Pompe industriali: cosa sono e per cosa si differenziano in ogni settore di applicazione

Sono numerosi gli ambiti in cui trovano applicazione le pompe industriali: si spazia dal settore petrolifero a quello meccanico, passando per la chimica. Come si può facilmente immaginare, a seconda dell’uso a cui sono destinate e dei compiti che devono svolgere, le pompe hanno peculiarità differenti: le loro caratteristiche variano a seconda del liquido da trasferire. Ma come funzionano di preciso le pompe industriali?

Pompe industriali, una prima definizione

Esse possono essere considerate come macchine operatrici idrauliche grazie a cui è possibile raccogliere, spostare o sollevare del materiale fluido tramite organi meccanici che compiono un movimento che, a seconda dei casi, può essere rettilineo alternativo o rotatorio. Un condotto di mandata e un condotto di aspirazione circondano la pompa, con il flusso che può essere continuo o discontinuo a seconda dei casi: è stazionario, in particolare, nelle pompe dinamiche, mentre è instazionario nelle pompe volumetriche. Occorre non confondere le pompe con i compressori: le prime servono a spostare i liquidi, mentre le seconde vengono impiegate per spostare i fluidi gassosi.

Diverse caratteristiche per diverse applicazioni

Dalle pompe volumetriche alle pompe idrauliche, passando per le pompe pneumatiche di Debem, il mercato mette a disposizione un ampio assortimento di varianti. Le pompe volumetriche, per esempio, possono essere a pistoni, a vite, a palette, a lobi o a ingranaggi. Esse si basano sulla variazione o sullo spostamento di volume per garantire il pompaggio del liquido, e in base alla portata si differenziano in pompe a portata variabile e pompe a portata costante. Un altro parametro che può essere preso in considerazione per la loro classificazione è la disposizione: si hanno, così, le pompe di spurgo, le pompe integrate, le pompe a immersione e le pompe di superficie. Queste ultime sono così denominate perché si trovano al di fuori del liquido che deve essere spostato e funzionano attraverso un tubo di pescaggio; le pompe a immersione, invece, si trovano immerse all’interno del liquido su cui si deve lavorare.

Si parla di pompe integrate nel momento in cui esse non possono essere ritenute degli elementi a sé stanti: si pensi, per esempio, alle pompe acqua delle macchine o alle pompe delle centrali termiche. A metà strada tra le pompe a immersione e quelle di superficie si collocano le pompe di spurgo, che possono essere sommerse ma non è detto che siano ricoperte dal liquido. Esse, quindi, non hanno bisogno di essere raffreddate, e di solito non consentono salti di pendenza molto consistenti.

Le pompe idrauliche, note anche con il nome di pompe fluidodinamiche, sono impianti che, per poter funzionare, non necessitano di valvole, pur dovendo fare i conti con alcuni punti deboli: con il crescere della pressione all’uscita, infatti, si riducono l’efficienza e la portata. Nella maggior parte dei casi le pompe di questo tipo richiedono l’adescamento: in altre parole per riuscire a funzionare devono essere riempite di liquido all’inizio.

Anche nel novero delle pompe idrauliche è possibile distinguere un assortimento eterogeneo di varianti: ci sono, infatti, gli arieti idraulici, le pompe assiali e le pompe centrifughe. Queste ultime devono il proprio nome al fatto che movimentano il liquido sfruttando l’effetto centrifugo della girante. In virtù di questo meccanismo, l’energia meccanica che deriva dal motore è convertita in energia cinetica in un primo momento e in energia di pressione in un secondo momento. Tra le pompe industriali, quelle centrifughe sono senza dubbio le più utilizzate. La girante è la loro parte mobile, una ruota palettata che aspira da una tubazione di aspirazione il fluido per poi trasferire l’energia al liquido.

Per quel che riguarda le pompe volumetriche, la caratteristica più importante va individuata nella costanza della portata erogata per tutti i cicli di funzionamento. Essa dipende dalla quantità di cicli che vengono eseguiti nell’unità di tempo e non dalla prevalenza. Le pompe volumetriche a pistone, note anche come pompe a stantuffo, operano per effetto dello scorrimento alternato di un pistone all’interno di un cilindro, da cui ha origine la variazione di volume: questo è, per esempio, il meccanismo di funzionamento delle pompe per bicicletta. Vi sono, poi, le pompe volumetriche a mano e quelle a diaframma.

Quando è un momento meccanico indotto nel fluido a produrre il suo movimento si parla, come si è detto, di pompe fluidodinamiche. Una particolare variante è rappresentata dalle pompe magnetofluidodinamiche, che agiscono per mezzo della forza di Lorentz. Senza entrare troppo nei dettagli, attraverso il liquido viene fatta scorrere una corrente elettrica per mezzo di due elettrodi. Queste pompe sono usate, per esempio, nei sottomarini militari, anche per il loro livello di rumorosità estremamente basso che rende le imbarcazioni difficili da identificare. C’è da tenere conto, tuttavia, della modesta conducibilità elettrica dell’acqua di mare. Anche i reattori nucleari a sodio liquido prevedono la presenza, nei circuiti di raffreddamento, di questo tipo di pompe, che hanno il pregio di garantire standard di affidabilità molto elevati.