Compressore da officina: partire dagli utensili da alimentare per definire il servizio d’aria

Perché partire dagli utensili e non dal compressore

Nella sua guida ai compressori d’aria, Atlas Copco descrive il fabbisogno d’aria come la somma del consumo di tutti gli utensili, le macchine e i processi che saranno collegati, stimando per ciascuno un fattore di utilizzo ricavato dall’esperienza; a questo vanno aggiunte le perdite, l’usura e l’evoluzione futura del fabbisogno. In altre parole, la risposta si trova prima di tutto nella vostra officina, nell’elenco di ciò che l’aria dovrà far lavorare.

L’INRS, l’ente francese per la prevenzione dei rischi professionali, dice la stessa cosa per l’acquisto di qualsiasi macchina: per acquistare un’attrezzatura efficace e sicura, l’utilizzatore deve definire il proprio fabbisogno nel modo più preciso possibile, e il capitolato diventa uno strumento comune di dialogo con il costruttore. Prima della messa in servizio, l’azienda verifica al ricevimento che le specifiche del capitolato siano rispettate. Per l’aria compressa, questo capitolato assume una forma molto concreta: il quaderno degli utensili.

Il nostro consiglio: compilatelo prima del primo incontro commerciale. Ci guadagnate due volte. Il fornitore riceve dati che può elaborare, invece della superficie di un’officina e di una vaga impressione che l’aria non basti; e voi ricevete proposte che rispondono tutte alla stessa richiesta, finalmente confrontabili tra loro.

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Una riga per utensile: che cosa deve darvi il manuale

Cominciate dall’inventario: ogni utensile pneumatico, ogni macchina o postazione alimentata ad aria, con la sua denominazione e il suo codice esatto. Per ciascuno, cercate nel manuale o nella scheda tecnica la pressione attesa all’ingresso dell’utensile e il consumo d’aria. Un catalogo di utensili ben fatto presenta questi dati in tabella: quello di Atlas Copco Francia indica per ogni modello il consumo d’aria in litri al secondo, il diametro del tubo flessibile consigliato e la filettatura di ingresso dell’aria.

Annotate sempre la pressione alla quale è indicato il consumo. Nella sua guida all’installazione degli utensili pneumatici, Atlas Copco indica che un utensile pneumatico ha bisogno di 6,3 bar per funzionare alla potenza nominale (per il vostro, il riferimento resta il suo manuale), e pubblica una tabella in cui il consumo varia con la pressione all’utensile: a 8 bar raggiunge il 125 % di quello ottenuto a 6,3 bar. Due consumi indicati a pressioni diverse, quindi, non si sommano così come sono.

Controllate anche l’unità di misura: un manuale parla di litri al secondo, un altro di litri al minuto, e 1 l/s corrisponde a 60 l/min. Se un valore manca, scrivete «da chiedere» invece di sostituirlo con un numero trovato altrove. Il consumo di un altro modello non descrive la vostra postazione; quello del manuale del vostro utensile sì.

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Tempo di funzionamento e contemporaneità: descrivere una giornata reale

Il consumo del manuale descrive un utensile in funzione. In officina, però, alcuni utensili lavorano solo per brevi sequenze, mentre altri restano in funzione a lungo. Atlas Copco riassume la questione nella sua guida al dimensionamento: la portata si determina in base alla frequenza e al numero di operazioni simultanee. È questa realtà che il quaderno deve cogliere.

Per ogni utensile, osservate il periodo più carico della giornata e annotate per quanto tempo funziona davvero: bastano un cronometro e un foglio. Annotate poi quali utensili funzionano insieme e in quali situazioni: giornata normale, picco di attività, operazione rara ma importante. Queste osservazioni valgono più di un coefficiente applicato alla cieca, perché descrivono la vostra squadra e non una media venuta da altrove.

Esempio didattico, con valori inventati per il calcolo, né tipici né raccomandati: nell’ora più carica, l’utensile A (10 l/s secondo il suo manuale, alla sua pressione di riferimento) funziona 15 minuti, l’utensile B (4 l/s) 30 minuti e l’utensile C (20 l/s) 6 minuti. Riportata all’ora, la domanda media è di 2,5 + 2 + 2, cioè 6,5 l/s. Ma se i tre utensili funzionano insieme, la domanda istantanea sale a 34 l/s. Media e picco non raccontano la stessa storia: il quaderno conserva entrambi, con la durata e la frequenza dei picchi.

Come coprire lo scarto tra media e picco? Non spetta al quaderno deciderlo: produzione d’aria, accumulo, regolazione e rete fanno parte dello studio del fornitore. Il vostro compito è fornirgli scenari onesti, senza gonfiare ogni riga «per sicurezza». Atlas Copco ricorda che un compressore sottodimensionato comporta perdite di carico e lavorazioni incomplete, e che un compressore sovradimensionato può provocare problemi meccanici e guasti: la giusta misura ripaga in entrambe le direzioni.

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Qualità dell’aria: annotare ciò che ogni utensile richiede, né più né meno

La norma ISO 8573-1:2010 classifica la purezza dell’aria compressa secondo tre famiglie di contaminanti: particelle solide, acqua e olio. Atlas Copco spiega che la purezza si scrive nella forma particelle:acqua:olio, per esempio 1:2:1, e che numeri più bassi indicano un’aria più pulita. Il costruttore consiglia di definire solo il livello di purezza realmente necessario, perché un’aria molto pulita richiede più filtrazione, più essiccazione e più energia.

A titolo indicativo, questo costruttore scrive che gli utensili pneumatici della produzione generale funzionano in genere bene con una classe 3:4:4, precisando però che i requisiti reali variano secondo il processo, il clima e il tipo di compressore. La colonna della qualità dell’aria del vostro quaderno riprende quindi prima di tutto il manuale di ogni utensile: filtrazione richiesta, aria secca o no, lubrificazione. Se un processo impone una classe precisa, annotatela con la sua fonte; se non la impone, non inventatela.

La lubrificazione merita una colonna a parte. Secondo la guida all’installazione di Atlas Copco, alcuni utensili non ne hanno bisogno, come quelli dotati di palette speciali senza lubrificazione o le turbine, mentre altri sì; la stessa guida ricorda che il filtro separa l’acqua e le particelle solide e che far lavorare gli utensili senza filtro ne accorcia la durata e aumenta i costi di manutenzione. L’acqua, infine, condensa nell’aria compressa: può corrodere le tubazioni, disturbare la lubrificazione degli utensili e creare un rischio di gelo. A seconda dell’applicazione, aggiunge Atlas Copco, potrebbe servirvi un compressore senza olio o lubrificato: il vostro quaderno darà al fornitore gli elementi per giustificare questa scelta.

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La pressione che conta è quella all’ingresso dell’utensile

Atlas Copco distingue la pressione statica, ottenuta in un circuito chiuso quando non si utilizza aria, dalla pressione dinamica all’ingresso dell’utensile, misurata con l’utensile in funzione. Il manometro del regolatore non indica la pressione all’utensile: per conoscerla serve un manometro montato a T all’ingresso dell’utensile, installato con il circuito depressurizzato, come per qualsiasi intervento sull’aria compressa. È, secondo noi, la misura più eloquente che un’officina possa fare prima di acquistare.

Secondo questa guida, la maggior parte della perdita di carico si produce tra l’estremità della tubazione e l’utensile: valvola di intercettazione, unità di trattamento dell’aria, raccordi e tubo flessibile. Raccordi piccoli, tubi flessibili troppo lunghi o di piccolo diametro e tubi a spirale ne creano. Il costruttore scrive che la distanza tra l’utensile e la presa non dovrebbe idealmente superare i 3-5 metri, ritiene che le perdite nell’unità di trattamento, nel raccordo e nel tubo flessibile non dovrebbero superare 0,6-1,0 bar, e giudica ragionevole lavorare con 7 bar in rete per ottenere 6,3 bar all’utensile.

Aggiungete quindi a ogni riga la lunghezza e il diametro del tubo flessibile, il numero di raccordi e la distanza dalla presa. Per fissare la pressione da chiedere, Atlas Copco raccomanda di individuare prima la pressione minima richiesta più alta tra tutte le utenze, e di aggiungervi poi le cadute di pressione dell’essiccatore, dei filtri, delle tubazioni e dei raccordi. Il quaderno vi dà il primo termine; il fornitore deve giustificare i successivi.

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Tradurre il quaderno nel servizio d’aria da chiedere

Il risultato del quaderno non è un modello di compressore: è una richiesta. Tale portata, a tale pressione, secondo tale profilo di funzionamento, con tale qualità dell’aria. La portata da chiedere è la portata d’aria libera, o FAD. Atlas Copco la definisce come l’aria riportata alle condizioni di aspirazione del compressore: si misura all’uscita e poi si converte. Il costruttore consiglia di confrontare i compressori nelle stesse condizioni, generalmente, ma non necessariamente, quelle della norma ISO 1217:2009, e precisa che, salvo diversa indicazione, la portata d’aria libera di un compressore o di un utensile è stata misurata alle condizioni di aspirazione di riferimento di 20 °C, 1 bar e 0 % di umidità relativa; altri settori o regioni usano altri riferimenti. Raccomanda infine di specificare un sistema d’aria in base alla portata e alla pressione, e non alla potenza in kW.

Un manuale mostra bene perché ogni parola conta. Per un compressore da 24 litri, un costruttore dichiara una potenza di aspirazione teorica di 240 l/min, ma una potenza in uscita di 107 l/min a 4 bar e di 76 l/min a 7 bar. Tre numeri, tre realtà: solo quello indicato alla vostra pressione di lavoro risponde al vostro quaderno.

Il profilo di funzionamento conta altrettanto. Lo stesso manuale indica un modo di funzionamento S3 25 %: su un periodo di riferimento di 10 minuti, l’apparecchio può funzionare 2,5 minuti alla potenza assorbita nominale, seguiti da 7,5 minuti di raffreddamento. Precisa inoltre che l’apparecchio non è stato costruito per un ambiente professionale, industriale o artigianale. Confrontare il ciclo ammesso e l’uso previsto con i vostri tempi di funzionamento è, secondo noi, la verifica più redditizia prima di firmare.

Per una macchina a batteria, l’autonomia ha senso solo con le sue condizioni. Un costruttore esprime quella del suo compressore a due batterie da 18 V come numero massimo di cicli di soffiaggio per carica, da 6 a 8 bar, numero che varia secondo la capacità in Ah delle batterie; se sono diverse, conta la capacità più piccola. Chiedete un’autonomia espressa in questo modo, poi rapportatela al vostro profilo di funzionamento.

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Rumore e serbatoio: due punti da far documentare

Sul rumore, confrontate grandezze identiche. Il manuale citato sopra indica un livello LWA di 97 dB e un livello di pressione sonora LpA di 77 dB, ciascuno con un’incertezza di 1,5 dB, determinati secondo la EN ISO 3744. Sono due misure diverse: chiedete a ogni fornitore la stessa, preferibilmente il livello di potenza sonora garantito.

In Italia, il decreto legislativo 4 settembre 2002, n. 262, che attua la direttiva 2000/14/CE, disciplina i valori di emissione acustica, le procedure di valutazione della conformità e la marcatura delle macchine ed attrezzature destinate a funzionare all’aperto. Nel testo pubblicato in Gazzetta Ufficiale, l’allegato I, parte B, dedicato alle macchine ed attrezzature soggette a limiti di emissione acustica, comprende i motocompressori (< 350 kW): il loro livello di potenza sonora garantito non deve superare il livello di potenza sonora ammissibile della tabella dei valori limite. Le macchine dell’allegato I devono recare in modo visibile, leggibile ed indelebile la marcatura CE di conformità, cui si aggiunge l’indicazione del livello di potenza sonora garantito. Chiedete se la macchina proposta rientra in questo ambito e quale valore riporta la sua targhetta.

Il serbatoio, invece, rientra nelle attrezzature a pressione. In Italia, il decreto 1 dicembre 2004, n. 329, regolamento recante norme per la messa in servizio ed utilizzazione delle attrezzature a pressione e degli insiemi, riguarda in particolare le verifiche di primo impianto o di messa in servizio, le verifiche periodiche, le verifiche di riqualificazione periodica e le verifiche di riparazione o modifica. Questo quaderno non decide tali questioni: chiedete la documentazione del serbatoio e il regime che si applica alla vostra configurazione. Per la manutenzione ordinaria, il manuale citato sopra chiede di scaricare l’acqua di condensa dopo ogni utilizzo e di controllare il serbatoio prima di ogni messa in funzione per individuare ruggine e danni.

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