Le perdite di aria compressa non causano una perdita una tantum, ma aumentano in modo permanente il fabbisogno d’aria. L'aria in eccesso deve essere generata dal compressore, essiccata, filtrata e distribuita nella rete. Ciò comporta un aumento del consumo di energia elettrica, dei tempi di funzionamento, delle perdite di pressione e degli interventi di manutenzione. Particolarmente critico è il carico di base: un consumo elevato al di fuori della produzione indica spesso la presenza di perdite o di scarichi inutili.

La rilevazione perdite non dovrebbe quindi essere intesa come un’attività di manutenzione isolata, ma come una misura sul lato della domanda. Solo quando i consumi, il carico di base e la percentuale di perdite sono stati ridotti, è possibile valutare in modo sensato il lato della produzione con il controllo del compressore, la banda di pressione e la potenza specifica.

Esempio di una misurazione settimanale: il carico di base e le perdite da fermo diventano visibili e possono essere valutati dal punto di vista economico.

Nella rilevazione delle perdite industriali, la distinzione tra suoni udibili e ultrasuoni è fondamentale. La maggior parte dei rumori di produzione rientra nella gamma udibile a bassa frequenza. Le perdite nelle condutture dell’aria compressa e del gas generano, in corrispondenza di piccole aperture, turbolenze a banda larga con componenti sonori ad alta frequenza. Le perdite di grandi dimensioni generano spesso anche suoni udibili; tuttavia, in ambienti di produzione questi sono spesso mascherati dal rumore delle macchine.

Gli ultrasuoni generati da una perdita non sono causati dal gas stesso, ma dalle turbolenze che si verificano al momento della fuoriuscita del gas. La differenza di pressione, la geometria della perdita e la forma dell’apertura di fuoriuscita determinano l’intensità sonora e lo spettro di frequenza delle onde ultrasoniche generate.

Le frequenze più elevate offrono una migliore risoluzione spaziale grazie alla lunghezza d’onda più corta. Tuttavia, all’aumentare della frequenza aumenta anche l’attenuazione atmosferica, riducendo così la portata di rilevamento ottenibile. La scelta della frequenza di misura rappresenta quindi un compromesso tra risoluzione, portata e soppressione dei disturbi. In molte applicazioni industriali, una gamma di frequenze intorno ai 40 kHz si è dimostrata vantaggiosa. Tuttavia, in ambienti soggetti a disturbi, una finestra di frequenza diversa può fornire risultati migliori.

Approfondimento: >rilevazione perdite nonostante le fonti di disturbo e FFT

Il vantaggio della telecamera ad ultrasuoni risiede nella combinazione tra misurazione della distanza e identificazione ottica. È possibile localizzare le perdite durante il funzionamento, quando l’impianto opera in condizioni reali di pressione e carico. In questo modo diventano visibili anche i punti di perdita che non si verificherebbero se l’impianto fosse spento.

• Tubazioni sui soffitti dei capannoni: ispezione da una distanza di sicurezza, senza impalcature o piattaforme aeree, a condizione che la perdita sia sufficientemente intensa.
• Macchine e impianti pneumatici: controllare sistematicamente la presenza di perdite su valvole, cilindri, tubi flessibili, raccordi, filtri, regolatori e unità di manutenzione.
• Griglie di protezione e celle robotizzate: nel caso di griglie acusticamente trasparenti, è possibile localizzare la fonte sonora anche dietro la barriera.
• Aree a rischio e logistiche: le misure possono essere effettuate al di fuori di barriere fotoelettriche, celle robotiche o percorsi dei carrelli elevatori.
• Aree dell’impianto di difficile accesso: la telecamera ad ultrasuoni consente la rilevazione delle perdite anche in punti di misura con accesso limitato. È necessario che la propagazione del suono tra il punto di perdita e la telecamera sia il più diretta possibile.

Esempio: soffitto del capannone di difficile accesso: l’hotspot indica una fonte ultrasonica su una tubazione dell’aria compressa.	Esempio: le grate di protezione possono essere in gran parte acusticamente trasparenti agli ultrasuoni. Il punto caldo rimane visibile quando le onde sonore attraversano la grata.

Le reti metalliche e le recinzioni di protezione sono spesso in gran parte permeabili alle onde ultrasoniche. Le superfici chiuse come il plexiglas, la lamiera, il calcestruzzo, il vetro o le carenature lisce delle macchine fungono invece da potenti riflettori. Per una rilevazione perdite affidabile è quindi necessario che vi sia un percorso acustico diretto tra il punto della perdita e l'array di microfoni.

Nell’esempio illustrato, questo percorso acustico diretto è reso possibile da una fessura aperta nella carenatura in plexiglas. La carenatura chiusa non si trova sul percorso acustico e non influisce quindi sulla misura.

Macchina confezionatrice con rivestimento in plexiglas: la misura avviene attraverso una fessura aperta con percorso acustico diretto verso il punto di perdita.

Per stabilire le priorità sono determinanti soprattutto la portata di perdita e i costi che ne derivano. Poiché le perdite di grandi dimensioni possono coprire acusticamente quelle più piccole, è opportuno documentarle e ripararle per prime. Un successivo controllo spesso mette in luce ulteriori perdite, in precedenza nascoste.

Logica di prioritizzazione: spesso una piccola percentuale delle perdite è responsabile della maggior parte delle perdite complessive. Riparare per prime le perdite più grandi e più rilevanti.

La sola rilevazione perdite non consente di risparmiare energia. Il risparmio si ottiene solo attraverso la riparazione, il monitoraggio e la verifica delle nuove condizioni di funzionamento. Le perdite individuate devono essere documentate indicando la posizione, l’immagine, la portata della perdita, la stima dei costi, le indicazioni per la riparazione e lo stato. Successivamente, si confronta il consumo prima e dopo l’intervento.