Dispositivi di Controllo per Impianti Idraulici: Funzionamento e Tecnologie

Negli ultimi anni, il settore idrotermosanitario ha assistito a una rapida evoluzione, con lo sviluppo di soluzioni capaci di rispondere a requisiti sempre più esigenti e applicazioni sempre più complesse. In questo contesto, i dispositivi per la protezione degli impianti svolgono un ruolo cruciale nel garantire la sicurezza e l'efficienza delle infrastrutture. Questi sistemi includono prodotti progettati per prevenire danni causati da sovrapressioni, contaminazioni o perdite.

Tipologie di Impianti Idraulici

In linea generale, l’impianto idraulico ad uso civile si suddivide in due principali tipologie:

Adduzione e distribuzione dell’acqua (fredda e calda), proveniente da acquedotto o serbatoio.
Scarico delle acque nere, nella rete fognaria comunale, o, in assenza, in fossa settica.

Le acque condotte nello scarico possono essere suddivise in acque bianche (quelle provenienti da lavatrici, lavabi, docce, ecc.) ed acque nere (provenienti dagli scarichi nel wc).

Impianto di Adduzione e Distribuzione

L’impiego efficace dell’acqua all’interno di un edificio richiede un impianto di adduzione e distribuzione ben progettato e funzionale. Questo sistema è responsabile del trasporto dell’acqua potabile dalle fonti di approvvigionamento (serbatoi o reti pubbliche) verso i punti di utilizzo all’interno della struttura.

In genere, l’impianto inizia con un contatore, un dispositivo di chiusura (saracinesca, rubinetto di arresto) e un filtro per garantire la qualità dell’acqua in ingresso, seguito da una pompa o da un sistema di pressurizzazione che assicura il flusso costante e adeguato. Il percorso dell’acqua comprende tubazioni principali e diramazioni che portano ai vari punti di prelievo, come rubinetti, docce e apparecchi sanitari. È essenziale che queste tubazioni siano dimensionate correttamente per evitare perdite di pressione e garantire un flusso sufficiente in ogni punto della rete.

Per servire i vari punti di erogazione dell’acqua in un edificio, occorrono colonne verticali di maggiore sezione e reti di distribuzioni orizzontali ai vari piani. Le tubazioni di distribuzione possono essere in rame, rivestito in materiale plastico, o in PVC. Le colonne montanti devono, invece, avere una sezione via via decrescente verso l’alto e possono essere in acciaio zincato, polietilene ad alta densità (PEAD), in rame o in PVC.

Per l’impianto di distribuzione dell’acqua è preferibile la cosiddetta distribuzione a collettore, in cui ogni punto di erogazione è servito singolarmente da un unico tubo, senza giunzioni, che parte da un collettore centrale di distribuzione ed arriva alle singole utenze. In questo modo la chiusura di una singola utenza non pregiudica il funzionamento delle altre e si evitano giunture che sono spesso causa di perdite. I collettori devono essere posizionati in una cassetta incassata dedicata, posta in un punto facilmente accessibile per eventuali operazioni di manutenzione. La stessa cassetta ospita un collettore per l’acqua calda ed uno per l’acqua fredda.

Per dimensionare l’impianto di distribuzione e di carico occorre tener in conto le unità di carico (UC) dei singoli dispositivi che compongono l’impianto.

Impianto di Scarico

Questo sistema è progettato per convogliare le acque reflue provenienti da lavandini, docce, wc e altri apparecchi sanitari verso la rete fognaria o il sistema di trattamento delle acque reflue. Le tubazioni di scarico devono essere dimensionate correttamente per evitare intasamenti e garantire un flusso adeguato. Spesso, le tubazioni di scarico sono realizzate in PVC o polipropilene, materiali che offrono resistenza alla corrosione e alla formazione di incrostazioni. È essenziale che l’angolazione delle tubazioni sia accuratamente calcolata per consentire il corretto deflusso delle acque reflue gravitazionalmente. Inoltre, l’installazione di dispositivi come sifoni e ventose previene l’ingresso di odori sgradevoli negli ambienti interni e contribuisce a mantenere il sistema igienico e funzionale nel tempo.

Gli impianti di scarico possono essere di due tipi:

A doppio tubo, cioè realizzati con due tubi distinti per lo scarico, per smaltire separate le acque nere e quelle bianche.
A tubo singolo nel quale confluiscono indistintamente le acque nere e quelle bianche.

Qualora fosse possibile, è sempre consigliabile avere un impianto di scarico a doppio tubo perché offre il vantaggio di una maggiore igienicità. Optando per questa soluzione, infatti, si evita che il riflusso e il cattivo odore delle acque nere, risalgano attraverso gli scarichi di lavandini, docce, vasche, ecc.

Ad ogni modo, per evitare il fenomeno del riflusso, esistono dei componenti di collegamento tra le singole apparecchiature igieniche e le condutture di scarico, costituite da un tubo ricurvo (in metallo, plastica o PVC) detto sifone.

Il sifone può avere una forma ricurva a “pera”, a“ U”, oppure a “S”, che ospita sempre una piccola quantità d’acqua in grado di impedire il ritorno e l’uscita degli odori sgradevoli. Proprio a causa della sua forma ricurva, il sifone tuttavia rallenta il deflusso delle acque di scarico, favorendo talvolta il deposito delle sostanze in sospensione con conseguente ostruzione della condotta. Per questo, i sifoni devono essere sempre ispezionabili e pulibili, in modo da poter asportare le sostanze che causano l’intasamento.

L’impianto di scarico è costituito da:

Tubazioni orizzontali con leggera pendenza (superiore all’ 1%) che collegano i singoli apparecchi di servizio ad una cassetta di ispezione.
Tubazione orizzontale, con pendenza superiore all’1%, che collega la cassetta di ispezione alla braga situata sotto al WC.
Colonna di scarico (o fecale) che si sviluppa verticalmente, destinata a ricevere le acque nere e a convogliarle nell’impianto fognario pubblico, previa il passaggio in un pozzetto d’ispezione.
Sfiato di ventilazione, collocato generalmente sulla copertura del fabbricato.

Apparecchiature Igieniche dell’Impianto Idraulico

Le apparecchiature che compongono l’impianto idraulico solitamente includono:

Lavello cucina - montato su staffe di acciaio o inserito in un mobile predisposto, il lavello deve essere posizionato in modo che il bordo superiore si trovi tra gli 80 e gli 85 cm dal pavimento. Le tubazioni per l’acqua calda e fredda devono avere un diametro di almeno 1/2 pollice e devono essere collegate a un gruppo miscelatore che permetta la regolazione della temperatura dell’acqua. Il tubo di scarico, con diametro di 40 mm, deve essere dotato di un sifone ispezionabile e deve seguire una pendenza superiore all’1% per convogliare l’acqua in un pozzetto ispezionabile.
Lavatrice e lavastoviglie - per la presa d’acqua destinata alla lavatrice o alla lavastoviglie, è necessario solitamente predisporre una presa d’acqua fredda, con rare eccezioni per alcuni modelli di lavatrici che richiedono anche una presa d’acqua calda. Il rubinetto di alimentazione deve essere del tipo ad innesto a vite e posizionato a un’altezza compresa tra i 60 e i 70 cm dal pavimento. Anche per lo scarico, che deve essere situato a circa 80 cm dal pavimento, è essenziale prevedere un pozzetto ispezionabile e una pendenza del tubo non inferiore all’1%.
Lavabo bagno - anche il lavabo del bagno può essere montato su staffe di acciaio, appoggiato su una colonna in porcellana, appoggiato o incassato ad un mobile bagno. In tutti i casi, è importante posizionarlo ad un’altezza di circa 80 cm dal pavimento. Il rubinetto, solitamente monocomando, deve essere dotato di rubinetti di arresto per consentire l’isolamento in caso di rotture. Anche il tubo di scarico, con diametro di 40 mm, deve essere corredato di sifone ispezionabile e seguire una pendenza superiore all’1%.
Vasca e doccia - la vasca, solitamente in ghisa o in acciaio smaltato, può essere scelta, nei prodotti di più recente fattura, in acrilico (o metacrilato), resina, vetroresina o corian. Richiede un erogatore d’acqua con attacchi da 1/2 pollice e uno scarico con tubo da 40 mm, con pendenza superiore all’1% e dotato di pozzetto ispezionabile. Analogamente, per la doccia è necessario prevedere un piatto per la raccolta dell’acqua, un braccio a snodo con rubinetto e uno scarico con le stesse specifiche di pendenza e dimensioni del tubo. Anche i piatti doccia possono essere in resina o in materiale acrilico.
Bidet - può essere appoggiato direttamente sul pavimento, filo muro oppure sospeso su staffe. È provvisto di miscelatore monocomando per l’erogazione dell’acqua calda e fredda. Lo scarico, da 40 mm., è provvisto di sifone e deve preferibilmente confluire in un pozzetto ispezionabile.
Vaso - il vaso può essere con scarico a pavimento o attacco a parete, sospeso o filo muro. È già fornito coni sifone integrato. Lo scarico deve essere eseguito con bocchettone da 70/80 mm, con pendenza superiore all’1%, fino alla colonna di scarico verticale, che è di almeno 100 mm di diametro. La cassetta per la raccolta dell’acqua (sciacquone) può essere esterna oppure ad incasso nella parete. Ha una capacità da 10 litri ed è alimentata da un tubo da 3/8 di pollice con rubinetto di arresto.

Dispositivi di Protezione e Regolazione

I dispositivi per la protezione degli impianti svolgono un ruolo cruciale nel garantire la sicurezza e l'efficienza delle infrastrutture. Questi sistemi includono tutti quei prodotti che sono progettati per prevenire danni causati da sovrapressioni, contaminazioni o perdite.

L’installazione di un disconnettore è prevista dalla legislazione e dev’essere sempre accompagnato da un filtro a monte come l’Y222P e l’Y333P di SOCLA (filtri ad Y in ottone e in ghisa con rivestimento epoxy interno ed esterno e un rubinetto di scarico) e da due valvole di intercettazione. I dispositivi di tipo BA sono disponibili nella versione filettata dal DN15 al DN50 e nella versione flangiata dal DN65 al DN250; sono omologati per l’acqua potabile e conformi alla norma EN1717.

Le valvole di ritegno 402 a guida assiale Sistema 02 sono compatibili con numerosi fluidi e idonee a un’ampia gamma di installazioni. Il sistema che le caratterizza rappresenta il miglior compromesso fra prestazioni idrauliche, robustezza e tenuta. Questa tipologia di valvola è disponibile dal DN40 al DN500 ed è adatta alla distribuzione dell’acqua.

La 895, invece, è una valvola di ritegno a due battenti Sistema 05 la cui tenuta stagna è assicurata dalla distribuzione della forza della molla sui battenti, che garantisce un buon appoggio della guarnizione della sede. Il funzionamento è con flusso orizzontale e verticale ascendente e discendente.

I dispositivi per la regolazione degli impianti sono fondamentali per ottimizzare il funzionamento e garantire il comfort degli utenti. Questi sistemi permettono di controllare la pressione, la portata e il livello dell’acqua, assicurando un utilizzo efficiente delle risorse. Per la regolazione ottimale dell’impianto, Watts propone la linea di prodotti Desbordes Serie 11. La gamma previene le problematiche legate a sbalzi di pressione e/o a sovrapressioni dell’acqua negli impianti idrici, attraverso diversi modelli di riduttori di pressione a membrana ad azione diretta. I riduttori di pressione Desbordes sono progettati per occupare il minore spazio possibile e assicurare la possibilità di montaggio in qualsiasi posizione facilitando le operazioni di installazione. Sono realizzati con un corpo in bronzo e una membrana in EPDM.

La membrana separa la camera dove è situata la molla, dalla zona del riduttore a contatto con l’acqua. Questo li rende “insensibili” a calcare ed impurità e non richiede la presenza di un filtro interno (che può intasarsi e causare perdite di carico). La stabilità della pressione a valle, anche in caso di variazione di pressione a monte, le basse perdite di carico e i vantaggi costruttivi sopra descritti, fanno della linea Desbordes di Watts un alleato prezioso nell’installazione e gestione dell’impianto idrico.

Le valvole a farfalla Sylax di SOCLA sono prodotti ad alto contenuto tecnologico. Le valvole a farfalla sono disponibili in diverse dimensioni che vanno dal DN32 al DN1200 con un’ampia scelta di attuatori e di manicotti rendendole un elemento fondamentale per rispondere alle diverse esigenze di applicazione. La manutenzione è molto semplice, con farfalla e manicotti intercambiabili.

Infine, la nuova valvola a saracinesca a cuneo gommato Watts, modello E3243, rappresenta un ampliamento di gamma delle valvole d’intercettazione. La valvola a saracinesca a cuneo gommato è stata progettata dedicando particolare attenzione alla facilità di utilizzo. Il meccanismo del volantino permette un controllo semplice e preciso, facilitando l’apertura e la chiusura del flusso con un minimo sforzo. Questa semplicità operativa è particolarmente vantaggiosa in ambienti industriali dove la rapidità e l’efficienza delle operazioni sono essenziali. Inoltre, la valvola è dotata di un design ergonomico che riduce la fatica dell’operatore, rendendo il processo di manovra intuitivo. Il corpo della valvola è in ghisa GGG50, un materiale noto per la sua eccellente robustezza e durabilità. La valvola a saracinesca a cuneo gommato è particolarmente resistente alle impurità presenti nei fluidi.

REHAU RE.GUARD: Controllo Smart dell'Impianto Idraulico

REHAU presenta RE.GUARD, il dispositivo per il controllo smart dell’impianto idraulico con tecnologia ottimizzata per la sicurezza. Semplice, compatto e veloce da installare, il sistema smart di REHAU è composto dall’unità di controllo centrale RE.GUARD, dal Gateway RE.HUB, che consente di collegare il dispositivo ad internet e al router dell’abitazione, e da sensori optional posizionabili in punti particolarmente critici, collegati tramite standard radio Z-Wave e capaci di riconoscere la fuoriuscita di acqua.

L’individuazione di queste problematiche genera un blocco automatico del flusso d’acqua prevenendo i danni da malfunzionamento, caratteristica che rende il dispositivo estremamente affidabile; ma c’è di più: il blocco interviene anche in assenza di connessione Internet o durante i black-out grazie alla dotazione di batterie d’emergenza, mentre lo standard radio certificato Z-Wave assicura un’efficace comunicazione con i sensori di controllo opzionali, senza interferenze.

RE.GUARD offre le massime funzionalità grazie all’utilizzo dell’App dedicata che, oltre a notificare l’utente in caso di anomalie e a consentire il blocco manuale dell’impianto, offre una panoramica dettagliata relativamente al consumo di acqua. RE.GUARD può essere integrato in qualsiasi impianto esistente per mezzo del collegamento filettato compatibile con tutti i sistemi di tubi e adatto al montaggio nella conduttura dell’acqua potabile.

Sensoristica per Impianti Oleodinamici

La cura e il monitoraggio dell’olio sono essenziali per allungare la vita dell’intero sistema e prevenire guasti e usure ai componenti. In quest’ottica la sensoristica riveste un'importanza fondamentale, poiché consente di monitorare e controllare in modo preciso i processi produttivi, oltre che a migliorare l'efficienza e la qualità del prodotto finale.

In ambito siderurgico i sensori negli impianti oleodinamici vengono utilizzati per rilevare diverse grandezze fisiche come temperatura, pressione, flusso, livello e condizioni dell’olio. Questi dati vengono poi utilizzati per controllare i processi produttivi in tempo reale, ottimizzare la produzione e ridurre gli sprechi.

Sebbene la misura puntuale delle grandezze fisiche costituisca già un grande benefit, soprattutto per il fatto che proprio in ambienti come la siderurgia l’accesso dell’operatore alla misura diretta dei parametri d’impianto sarebbe complesso e pericoloso, non è però sufficiente per un monitoraggio dell’impianto in ottica di manutenzione predittiva.

HYDAC offre una gamma di sensori smart per il monitoraggio continuo dei parametri o dei componenti più critici degli impianti oleodinamici. I sensori smart di pressione (HPT 1000 S) garantiscono, oltre alla misura puntuale della pressione negli impianti, anche il riconoscimento di eventi anomali nella specifica applicazione.

Un componente critico per l’impianto siderurgico è certamente l’elemento filtrante: l’ottimizzazione dei periodi di manutenzione costituisce un grande vantaggio sia in termini di efficienza di impianto, sia di sicurezza per l’operatore che effettuerà la sostituzione. Il Virtual Fluid Lab (VFL) è il sensore smart di HYDAC dotato di un algoritmo interno che, processando in input pressione differenziale, temperatura e tempo operativo, è in grado di fornire in output la vita residua dell’elemento filtrante espressa in ore.

Un altro componente critico negli impianti che utilizzano olio come fluido vettore di potenza è proprio l’olio stesso: statisticamente almeno il 70% dei guasti negli impianti è riconducibile allo stato del fluido idraulico. Controllare costantemente e in ottica previsionale le condizioni dell’olio costituisce senza dubbio un grande vantaggio strategico.

Sensori HYDAC per il Controllo dell'Olio

HYDAC Contamination Sensor (serie CS1000): si tratta di un dispositivo di misurazione stazionario progettato per il monitoraggio continuo della presenza di contaminanti solidi in sistemi di olio idraulico o lubrificante con una viscosità fino a 1000 mm²/s.
HYDAC Aqua Sensor (serie AS1000): il sensore è in grado di rilevare la percentuale di saturazione di acqua nell'olio. La percentuale di saturazione di acqua nell'olio indica la capacità dell'olio, che aumenta con la temperatura, di emulsionare l'acqua.
HYDAC Lab (serie HLB1400): il sensore è in grado di monitorare in modo continuo la conducibilità e la costante dielettrica dell'olio, sia in termini assoluti che in termini di variazione percentuale rispetto alle condizioni iniziali. Per fare ciò, il sensore richiede una procedura di auto-apprendimento per la "mappatura" dell'olio.

Pressostati: Funzionamento e Tipologie

Il pressostato è un dispositivo che permette la chiusura e l’apertura di un circuito elettrico, grazie semplicemente alla variazione automatica della pressione. Viene impiegato in moltissimi settori, dall’idraulica alla termoelettrica, dove è installato in apparecchi come le pompe idrauliche, i compressori e gli impianti di riscaldamento e climatizzazione. In un pressostato è presente un fluido nel quale è immerso un elemento, quando la pressione aumenta o diminuisce il fluido si espande e si contrare, di fatto consentendo o meno il passaggio della corrente elettrica.

Tipologie di Pressostati

Esistono diverse tipologie di pressostato in commercio, tra cui i più comuni sono quelli meccanici ed elettronici.

Pressostati meccanici: sono composti da una serie di meccanismi piuttosto complessi, che possono essere calibrati e tarati in base alle proprie esigenze. Vengono utilizzati per controllare la portata di aria negli impianti di condizionamento e nei sistemi professionali e industriali di ventilazione. Inoltre i pressostati meccanici possono trovare uso anche nella regolazione dei liquidi e dei gas, ad esempio negli impianti di riscaldamento e sanitari.
Pressostati idraulici: sono utilizzati soprattutto nei sistemi antincendio, ma anche nelle piscine, negli impianti automatizzati d’irrigazione dei giardini e delle aree esterne, nei sistemi di riserva idrica, nell’industria alimentare e nei sistemi che funzionano con combustibili allo stato liquido.
Pressostati pneumatici: sono invece particolarmente indicati per lavorare con i gas pressurizzati. La maggior parte di questi dispositivi sono impiegati all’interno dei compressori d’aria. I pressostati pneumatici rilevano automaticamente la pressione interna nella camera, poi in base all’impostazione del dispositivo possono aprire o chiudere l’uscita di aria attraverso una semplice connessione elettrica.
Pressostati elettronici: a differenza di quelli meccanici sono sicuramente ben più complessi. La loro funzione è quella di trasformare il livello di funzione in un formato digitale, che possa essere letto e interpretato da un computer. All’interno del dispositivo è presente un sensore di rilevamento della pressione, dove si trova anche una piccolissima membrana. Un mini circuito composto da piccolissimi resistori rileva anche ogni più piccola alterazione della membrana, grazie al controllo della tensione elettrica dell’intero sistema. Tutte le alterazioni sono continuamente elaborate da un micro-processore, situato all’interno di un sistema elettronico.

Utilizzo e Manutenzione dei Pressostati

I pressostati vengono utilizzati in tantissimi impianti e apparecchi, sia nel campo domestico che in quello industriale e commerciale. Per esempio si possono trovare pressostati nelle pompe idrauliche, nei sistemi di irrigazione, negli impianti antincendio, nei sistemi di refrigerazione, negli impianti termoidraulici e in quelli di climatizzazione, nei compressori e in molti altri ancora.

Come tutti i dispositivi, anche il pressostato richiede una regolare e periodica attività di manutenzione per assicurare che il suo funzionamento sia efficiente nel tempo. L’operazione più importante da fare è quella relativa alla sua pulizia in quanto bisogna evitare che calcare e impurità possano accumularsi al suo interno e provocare il blocco dei contatti che avviano o arrestano il dispositivo. La manutenzione deve essere eseguita con il pressostato scollegato dall’energia elettrica e dopo averlo svuotato, tramite un apposito rubinetto, per evitare che al suo interno sia presente anche una minima pressione. A questo punto può iniziare lo smontaggio del dispositivo, magari seguendo le indicazioni che sono indicate all’interno del libretto di istruzioni. Una volta che il pressostato è stato aperto bisogna eseguire la pulizia rimuovendo accuratamente tutti i residui presenti al suo interno utilizzando un cacciavite sottile o un filo di ferro. Tutta questa operazione deve essere eseguita con molta cautela perché il rischio maggiore che si corre è quello di danneggiare la membrana che comporterà un errato o mancato funzionamento del pressostato.

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