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Qual è il sistema più adatto per la mia azienda?

Dal punto di vista economico e manifatturiero scegliere il sistema di trasporto pneumatico corretto non è semplice per tutti. Cominciamo col dire che non esiste uno standard industriale che determini con assoluta certezza se un impianto pneumatico funzioni in fase densa o in fase diluita. Solo perchè un sistema ha una valvola rotante non è detto che operi in fase diluita, solo perchè ha un propulsore (il transporter) non è detto che si sia in presenza di un sistema in fase densa. Per cercare di fare questa distinzione possono comunque utili alcune indicazioni:

  • molti sistemi in fase diluita in pressione funzionano a meno di 1 bar, tipicamente fra 0,2 e 0,6 bar, mentre quelli in fase densa a più di 1 bar
  • molti sistemi in fase diluita in aspirazione funzionano a meno di 0,4 bar, tipicamente fra 0,3 e 0,4 bar, mentre quelli in fase densa a più di 0,4 bar, tipicamente fra 0,4 e 0,5 bar
  • pur dipendendo dal materiale trasportato, molti sistemi in fase diluita, sia in pressione che in aspirazione, lavorano con velocità dell’aria fra i 65 ed i 170 km/h, mente per quelli in fase densa, in pressione ed in aspirazione, a meno di 55 km/h
  • nei sistemi di trasporto pneumatico in fase diluita la velocità del materiale trasportato è molto vicina a quella che ha l’aria nelle tubazioni, mentre nei sistemi in fase densa la velocità del materiale è molto più bassa di quella dell’aria

Principali fattori da considerare

Quando si voglia decidere se adottare un sistema di trasporto pneumatico in fase densa o in fase diluita, la prima cosa da considerare è la natura del materiale da spostare. Le principali caratteristiche al riguardo sono: grandezza e forma delle particelle, la densità apparente, il contenuto di umidità, il grado di abrasività e la friabilità. In seconda battuta la coesione, l’igroscopia (la capacità di assorbire molecole d’acqua), la carica statica, l’esplosività, la tossicità ed il punto di fusione.

Successivamente bisogna tener conto di come e dove il sistema dovrà essere installato. I tubi e gli impianti come si dovranno adattare al tuo capannone o alla sede della tua azienda? Sussistono dei vincoli volumetrici, come altri macchinari o soffitti bassi? Si devono esaminare i cambiamenti da apportare al sistema per adeguarlo a questi vincoli ed inoltre garantire i giusti spazi per eventuali interventi di manutenzione futuri.

L’ultimo dei fattori da mettere in conto è la quantità di materiale che si desidera trasferire per ogni ora al fine di soddisfare le esigenze produttive.

Scegliere il sistema di trasporto pneumatico corretto

Nella fase preliminare i tecnici valuteranno la realizzabilità del sistema. Se il materiale da spostare non sarà estremamente appiccicoso, non avrà un’altissima densità apparente ed sarà composto da elementi conformi, si potrà procedere. Successivamente per capire quale tipologia di impianto adottare si parte da un’analisi dei costi. L’investimento iniziale per implementare un sistema in fase diluita è minore rispetto a quello per un sistema in fase densa. Però valutando anche i costi di gestione a lungo termine, richiede tubazioni e filtri di maggiori dimensioni, è più soggetto al deterioramento e la valvola stellare necessita di manutenzioni ricorrenti.

Aspirazione, pressione, densa o diluita?

Si passa poi a considerare la modalità di funzionamento. Se il sistema in fase diluita debba funzionare in aspirazione o in pressione dipende essenzialmente da due fattori: le perdite d’aria ed il comportamento del materiale durante il trasporto. Se le perdite d’aria verso l’interno e verso l’esterno del sistema avranno effetti negativi, come nel caso di materiali tossici o esplosivi, un sistema in aspirazione sarà la scelta migliore. Un impianto di trasporto pneumatico in aspirazione è anche la scelta ottimale quando il materiale tende a compattarsi strettamente durante la movimentazione, come fanno i trucioli di legno. si opta ancora per l’aspirazione se la sostanza è estremamente coesa e soggetta ad accumularsi sulle superfici, come il biossido di titanio, oppure se è molto fibrosa come gli scafi di grano saraceno. Questo perchè l’aspirazione tende a mantenere le particelle di materiale separate durante il trasporto, mentre i sistemi in pressione le compattano fra loro e sulle pareti dei tubi.

Vediamo invece quando la fase densa può essere la miglior soluzione. Per far sì che il materiale sia trascinato dal flusso d’aria i sistemi in fase diluita fanno affidamento sulle alte velocità del flusso stesso. Di contro alte velocità possono danneggiare i materiali friabili, con conseguente aumento dell’attrito e spreco del prodotto. Altra conseguenza indesiderata può essere la separazione di materiali miscelati durante il trasporto. Ciò si verifica soprattutto quando il mix è ottenuto da sostanze con particelle di dimensioni molto diverse e dalla densità apparente difforme. Il terzo problema della fase diluita è che abbinando materiali abrasivi con alte velocità, le linee di trasporto e gli altri componenti si consumano più rapidamente. In tutti e tre i casi il trasferimento più dolce garantito dalla fase densa, che di basa su elevati differenziali di pressione anzichè su alte velocità, è spesso un’opzione migliore.

Come influiscono le tubazioni

Un’ulteriore fattore di scelta riguarda la lunghezza delle linee di trasporto richieste dal sistema. La fase densa in genere ha bisogno di tubazioni di diametro inferiore rispetto ad un sistema in fase diluita di dimensioni comparabili. Questo vuol dire che i sistemi in fase densa non solo necessitano di un volume d’aria inferiore, ma anche di condutture meno pesanti e quindi di più facile installazione e sostituzione.

Tramoggia con tubi di ingresso in un impianto di trasporto pneumatico

Utilità dei test su impianto pilota

In taluni casi, nello scegliere un sistema di trasporto pneumatico, possono essere necessarie delle vere e proprie simulazioni, così da avere più dati a supporto. Deciso se l’impianto sarà in fase diluita od in fase densa e determinato se opererà in aspirazione o in pressione, prima di realizzarlo si condurranno una serie di test con un impianto pilota. Questa eventualità può essere un step post progettazione se si sta lavorando su un sistema particolarmente complesso, grande ed in condizioni limite.

Le prove dovranno essere ovviamente fatte con lo stesso materiale che andrà a movimentare l’impianto finale e dovranno simulare le condizioni sul campo il più fedelmente possibile. L’impianto pilota dovrà avere la stessa lunghezza delle linee di trasporto, lo stesso percorso e lo stesso numero di curve. I test dovranno essere condotti alle stesse condizioni di temperatura ed umidità presenti nella tua sede aziendale. Prima di effettuare le prove si definiscono i parametri relativi, come ad esempio il volume di aria utilizzato, il flusso orario di materiale ed il massimo attrito consentito. I risultati delle prove sull’impianto pilota serviranno per dimensionare con maggior accuratezza il sistema finale e per capire meglio le eventuali problematiche a lungo e lunghissimo termine.