente in energia di pressione, trasportando il fluido attraverso l’impianto.
Le pompe centrifughe rientrano nella categoria delle pompe rotodinamiche e si distinguono dalle pompe volumetriche per il fatto di operare con un flusso continuo di fluido anziché con volumi discreti.
Come funziona una pompa centrifuga?
Il funzionamento di una pompa centrifuga si articola in tre fasi.
Fase 1: Il fluido entra nel corpo della pompa. Attraverso la bocca di aspirazione, il fluido viene convogliato verso il centro (l’ “occhio”) della girante in rotazione. Una pompa centrifuga non aspira attivamente il fluido: la rotazione della girante crea una depressione sul lato di aspirazione, permettendo alla pressione atmosferica (o alla pressione del sistema) di spingere il fluido verso la pompa.
Fase 2: La girante accelera il fluido. La girante in rotazione proietta il fluido verso l’esterno tramite le sue pale. La forza centrifuga aumenta la velocità del fluido. La forma delle pale (curve, a doppia curvatura o dritte) determina l’efficienza con cui avviene questo trasferimento di energia.
Fase 3: Il corpo della pompa trasforma la velocità in pressione. Nel corpo pompa a forma di spirale (la “voluta”), la sezione trasversale aumenta gradualmente. Ciò rallenta il fluido e converte l’energia cinetica in energia di pressione. Il fluido esce dalla pompa attraverso la bocca di mandata con una pressione sufficiente a scorrere nella tubazione.
Questo principio di funzionamento rende le pompe centrifughe particolarmente adatte ad applicazioni che richiedono il trasferimento continuo di grandi volumi di fluido.
Componenti principali di una pompa centrifuga
Corpo pompa (voluta): l’involucro che raccoglie il fluido e trasforma la velocità in pressione. Nelle pompe di maggiori dimensioni, può essere adottata una configurazione a doppia voluta per ridurre i carichi radiali sull’albero.
Girante: il componente rotante che accelera il fluido. Esistono diverse tipologie di giranti: chiuse (per fluidi puliti ed elevata efficienza), aperte o semi-aperte (per fluidi contenenti solidi) e a vortice (per applicazioni con solidi di grandi dimensioni). Il tipo di girante influisce direttamente sull’efficienza, sulla capacità di gestire i solidi e sull’idoneità all’applicazione.
Albero e cuscinetti: l’albero collega la girante al sistema di azionamento. I cuscinetti supportano i carichi radiali e assiali. L’impiego di cuscinetti sovradimensionati prolunga notevolmente la vita utile.
Tenuta dell’albero: impedisce le perdite nel punto in cui l’albero entra nel corpo pompa. Le tipologie più comuni includono la baderna e la tenuta meccanica. Per i fluidi abrasivi, si ricorre spesso a tenute a cartuccia per garantire una maggiore durata operativa.
Applicazioni delle pompe centrifughe
Industria: fluidi di processo, sistemi di acqua di raffreddamento, industria alimentare e processi chimici.
Trattamento delle acque reflue: pompaggio di acque reflue contenenti solidi, salviette e materiale organico. Sono essenziali pompe robuste, dotate di elevata capacità di gestione dei solidi e meccanismi autopulenti (come la tecnologia Eradicator).
Edilizia e attività estrattive: prosciugamento di scavi, gestione delle acque sotterranee e pompaggio di acque contenenti fanghi.
Gestione idrica ed enti pubblici: distribuzione di acqua potabile, stazioni di pompaggio fognario e controllo delle inondazioni.
Agricoltura e irrigazione: approvvigionamento idrico per l’irrigazione e la produzione agricola.
Quando una pompa centrifuga rappresenta la scelta giusta?
Una pompa centrifuga è generalmente la scelta migliore quando si trattano fluidi a bassa viscosità (fino a circa 300 cP), è richiesta una portata relativamente costante e la prevalenza rientra nel campo di lavoro della pompa selezionata.
Una pompa centrifuga è meno indicata in presenza di viscosità elevate, pressioni fortemente variabili o quando è richiesta precisione nel dosaggio. In tali casi, una pompa volumetrica potrebbe rivelarsi più adatta.
Domande frequenti
No. Una pompa centrifuga crea una depressione sul lato di aspirazione grazie alla girante in rotazione; la pressione atmosferica spinge quindi il fluido verso la pompa. Di conseguenza, le pompe centrifughe standard devono essere installate in condizioni di battente positivo (sotto battente), oppure è necessario ricorrere a una versione autoadescante.
Sì, a condizione che vengano scelti il tipo di girante e il corpo pompa corretti. Pompe come quelle della Serie 6400 sono progettate specificamente per fluidi contenenti solidi con un passaggio fino a 102 mm.
La cavitazione si verifica quando la pressione sul lato di aspirazione scende al di sotto della pressione di vapore del fluido, provocando la formazione di bolle di vapore che implodono danneggiando la pompa. È necessario garantire una pressione di alimentazione sufficiente (NPSHa > NPSHr) e limitare l’altezza di aspirazione. Le pompe con bassi requisiti di NPSH, come quelle della serie VG, riducono tale rischio.
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