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Emilio Giomo
Capitolo 5 – Allestimenti dei gruppi elettrogeni
5.1 Introduzione
Nel presente capitolo si prendono in esame gli allestimenti e le modalità di posa in opera dei
gruppi elettrogeni. Infatti, il gruppo elettrogeno così come fornito dal costruttore, a meno delle
macchine trasportabili e carrellabili, non è in grado di operare autonomamente, poiché necessita di
una posa in opera per renderlo compatibile con il locale di ricovero e con le specifiche tecniche del
committente.
Nel capitolo, inoltre, si analizzano alcuni accessori ed impianti complementari fondamentali per
il corretto funzionamento del gruppo elettrogeno, quali il sistema di avviamento, il sistema di
alimentazione e l’eventuale insonorizzazione.
In ogni paragrafo vengono introdotti ed illustrati i concetti fondamentali per il corretto
approccio nella scelta e nel dimensionamento degli apparati ausiliari, fornendo parallelamente
alcuni schemi di calcolo delle grandezze di interesse.
L’esposizione è accompagnata da figure, disegni e tabelle che supportano il lettore nella
comprensione di quanto descritto.
5.2 Sistemi di avviamento
Il sistema di avviamento dei gruppi elettrogeni è, nella maggioranza dei casi, di tipo elettrico.
Esso è costituito da un motorino in corrente continua, installato in prossimità del volano ed
alimentato da batterie al piombo. Il motorino è dotato di ingranaggio avente lo stesso passo della
corona dentata montata sulla periferia del volano, su cui si innesta per avviare il motore primo.
L’accoppiamento tra motorino e corona dentata è effettuato mediante un elettromagnete a leva, che
viene eccitato dal comando di avviamento. L’elettromagnete è dotato di molla di ritorno con lo
scopo di effettuare il suo disaccoppiamento quando il motore primo ha raggiunto le condizioni di
autosostentamento.
Le batterie sono del tipo al piombo e vengono mantenute in carica dall’alternatore carica
batterie, a gruppo elettrogeno in moto, oppure, nei gruppi di emergenza, da un carica batterie statico
alimentato dalla tensione di rete. La loro capacità dipende dalla cilindrata del motore, dal numero di
cilindri e dalla temperatura ambiente del sito di installazione. Generalmente è lo stesso costruttore
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del motore primo a prescrivere i valori minimi di capacità (in funzione della temperatura ambiente),
valori a cui il costruttore del gruppo elettrogeno si deve strettamente attenere.
I sistemi di avviamento possono essere a 12Vcc o a 24Vcc. In via del tutto indicativa, i sistemi
a 12 V sono adottati per motori aventi cilindrate non superiori ai 6000 cm3, mentre per cilindrate
superiori, sono utilizzati sistemi a 24Vcc. In quest’ultimi si impiegano batterie a 12 V collegate in
serie, oppure, dove è necessario disporre di capacità elevate, si utilizzano batterie a 12 V collegate
in serie – parallelo.
Il sistema di avviamento elettrico è solitamente dotato di controllo dello stato di carica delle
batterie, costituito da un relé voltmetrico in corrente continua. Esso fornisce una segnalazione
luminosa (senza blocco) per bassa tensione batterie di avviamento, il che implica l’avaria delle
stesse o del loro sistema di carica.
Quando è necessario garantire una sicurezza di intervento vicina al 100%, si dota il motore
primo di un ulteriore sistema di avviamento che si affida ad una sorgente diversa da quella elettrica.
Esistono, infatti, motorini di avviamento a molla (solo per piccole potenze), oppure sistemi di
avviamento ad aria compressa. I primi, essendo utilizzati molto di rado, non hanno una rilevanza
pratica e per questo non sono oggetto di studio in questo lavoro. I secondi, invece, sono
particolarmente utilizzati in tutti i casi dove non è ammissibile una eventuale mancata entrata in
servizio del gruppo elettrogeno, come, ad esempio, negli ospedali, nelle banche, nei centri di
intrattenimento, ecc. Il sistema consta di un motorino a turbina azionato dall’aria compressa
proveniente da un serbatoio di accumulo, dove viene mantenuta in pressione da un
elettrocompressore alimentato dalla tensione di rete. La capacità del serbatoio è dimensionata per
garantire un minimo di 3 tentativi di avviamento, ciascuno della durata di circa 5 secondi.
La pressione di esercizio dei motorini ad aria compressa è di 10 o 30 bar, a seconda della
potenza necessaria per porre in rotazione il motore primo. In qualche caso si utilizza l’impianto a 30
bar, a prescindere dalla pressione di esercizio del motorino, in modo da contenere le dimensioni del
serbatoio di accumulo (il motorino è dotato eventualmente di riduttore di pressione da 30 a 10 bar –
vedi Figura 5.1).
Negli impianti ad aria compressa vengono adottate alcune protezioni e segnalazioni per la
gestione automatica del sistema, come:
bassa pressione aria serbatoio di accumulo;
massima pressione aria serbatoio di accumulo;
intervento protezione magnetotermica elettrocompressore.
Per evitare fenomeni di ossidazione e di usura, è consigliabile applicare un dispositivo per lo
scarico automatico della condensa del serbatoio di accumulo e inserire, prima del motorino di
avviamento, un filtro di depurazione dell’aria compressa.
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a.
b.
Figura 5.1 Sistema di avviamento ad aria compressa: a. esempio di montaggio sul motore; b. esempio di collegamento
(Fonte: Ingersoll Rand)
5.3 Sistemi di scarico dei gas combusti
I gas combusti prodotti dal motore primo devono essere convogliati verso l’esterno e scaricati
in un luogo tale da non arrecare danni e/o disturbo alle persone, agli animali e alle cose. Pertanto,
ogni gruppo elettrogeno deve essere provvisto di una tubazione che canalizza i prodotti della
combustione verso una posizione opportuna.
La tubazione deve presentare una bassa resistenza al passaggio dei fumi, in modo da produrre
una moderata contropressione interna: se questa supera un certo valore limite, si originerebbe il
malfunzionamento del motore, poiché parte del residuo combusto potrebbe rimanere all’interno dei
cilindri con conseguente decadimento del rendimento termofluidodimamico interno.
Valvola di inserzione
Motorino di avviamento
ad aria compressa
Scarico aria
Aria compressa
dal serbatoio
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Per ciò suddetto, è indispensabile dimensionare correttamente la tubazione di scarico, in modo
da soddisfare sia le esigenze di funzionamento del motore primo, sia le norme riguardanti la
sicurezza. Per quanto concerne quest’ultime, un riferimento necessario è la Circolare del Ministero
dell’Interno n. 31/78 (e sue modifiche), che prevede che lo scarico dei gas avvenga direttamente
verso l’esterno, con il terminale situato a non meno di 3 m dal piano di calpestio e a non meno di
1.5 m da finestre, porte e/o qualsiasi apertura praticabile. Il buon senso permette di aggiungere che
la tubazione deve essere sistemata in modo da evitare il risucchio dei gas da parte dello stesso
motore e di completare la tubazione con un terminale antipioggia.
Il gruppo elettrogeno deve essere corredato di marmitta silenziatrice, la cui versione dipende
dalla rumorosità residua che si vuole ottenere. La marmitta, essendo attraversata dai gas di scarico,
introduce una contropressione crescente all’aumentare dell’abbattimento sonoro introdotto, il cui
valore è fornito dal costruttore del gruppo elettrogeno o dal costruttore della stessa marmitta (vedi
esempio di Figura 5.2).
Figura 5.2 Esempio dell’andamento della contropressione introdotta da marmitta con abbattimento acustico di circa
35 dB(A) in funzione della portata dei gas di scarico (Fonte: Stopson Italiana S.p.A.)
Affinché si verifichino le condizioni ottimali di funzionamento del motore, deve verificarsi la
seguente disuguaglianza:
motoremarmittailidtot ppppp ,,
Capitolo 5 – Allestimenti dei gruppi elettrogeni
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Emilio Giomo
dove:
totp sono le perdite di carico totali;
idp , è la sommatoria delle perdite di carico distribuite (se la tubazione è di sezione costante
did pp , );
ilp , è la somma delle perdite di carico localizzate nelle singolarità del percorso della
tubazione (curve, variazioni di sezione, sbocchi, ecc.);
marmittap è la contropressione introdotta dalla marmitta;
motorep sono le perdite di carico massime ammesse dal motore primo.
Pertanto, la tubazione deve introdurre delle perdite di carico limitate a:
marmittamotoreilidtubazione ppppp ,,
Normalmente la tubazione ha una sezione costante e quindi:
marmittamotoreildtubazione ppppp ,
Ai fini della sicurezza di funzionamento, la contropressione introdotta dalla marmitta si può
fissare al suo valore massimo, cioè pari a 2 kPa.
La massima contropressione ammessa nell’impianto di scarico dipende dal motore primo ed è
rilevabile dai data sheet del motore stesso. Normalmente si hanno valori di 5 kPa o 10 kPa, da cui si
ricava che la contropressione introdotta dalla tubazione deve essere:
kPa
kPappp ildtubazione
325
8210,
Per garantire un certo margine di esercizio, e per tener conto delle incrostazioni che si formano
durante il funzionamento, si possono stabilire i seguenti valori massimi:
kPapkPa
kPapkPap
motore
motoretubazione
5con motoriper 5.2
10con motoriper 5.7
Fissata la contropressione massima, si può determinare il diametro minimo della tubazione con
la relazione approssimata di Hazen-Williams, modificata all’uopo per renderla più maneggevole
all’uso, cioè:
87.4
1
85.1
273
gastubazione
etubo
tp
QLkD
dove:
D è il diametro della tubazione [m];
Capitolo 5 – Allestimenti dei gruppi elettrogeni
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tubok è un coefficiente che dipende dal tipo di tubo e vale, prudenzialmente, 0.45 per tubi in
acciaio commerciale;
eL è la lunghezza equivalente della tubazione [m];
Q è la portata dei gas di scarico
s
m3
;
tubazionep è la contropressione massima della tubazione [kPa];
t è la temperatura in gradi Celsius dei gas di scarico.
Il termine eL , denominato lunghezza equivalente, è una lunghezza pari alla somma dello
sviluppo rettilineo della tubazione e delle singolarità presenti nel percorso, quest’ultime assimilate
come tratti rettilinei di lunghezza tale da introdurre una perdita di carico pari a quella delle
singolarità stesse. Pertanto, la lunghezza equivalente è pari a:
isrettilineae LLL ,
Le lunghezze equivalenti delle singolarità sono determinabili da apposite tabelle redatte in
funzione delle loro dimensioni e della loro forma. Normalmente, negli impianti di scarico per
gruppi elettrogeni, sono applicate accidentalità quali curve raccordate e brusche,
convergenti/divergenti e raccordi a T. Per queste accidentalità si può far riferimento a dei valori
standard, che forniscono una stima ragionevole delle perdite di carico, a meno che queste non
costituiscano una aliquota significativa delle perdite totali (vedi Tabella 5.1). La lunghezza
equivalente delle accidentalità è calcolabile come segue:
iiis DL ,
con il coefficiente i rilevabile dalla Tabella 5.1. Per quanto riguarda i convergenti/divergenti il
coefficiente i è pari a 2.5, con iD pari al diametro della tubazione più grande. Per i raccordi a T,
possono essere utilizzati, in prima approssimazione, i coefficienti per le curve brusche.
R=D R=1,5D R=2D R=3D R=4D
45° 9,31 8,34 7,85 7,36 7,36 19,60
60° 12,25 10,78 10,29 9,80 9,31 34,30
90° 16,17 14,21 13,23 12,74 12,74 73,50
Raggio di curvatura
CurveCurve raccordate
Curva
bruscaAngolo
Tabella 5.1 Coefficienti per determinare le lunghezze equivalenti delle curve raccordate e brusche
Capitolo 5 – Allestimenti dei gruppi elettrogeni
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Definito il percorso della tubazione, si stabilisce in prima battuta una lunghezza equivalente, in
base al numero di accidentalità e all’estensione dei tratti rettilinei e, successivamente, si calcola il
diametro della tubazione di primo dimensionamento. La tubazione da scegliere è quella con un
diametro commerciale appena superiore a quello calcolato. Noto il diametro, si procede a
ricalcolare la lunghezza equivalente e a verificare che con il diametro scelto le perdite di carico
siano inferiori alle massime ammesse. Se questo non da esito positivo, si passa ad un diametro
superiore, riverificando in seguito il valore delle perdite di carico.
Una forma semplificata della formula di Hazen-Williams può essere determinata dalle seguenti
osservazioni:
la temperatura dei gas di scarico è normalmente inferiore ai 550°C;
il rapporto tra la portata dei gas di scarico in
h
m3
e la potenza del motore primo è
all’incirca pari a 12;
le perdite di carico massime ammesse devono essere inferiori a 2.5 kPa e 7.5 kPa,
rispettivamente per motori con contropressione massima di 5 kPa e 10 kPa.
Le precedenti osservazioni portano a:
kPa10pcon motoriper PL104.9
kPa5pcon motoriper PL108.10D
motore87.4
185.1
e3
motore87.4
185.1
e3
con P la potenza in [kWm] del motore.
E’ raccomandabile installare dei giunti di dilatazione ad ogni cambio di direzione e ad ogni 3÷4
metri di tubazione rettilinea, così da compensare le dilatazioni della tubazione metallica. Questa,
all’interno del locale, deve essere coibentata sia per evitare surriscaldamenti del locale, sia per
evitare pericolo di scottature per le persone (vedi Figura 5.3); il materiale utilizzato deve essere
incombustibile e di spessore tale da mantenere la temperatura sulla superficie esterna inferiore di
100° C alla temperatura di autoaccessione del combustibile (circa 150° C per il gasolio).
Capitolo 5 – Allestimenti dei gruppi elettrogeni
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Emilio Giomo
Figura 5.3 Esempio di coibentazione della tubazione di scarico
5.4 Raffreddamento e aerazione del gruppo elettrogeno
Il gruppo elettrogeno durante il suo funzionamento emana, nell’ambiente che lo contiene,
energia termica che deve essere opportunamente dissipata per mantenere le temperature di esercizio
entro i valori massimi consentiti. Il raffreddamento del complesso è effettuato creando un flusso
continuo d’aria tra l’esterno e l’ambiente in cui opera la macchina, affinché la temperatura di
quest’ultimo si mantenga opportunamente al di sotto dei 40° C. 1
Il flusso d’aria, in ogni caso forzato, può essere prodotto:
dalla ventola di raffreddamento del radiatore del motore primo;
da una ventola azionata da un elettroventilatore alimentato dalla tensione del gruppo
elettrogeno.
Nel primo caso, il più comune e quello adottato per gruppi elettrogeni con allestimento
standard, la ventilazione del locale è effettuata con la stessa ventola del radiatore del motore primo.
Il radiatore, infatti, è installato anteriormente al gruppo elettrogeno e ortogonalmente al suo asse
(vedi Figura 5.4), e la sua portata d’aria, abbinata ad una corretto proporzionamento delle aperture,
consente di mantenere la temperatura del locale al di sotto dei fatidici 40° C.
Quando è necessario limitare le dimensioni longitudinali del gruppo elettrogeno o non possono
essere ricavate grandi aperture di ventilazione, si può optare per un raffreddamento del motore
primo mediante unità di scambio separata. Questa può essere costituita da un elettroradiatore,
oppure da una o più torri evaporative o, altro ancora, da scambiatori di calore acqua/acqua (vedi
Figura 5.5, Figura 5.6 e Figura 5.7). Il locale, comunque, deve essere ventilato, ricorrendo a uno o
più elettroventilatori alimentati dalla stessa tensione del gruppo elettrogeno.
Capitolo 5 – Allestimenti dei gruppi elettrogeni
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Figura 5.4 Raffreddamento con radiatore a bordo del gruppo elettrogeno
Figura 5.5 Raffreddamento con elettroradiatore separato dal gruppo elettrogeno
Capitolo 5 – Allestimenti dei gruppi elettrogeni
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Figura 5.6 Raffreddamento con torre evaporativa
Figura 5.7 Raffreddamento con scambiatore di calore
La ventilazione del locale nel caso di raffreddamento con elettroradiatore separato, con torre
evaporativa o con scambiatore di calore, deve essere effettuata, come precisato precedentemente,
Capitolo 5 – Allestimenti dei gruppi elettrogeni
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con un elettroventilatore ausiliario. Questo deve creare un flusso d’aria sufficiente a raffreddare il
gruppo elettrogeno, cioè deve svolgere le seguenti funzioni:
smaltire il calore di irraggiamento prodotto dal motore e dalle parti calde in genere;
estrarre l’aria necessaria per il raffreddamento dell’alternatore;
creare la depressione utile per l’ingresso dell’aria comburente per il motore primo.
I dati a disposizione per il dimensionamento del ventilatore, ricavabili dai data sheet dei
costruttori, sono:
il calore di irraggiamento del motore;
la portata dell’aria della ventola di raffreddamento dell’alternatore;
la portata dell’aria comburente per il motore.
Dal calore di irraggiamento del motore si ricava:
s
m
tc
PQ
aariaP
irrirrv
33
)40(
10
dove:
irrP è potenza termica di irraggiamento del motore [kW]
Pc è il calore specifico dell’aria pari a 1.013 Kkg
kJ
;
aria è la massa volumica dell’aria pari a circa 1 3m
kg;
at è la temperatura ambiente [° C].
Pertanto, la portata d’aria del ventilatore deve essere pari a:
irrv
motv
altv
totv QQQQ
Ai fini della sicurezza di funzionamento, si stabilisce un sovradimensionamento della portata del
30÷50 %, cioè:
irrv
motv
altv
totv QQQ5.13.1Q
Il sistema di ventilazione deve essere costituito da un numero di ventilatori pari a:
41Q
Qn
ventv
totv
vent
con ventvQ la portata del singolo elettroventilatore. Questo assicura la portata d’aria minima per il
raffreddamento del vano del gruppo elettrogeno anche in caso di guasto di una elettroventola.
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102
Emilio Giomo
Un appunto doveroso deve essere citato per le applicazioni con unità di scambio separate
(elettroradiatore, torre evaporativa e scambiatore di calore). Infatti, queste realizzazioni possono
essere eseguite solamente per motori primi privi di interrefrigerazione aria/aria, poiché non è
possibile prolungare le tubazioni dell’aria compressa di sovralimentazione. Per queste applicazioni
si possono utilizzare motori ad aspirazione naturale, turbocompressa o turbocompressa con
interrefrigerazione acqua/acqua.
5.5 Alimentazione del gruppo elettrogeno
In questo paragrafo si prendono in esame le modalità di alimentazione dei gruppi elettrogeni a
gasolio, poiché sono quelli di gran lunga più utilizzati nelle applicazioni industriali.
I motori diesel devono essere alimentati mediante un serbatoio, denominato serbatoio
incorporato, che deve avere una capacità massima corrispondente alle prescrizioni della Circolare
Mi.Sa. del 31/08/78 (e sue varianti), cioè:
di 50 litri per motori con potenza fino ai 100 kW;
di 120 litri per motori con potenza superiore a 100 kW.
Il serbatoio incorporato deve essere costruito in acciaio e installato a bordo del gruppo
elettrogeno, avendo cura della sua protezione contro le vibrazioni, gli urti ed il calore. Solitamente
viene posizionato all’interno della stessa struttura di sostegno del gruppo elettrogeno, con modalità
tali da consentirne lo smontaggio per la sua eventuale sostituzione o manutenzione. Esso deve
essere dotato di tubazione di sfiato con diametro interno non inferiore a 25 mm e riportata
all’esterno del locale di ricovero ad una altezza superiore a 2.5 m dal piano di calpestio e di 1.5 m
da qualsiasi apertura praticabile. L’estremità della tubazione di sfiato deve essere provvista di tappo
di sfogo con reticella tagliafiamma.
La linea di alimentazione tra motore e serbatoio incorporato deve essere eseguita con tubazioni
flessibili, al fine di evitare la trasmissione delle vibrazioni dal gruppo elettrogeno allo stesso
serbatoio. La tubazione di mandata deve essere dotata di elettrovalvola di intercettazione
normalmente chiusa a sicurezza intrinseca e di valvola a strappo. L’elettrovalvola deve intercettare
il flusso del combustibile a seguito di un intervento di una protezione di arresto del gruppo
elettrogeno o per azionamento del pulsante di emergenza.
Qualora la capacità del serbatoio incorporato non sia sufficiente a garantire l’autonomia
richiesta, si deve equipaggiare il gruppo elettrogeno di un sistema di riempimento automatico. Esso
preleva il combustibile da un serbatoio di deposito per effettuare il rabbocco del serbatoio
incorporato. Il sistema di riempimento è realizzato con una elettropompa a comando automatico e
una pompa manuale di riserva (per assicurare una maggior continuità di servizio si possono
prevedere due elettropompe in funzionamento ridondante).
Capitolo 5 – Allestimenti dei gruppi elettrogeni
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Emilio Giomo
Il riempimento del serbatoio è consentito solo per circolazione forzata e non per caduta (se non
tramite apposita deroga del Comando Provinciale dei Vigili del Fuoco): va da sé che il serbatoio di
deposito deve essere posizionato ad una quota inferiore a quella del serbatoio incorporato.
Il collegamento tra i due serbatoi deve essere realizzato con due tubazioni, denominate mandata
e ritorno “troppo pieno” (vedi Figura 5.8). La tubazione di mandata deve essere dotata di
elettrovalvola di intercettazione normalmente chiusa a sicurezza intrinseca e di una valvola a
strappo ad azionamento manuale. L’elettrovalvola deve intercettare il flusso del combustibile per
intervento del dispositivo di controllo del troppo pieno del serbatoio incorporato o per
l’azionamento del pulsante di emergenza. La valvola a strappo è meccanicamente collegata ad un
tirante a leva posizionato all’esterno del locale di ricovero del gruppo elettrogeno e costituisce una
protezione supplementare in caso di incendio.
Figura 5.8 Schema di collegamento tra serbatoio di deposito e serbatoio incorporato
La tubazione di ritorno “troppo pieno” assolve la funzione di scaricare l’eccesso di
combustibile in caso di caricamento eccessivo del serbatoio incorporato. Essa deve essere di sezione
maggiorata rispetto alla tubazione di mandata, poiché lo scarico avviene per caduta. Naturalmente
la tubazione deve essere sprovvista di valvole di intercettazione di qualsiasi genere.
Il sistema di alimentazione serbatoio incorporato – impianto di caricamento – serbatoio di
deposito deve essere almeno munito delle seguenti protezioni:
minimo livello combustibile del serbatoio incorporato (segnalazione ottica ed acustica);
Capitolo 5 – Allestimenti dei gruppi elettrogeni
104
Emilio Giomo
massimo livello combustibile del serbatoio incorporato (segnalazione ottica ed acustica con
arresto della pompa di caricamento e intercettazione del flusso di combustibile della
tubazione di collegamento tra il serbatoio di deposito ed il serbatoio incorporato);
minimo livello combustibile del serbatoio di deposito.
Il serbatoio di deposito deve essere protetto contro la corrosione e deve essere dotato di una
targa di identificazione riportante il nome e l’indirizzo del costruttore, l’anno di costruzione, la sua
capacità, il tipo di materiale e lo spessore con cui è costruito.
La capacità del serbatoio di deposito deve essere dimensionata a seconda dell’autonomia
richiesta e della frequenza con cui può essere effettuato il suo rifornimento. Il DM del 28/04/05,
comunque, prescrive che la capacità di ogni serbatoio non superi i 25 m3, mentre la capacità
complessiva, in caso di installazione di più serbatoi, non deve superare:
i 100 m3 per serbatoi interrati o a vista installati all’esterno degli edifici;
i 50 m3 per serbatoi interrati all’interno degli edifici;
i 25 m3 per serbatoi a vista installati all’interno degli edifici;
Ogni serbatoio di deposito deve essere dotato di un dispositivo che interrompe il flusso del
combustibile durante il suo rifornimento quando il gasolio raggiunge il 90% della sua capacità.
Come per il serbatoio incorporato, anche il serbatoio di deposito deve essere dotato di tubazione
di sfiato dei vapori del combustibile che deve essere installata con le stesse modalità precisate
precedentemente.
Le recenti norme in materia di inquinamento prescrivono di utilizzare serbatoi interrati a doppia
parete. L’intercapedine contiene un liquido mantenuto in depressione controllato da sensori che
segnalano a distanza ogni aumento di pressione all’interno della camera dovuta alla perforazione
della parete. In alternativa alla versione a doppia parete, si può posare il serbatoio in una vasca in
calcestruzzo impermeabilizzata, avente una capacità superiore a quella del serbatoio e dotata di un
dispositivo di segnalazione presenza gasolio.
Per il calcolo del consumo del combustibile ai fini del computo della autonomia si procede
come segue:
si determina il consumo orario del gruppo elettrogeno:
h
dmPg
850
1c
3e
Capitolo 5 – Allestimenti dei gruppi elettrogeni
105
Emilio Giomo
dove c è il consumo del combustibile del gruppo elettrogeno, g è il consumo specifico del
combustibile del motore in
hkW
g
m
(fornito dal costruttore), eP è la potenza elettrica
erogata dal gruppo elettrogeno e è il rendimento dell’alternatore;
si calcola la capacità del serbatoio di deposito conoscendo a priori l’autonomia minima che
deve essere garantita:
tc2.1C
dove t è l’autonomia in ore minima che deve essere garantita.
Il fattore 1.2 sovradimensiona la capacità del serbatoio di deposito per tener conto del fatto che lo
stesso non è mai nello stato di pieno.
5.6 Plinto di fondazione
Per ridurre le vibrazioni indotte dal gruppo elettrogeno alle strutture circostanti, si deve
installare la macchina su un plinto separato dalle stesse strutture del locale e dal pavimento. Il plinto
è costituito da un blocco in calcestruzzo armato posto in un incavo del pavimento, isolato
perimetralmente con materiali elastici (polistirolo, poliuretano, setti di gomma non igroscopica,
ecc.) e poggiante su un letto di sabbia.
Il plinto deve essere dimensionato per sopportare le sollecitazioni dinamiche indotte dal gruppo
elettrogeno, non assorbite dai supporti antivibranti installati tra il blocco motore-generatore e
basamento di supporto in acciaio.
In linea approssimativa, il plinto di fondazione deve avere un peso di:
NP5.35.2P gep
dove geP è il peso del gruppo elettrogeno. Il fattore moltiplicativo 5.35.2 tiene conto delle
sollecitazioni dinamiche non assorbite dai supporti antivibranti, utilizzando i valori più alti per
isolamento nullo.
Le dimensioni del plinto si calcolano partendo dall’ipotesi che le dimensioni in pianta devono
essere maggiorate di circa 0.5 m rispetto a quelle del gruppo elettrogeno; quindi, conoscendo l’area,
si può determinare la sua altezza, cioè:
m
)5.0b()5.0a(
P5.35.2
A
Ph
ge
p
p
Capitolo 5 – Allestimenti dei gruppi elettrogeni
106
Emilio Giomo
dove a e b sono rispettivamente la lunghezza e la larghezza del gruppo elettrogeno e è il peso
specifico del calcestruzzo che è all’incirca di 3m
N24000 (vedi Figura 5.9).
Figura 5.9 Dimensioni del plinto di fondazione in funzione della lunghezza e della larghezza del gruppo elettrogeno
E’ necessario verificare che la pressione esercitata sul terreno sia inferiore alla massima
ammessa, cioè:
)5.0b()5.0a(10
P5.45.3
)5.0b()5.0a(10
P5.35.2P
)5.0b()5.0a(10
PPp
4
ge
4
gege
4
pge
max
dove maxp è ricavabile dalla Tabella 5.2. Se la pressione esercitata sul terreno supera la massima
ammessa è necessario aumentare l’area del plinto, mantenendo costante il suo volume.
Il gruppo elettrogeno deve essere fissato al plinto con dei tirafondi filettati annegati nel
cemento. La loro installazione può essere successiva al getto del plinto, ma contemporanea alla posa
del gruppo elettrogeno, avendo cura di fissarli con malta cementizia e di ancorarli alla maglia
dell’armatura d’acciaio. Il gruppo elettrogeno, poi, deve essere bloccato con dadi di serraggio e
livellato con opportuni spessori.
Se il plinto risulta sporgente dal livello pavimento è necessario predisporre delle asole e
cunicoli per il passaggio delle tubazioni di alimentazione e dei cavi elettrici.
Capitolo 5 – Allestimenti dei gruppi elettrogeni
107
Emilio Giomo
Tipo di terreno
Pressione massima ammessa
2cm
N
Terreno di debole resistenza:
argilla, sabbia argillosa, sabbia polverosa satura di acqua 15
Terreno di media resistenza:
sabbia polverosa umida di piccola e grossa granulometria 15÷35
Terreno di grande resistenza:
sabbia poco umida di grossa granulometria, ghiaia,
ciotoli, terra argillosa consistente
35÷60
Terreno roccioso 60
Tabella 5.2 Valori di pressione massima ammessa per alcuni tipi di terreno
5.7 Rumore
I gruppi elettrogeni hanno una emissione acustica elevata e per questo necessitano di interventi
atti a limitare il loro contributo all’inquinamento acustico ambientale. In questo paragrafo si
analizzano quali possono essere i provvedimenti per la riduzione della rumorosità di queste
macchine, in rapporto ai risultati acustici che si vogliono ottenere.
La caratterizzazione dell’emissione sonora di qualsiasi sorgente viene fornita mediante due
grandezze tra loro correlate, quali il livello di pressione sonora Lp e il livello di potenza sonora LW.
Il livello di pressione sonora è definito da:
dBp
plog20L
o
p
dove op è la pressione sonora di riferimento pari a 20 Pa (pressione sonora minima percepibile
dall’orecchio umano nella gamma di frequenze in cui l’orecchio è più sensibile). La pressione p è il
valore efficace della pressione acustica, cioè dello scostamento della pressione attorno al suo valore
di equilibrio rappresentato dalla pressione atmosferica. La pressione p, quindi, è data da:
T
0
2dttp
T
1p
dove T è il periodo dell’onda acustica di frequenza f (o di lunghezza d’onda f
c , con c velocità
del suono nel mezzo di propagazione).
Il livello di potenza sonora LW è definito da:
Capitolo 5 – Allestimenti dei gruppi elettrogeni
108
Emilio Giomo
dBW
Wlog10L
o
W
dove oW è la potenza sonora di riferimento (10-12 W) e W è la potenza trasmessa dalla sorgente
acustica al mezzo di propagazione.
Il livello di potenza sonora non va confuso con il livello di pressione sonora: il primo è appunto
una misura della potenza acustica emessa dalla sorgente, mentre il secondo dipende dalla stessa
potenza emessa dalla sorgente, dalla distanza del punto di misura e dalle caratteristiche trasmissive
del mezzo di propazazione.
Il suono emesso dalle sorgenti acustiche disturbanti, cioè il rumore, è costituito da un insieme
di segnali di diversa frequenza e di differente livello di potenza e/o pressione. L’analisi della
composizione in frequenza dei suoni si effettua sulla suddivisione del contenuto di energia sonora in
bande, cioè in prefissati intervalli di frequenza. Ogni banda è caratterizzata dalla frequenza di
centro banda fc, dalla frequenza di taglio superiore fs e dalla frequenza di taglio inferiore fi. Per
l’analisi in bande si utilizza l’analisi in ottave o terzi di ottave, dove tra il valori di frequenza
sopraccitati esistono le seguenti relazioni:
ottavad' banda di terzo232.0f
ff
f
f
ottava di banda 707.0f
ff
f
f
c
is
c
c
is
c
La frequenza del centro di banda si calcola con la seguente espressione
is fffc
Le frequenze nominali per l’analisi in bande di ottava o frazioni di ottava sono definite dalle norme
UNI EN ISO.
L’orecchio umano non è sensibile in egual modo alle diverse frequenze, per cui suoni dello
stesso livello, ma di differente frequenza, sono percepiti in modo dissimile. L’andamento della
sensibilità dell’orecchio è rappresentata su un diagramma chiamato audiogramma normale (vedi
Figura 5.10). Le curve indicate nel diagramma sono il luogo dei punti dei livelli di pressione
sonora, in funzione della frequenza, che producono la stessa sensazione sonora (curve isofoniche).
Il livello di sensazione sonora viene espresso in phon, ed è uguale al livello di pressione sonora del
suono a 1000 Hz.
Per tener conto della diversa sensibilità dell’orecchio nella valutazione del disturbo o del danno
si impiegano, nella misura del livello sonoro, delle curve di ponderazione. A livello normativo sono
state definite quattro curve denominate A, B, C e D ispirate alla forma dell’audiogramma normale
Capitolo 5 – Allestimenti dei gruppi elettrogeni
109
Emilio Giomo
(vedi Figura 5.11). Ogni curva ha un comportamento diverso nei confronti della frequenza e
vengono utilizzate a seconda del tipo di misura che si deve effettuare. Nell’espressione del livello di
pressione o potenza sonora si deve specificare la curva utilizzata, aggiungendo tra parentesi la
relativa lettera all’unità di misura. La curva più utilizzata è la curva A .
Figura 5.10 Audiogramma normale (Fonte: Brüel & Kjær)
Figura 5.11 Curve di ponderazione in frequenza (Fonte: Brüel & Kjær)
Nella combinazione di più livelli sonori non è possibile eseguire la loro somma, ma devono
essere sommati gli argomenti dei logaritmi, in quanto proporzionali alle densità di energia sonora in
gioco. Ad esempio, n sorgenti delle quali si conoscano le pressioni efficaci pi, daranno luogo ad una
pressione efficace totale pt, che risulta pari a:
Capitolo 5 – Allestimenti dei gruppi elettrogeni
110
Emilio Giomo
n
1i
2i
2t pp
Da ciò, si ha:
n
1i
10
L
2o
n
1i
2i2
o
tptot
pi
10log10p
p
log10p
plog10L
Pertanto, per due sorgenti identiche si ha:
10
L
10
L
2o
21
21
2
o
tptot
2p1p
1010log10p
pplog10
p
plog10L
3L2log1010log10102log10L 1p10
L
10
L
ptot
1p1p
In generale per n sorgenti identiche si ha:
nlog10L10nlog10L 1p10
L
ptot
1p
Il procedimento sopradescritto risulta utile per il calcolo dell’emissione sonora di una sorgente
in presenza di un significativo rumore di fondo. Infatti, se Lpc è il livello complessivo e Lpf è il
livello del rumore di fondo, il livello di pressione sonora Lps associato alla sorgente è pari a:
10
L
10
L
2o
2s
2f
2
o
tpc
pspf
1010log10p
pplog10
p
plog10L
10
L
10
L
10
L
10
L
10
L
10
L pfpcpspspfpc
101010101010
10
L
10
L2
o
sps
pfpc
1010log10p
plog10L
Si nota che il contributo del rumore di fondo al livello sonoro complessivo risulta trascurabile
quando la differenza tra il livello sonoro proprio della sorgente e quello del rumore di fondo è
superiore ai 10 dB.
Se la sorgente sonora viene caratterizzata dai livelli di banda d’ottava, si può calcolare il livello
sonoro della sorgente utilizzando la procedura sopra riportata, essendo la pressione efficace
Capitolo 5 – Allestimenti dei gruppi elettrogeni
111
Emilio Giomo
quadratica totale pari alla somma dei quadrati delle pressioni efficaci alle frequenze centrali di
banda. Pertanto si ha:
2o
28000
24000
22000
21000
2500
2250
2125
263
2
o
tptot
p
pppppppplog10
p
plog10L
10
L
10
L
10
L
10
L
10
L
10
L
10
L
10
L
ptot
800040002000100050025012563
1010101010101010log10L
La stessa procedura è applicabile a partire dai livelli di un terzo di banda d’ottava.
Nel calcolo del livello sonoro ponderato A, a partire dai livelli di banda d’ottava, si deve
operare la “correzione” del filtro, prima di determinare il livello complessivo. Per esempio, dati i
livelli di banda d’ottava di Tabella 5.3, il livello del livello sonoro ponderato A è:
)A(dB 3.691010101010101010log10L 10
9.40
10
46
10
2.49
10
53
10
8.53
10
4.53
10
9.68
10
8.46
p
Frequenza del centro d’ottava [Hz] 63 125 250 500 1000 2000 4000 8000
Livello della banda d’ottava [dB] 73 85 62 57 53 48 45 42
Correzione del filtro di ponderazione A [dB] -26.2 -16.1 -8.6 -3.2 0.0 1.2 1.0 -1.1
Livello banda d’ottava ponderato A [dB] 46.8 68.9 53.4 53.8 53 49.2 46 40.9
Tabella 5.3 Esempio di calcolo del livello sonoro ponderato A a partire dei livelli di banda d’ottava
Se il suono è irradiato da una sorgente uniformemente in tutte le direzioni in uno spazio libero,
il livello di pressione sonora Lp e il livello di potenza sonora LW sono legate dall’equazione:
9.10rlog20LL Wp
dove r è la distanza della sorgente dal punto di misura. La relazione si può applicare, con le dovute
approssimazioni, anche per sorgenti ad emissione spaziale non uniforme, se la distanza di misura r è
molto più grande rispetto alla lunghezza d’onda considerata. Pertanto, per una sorgente puntiforme
o sferica o per sorgenti disuniformi in campo lontano, la pressione acustica diminuisce di 6 dB per
ogni raddoppio di distanza.2
Quando una sorgente sonora è appoggiata ad una o più pareti, è vincolata ad irradiare solo in
una porzione di spazio. Questo comporta che la quantità di energia irradiata in una certa direzione è
maggiore rispetto il caso uniforme. Per tener conto di questa di asimmetria spaziale si introduce il
fattore di direttività Q, cioè il rapporto tra l’intensità sonora nella direzione considerata e quella che
avrebbe il campo acustico in quel punto se la sorgente fosse omnidirezionale.
Capitolo 5 – Allestimenti dei gruppi elettrogeni
112
Emilio Giomo
Per sorgenti collocate lungo uno spigolo tra due pareti Q è pari a 4, mentre in un vertice Q è
uguale a 8. La relazione tra livello di pressione sonora e livello di potenza sonora diventa:
Qlog109.10rlog20LL Wp
5.7.1 Interventi acustici
Gli interventi acustici sui gruppi elettrogeni possono essere di varia natura e sono dipendenti dal
tipo di posa della macchina e dai risultati che si vogliono ottenere. Infatti, differente è il caso di
installazione del gruppo elettrogeno all’aperto da quello in locale di ricovero dedicato e, ancora,
diversi sono gli interventi di insonorizzazione per l’ottenimento di rumorosità relativamente ridotte
(< 60 dB(A)) rispetto a quelle cosiddette “normali” (> 65 dB(A)).
Nei sottoparagrafi seguenti si analizzano in modo semplice gli interventi di insonorizzazione
che possono essere adottati sui gruppi elettrogeni, riferendoli ai risultati acustici che possono essere
concretamente raggiunti.
5.7.1.1 Gruppo elettrogeno installato all’aperto
Nel caso di gruppo elettrogeno installato all’aperto si utilizza una cabina di insonorizzazione
abbinata ad un silenziatore per i gas di scarico. Per rumorosità maggiori od uguali a 65 dB(A) a 7
m, le cabine sono direttamente montate sul telaio di base del gruppo elettrogeno, costituendo così
una struttura monolitica. Per rumorosità inferiori, invece, le due strutture, quella del gruppo
elettrogeno e quella della cabina insonorizzata, devono essere meccanicamente separate, poiché le
vibrazioni indotte dalla macchina, e non assorbite dagli antivibranti, si ripercuoterebbero sulla
stessa cabina, inficiando di fatto il risultato acustico.
La cabina è costituita da pannelli in lamiera d’acciaio sagomata e verniciata, rivestita all’interno
con materiale fonoassorbente. Esso è generalmente costituito da un materassino di lana minerale
dello spessore di 60 mm avente una densità di 80÷100 kg/m3. Il materrassino viene mantenuto in
sede da una lamiera microstirata e protetto contro lo spolverio delle fibre con un tessuto in fibra di
vetro.
La cabina è dotata di aperture per la circolazione dell’aria di raffreddamento del tipo a labirinto
o a setti insonorizzanti, integrata da una marmitta silenziatrice installata al suo interno o sul tetto. Il
sistema assicura un efficace comportamento nei confronti dell’assorbimento e dell’isolamento del
rumore.
Per le macchine installate all’aperto, il costruttore deve dichiarare la potenza sonora emessa
quando il gruppo elettrogeno funziona al 75% della sua potenza nominale, oppure il livello di
pressione sonora ad una distanza di 1 m o di 7 m.
Capitolo 5 – Allestimenti dei gruppi elettrogeni
113
Emilio Giomo
Per i gruppi elettrogeni mobili di potenza fino ai 400 kW, la potenza sonora deve rientrare nei
limiti stabiliti dalla direttiva 2000/14/CE (vedi Tabella 5.4).
Potenza GE
[kW]
Massimo livello di potenza sonora
[dB(A)]
P ≤ 2 95 + log P
2 < P ≤ 10 96 + log P
P > 10 95 + log P
Tabella 5.4 Limiti massimi del livello di potenza sonora per gruppi elettrogeni mobili installati all’aperto
Le macchine, inoltre, devono essere dotate di un cartello indelebile in cui è riportato il livello di
potenza sonora emessa nelle condizioni di funzionamento precedentemente precisate.
a.
b. c.
Figura 5.12 Esempi di cabine insonorizzanti:
a. e b. cabina montata sul telaio di base; c. cabina a pavimento separata dal telaio di base
I livelli di pressione sonora in campo aperto ottenibili con l’ausilio di cabine insonorizzate
sono:
fino a 65 dB(A) a 7 metri per cofanature installate sul basamento del gruppo elettrogeno
(Figura 5.12 a. e b.);
Capitolo 5 – Allestimenti dei gruppi elettrogeni
114
Emilio Giomo
fino a 60 dB(A) per cofanature installate a pavimento separate dal telaio di base del gruppo
elettrogeno (Figura 5.12 c.);
fino a 55 dB(A) a 7 metri per cofanature a doppio rivestimento con struttura a pavimento e
con l’utilizzo di antivibranti a molla.
In alcuni casi i gruppi elettrogeni vengono installati in container, struttura che assicura una
maggior insonorizzazione e costituisce di fatto un locale di ricovero. Infatti, nel container è
possibile accedere all’intera macchina, essendo questa appoggiata al pavimento della stessa
struttura. Naturalmente, trattasi di interventi di costo più rilevante, che assicurano, però, una
maggior accessibilità per le operazioni di manutenzione e una maggior resistenza agli agenti
atmosferici.
Figura 5.13 Container 20’ insonorizzato
5.7.1.2 Gruppo elettrogeno installato in locale chiuso
Quando il gruppo elettrogeno viene installato all’interno di un locale si possono utilizzare
diverse metodologie di insonorizzazione, dipendenti dal risultato acustico che si vuole ottenere.
Naturalmente, un forte impatto nel raggiungimento dello scopo è dovuto alla struttura muraria del
locale, poiché da questa dipendono sia il coefficiente di assorbimento, sia il potere fonoisolante.
Per abbattimenti modesti, si possono utilizzare dei silenziatori di ventilazione sulle bocche di
aspirazione e scarico dell’aria di raffreddamento, supponendo che la stessa struttura del locale sia in
grado di ridurre la rumorosità emessa dal gruppo elettrogeno. Questa ipotesi è generalmente vera
per livelli residui di pressione acustica dai 75 ai 65 dB(A) a 7 metri, a seconda della lunghezza dei
silenziatori di ventilazione (vedi Figura 5.14).
Capitolo 5 – Allestimenti dei gruppi elettrogeni
115
Emilio Giomo
Figura 5.14 Gruppo elettrogeno con silenziatori di ventilazione e marmitta silenziatrice
Uno schema di progetto semplificato è il seguente:
dal livello di potenza sonora in banda d’ottava del motore (il contributo dell’alternatore è
trascurabile) si ricava il livello di pressione sonora in banda d’ottava nel locale, assumendo, in
ipotesi esemplificativa, che il campo all’interno dello stesso sia riverberante. Stante le ipotesi
introdotte, il livello di pressione sonora si determina mediante la seguente relazione:
A
4log10LL Wp
dove A è l’area equivalente di assorbimento acustico. Essa si ricava mediante la formula:
iiSA
con i il coefficiente di assorbimento acustico della superficie i-esima di superficie iS .
Si riportano i livelli di pressione sonora in banda d’ottava del campo all’interno del locale sul
grafico di Figura 5.19, dove sono rappresentate le curve di isosensazione per bande d’ottava;
si confronta l’andamento del grafico ottenuto con la curva di riferimento del risultato acustico
che si vuole raggiungere. Essa si determina sottraendo 3 dB al livello di pressione sonora che si
vuole ottenere. Ad esempio per ottenere 88 db(A) a 1 m, che corrispondono a circa 70 dB(A) a 7
m, si sceglie la curva immediatamente inferiore alla differenza (88 – 3), cioè N85.
Il silenziatore di ingresso deve introdurre una attenuazione superiore alla differenza, per ogni
banda d’ottava, tra il livello di pressione acustica nel locale e il livello di pressione acustica
ponderato A della curva di riferimento.
Un esempio di calcolo sulla base dei punti precedenti è riportato nella Figura 5.15.
Capitolo 5 – Allestimenti dei gruppi elettrogeni
116
Emilio Giomo
Frequenza [Hz] 63 125 250 500 1000 2000 4000 8000
Livello di potenza sonora motore
[db(A)]76 100 99 105 105 107 103 100
Coeffciente assorbimento acustico 0,1 0,1 0,05 0,06 0,07 0,09 0,08 0,08
Superficie del locale [m2]
Livello di pressione sonora nel locale
[db(A)]73,45 97,45 99,46 104,67 104,00 104,90 101,42 98,42
Valori limite curva N85 102 95,5 91 87,5 85 82,5 81 79,5
Ponderazione curva A -26,20 -16,10 -8,60 -3,20 0,00 1,20 1,00 -1,10
Livello di pressione sonora curva A
[db(A)]75,80 79,40 82,40 84,30 85,00 83,70 82,00 78,40
Differenza
(curva limite - livello di pressione sonora nel locale)2,35 -18,05 -17,06 -20,37 -19,00 -21,20 -19,42 -20,02
Attenuazione silenziatore di ventilazione
Canale 80 mm / L = 800 mm6 11 19 34 45 45 39 28
Livello di pressione sonora all'esterno
della bocca di aspirazione
[db(A)]
67,45 86,45 80,46 70,67 59,00 59,90 62,42 70,42
Livello di pressione sonora A globale ad 1 m
[dB(A)]
Livello di pressione sonora A globale a 7 m
[dB(A)]
86,58
70,58
72
Figura 5.15 Esempio di calcolo e dimensionamento del silenziatore di ventilazione di ingresso
Figura 5.16 Attenuazione silenziatore di ventilazione [dB] (Fonte: TECNOSON ECO)
Figura 5.17 Esempio di silenziatore di ventilazione (Fonte: TECNOSON ECO)
Capitolo 5 – Allestimenti dei gruppi elettrogeni
117
Emilio Giomo
Il silenziatore di uscita deve avere una lunghezza pari a quella di ingresso, meglio se allungato
di 200 ÷ 400 mm, essendo sottoposto direttamente al rumore prodotto dalla ventola del radiatore.
Le pareti del locale introdurranno un abbattimento del livello di potenza sonora pari al loro
potere fonoisolante; quindi, ad ogni banda d’ottava si ha:
RLL WesternoernointW
dove R è per l’appunto il potere fonoisolante della parete. Per pareti di normale costituzione, gli
abbattimenti introdotti sono in grado di assicurare un livello di pressione sonora fino ai 65 dB(A) a
7 metri, mentre per rumorosità inferiori è necessario ricorrere alla insonorizzazione delle pareti o
dello stesso gruppo elettrogeno.
Nel dimensionamento della marmitta di scarico si procede con la stessa logica di quella per i
silenziatore di ventilazione, a meno del calcolo del livello di pressione sonora nel locale. In pratica
si deve verificare che l’attenuazione introdotta dalla marmitta sia superiore alla differenza tra il
livello di pressione sonora emesso dai gas si scarico e la curva di riferimento del risultato acustico
che si vuole ottenere. Un esempio delle attenuazioni introdotte dalle marmitte è indicato nella
Figura 5.18.
Figura 5.18 Curva di attenuazione sonora della marmitta modello SM30 (Fonte: Stopson Italiana S.p.A.)
Capitolo 5 – Allestimenti dei gruppi elettrogeni
118
Emilio Giomo
Figura 5.19 Curve di isosensazione per banda di rumore
Per livelli di pressione sonora relativamente ridotti (< 65 dB(A) a 7 metri) si possono adottare i
seguenti interventi:
a. rivestimento delle pareti del locale con pannelli insonorizzanti, in modo da aumentare
l’assorbimento e l’isolamento acustico;
b. dotare il gruppo elettrogeno di cabina insonorizzata;
Capitolo 5 – Allestimenti dei gruppi elettrogeni
119
Emilio Giomo
c. adottare simultaneamente gli interventi precedenti.
L’intervento del punto a. può essere eseguito come indicato nella Figura 5.20. Il pannello
sandwich è realizzato in lamiera scatolata preverniciata, liscia dal lato esterno (verso la parete) e
forata dal lato interno (verso il gruppo elettrogeno), imbottita con un materassino in lana minerale
ad alta densità (100 kg/m3) e protetto con tessuto in fibra di vetro per impedirne la polluzione. Il
pannello è appoggiato su appositi profili mediante guarnizioni in gomma, che hanno la funzione di
evitare la trasmissione delle vibrazioni tra parete e lo stesso pannello.
Per aumentare l’efficacia del sistema, il pannello deve essere fissato ad una distanza dalla
parete pari alla quarta parte della lunghezza d’onda della banda d’ottava dominante, cioè:
m f4
cd
dove c è la velocità del suono ed f è la frequenza della banda considerata.
Figura 5.20 Esempio di insonorizzazione delle pareti del locale del gruppo elettrogeno
L’intervento di cui al punto b. sfrutta la cabina insonorizzata per diminuire il livello di potenza
sonora all’interno del locale (vedi Figura 5.21). L’isolamento sonoro introdotto delle pareti concorre
all’abbattimento supplementare del livello di pressione sonora, così da fornire un risultato
sensibilmente inferiore rispetto a quello del gruppo elettrogeno a giorno.
Per ottenere risultati acustici ancora più contenuti, si può utilizzare l’unione degli interventi a. e
b., dove si sfrutta la combinazione del fonoisolamento e fonoassorbimento della cabina e delle
pareti del locale.
Capitolo 5 – Allestimenti dei gruppi elettrogeni
120
Emilio Giomo
Indipendentemente dal tipo di intervento adottato, è necessario dotare il gruppo elettrogeno di
silenziatori di ventilazione e marmitta silenziatrice adatti allo scopo, dimensionati secondo i criteri
precedentemente illustrati. Nel raggiungimento di rumorosità molto basse (< 60 dB(A) a 7 m) non è
escluso l’utilizzo di una combinazione di silenziatori di ventilazione e di marmitte silenziatrici,
ambedue accordati alle bande d’ottava più energivore.
Figura 5.21 Gruppo elettrogeno con cabina insonorizzante installato in locale dedicato privo di insonorizzazione
Figura 5.22 Gruppo elettrogeno con cabina insonorizzante installato in locale insonorizzato
e completo di silenziatori di ventilazione
Note
1: E’ consigliabile mantenere la temperatura del vano del gruppo elettrogeno al di sotto dei 40° C,
anche se potenzialmente il motore può funzionare ad una temperatura maggiore (anche fino ai
Capitolo 5 – Allestimenti dei gruppi elettrogeni
121
Emilio Giomo
45° C e comunque in funzione delle caratteristiche del motore primo - vedi Capitolo 3 paragrafo
3.2.2). Infatti, bisogna tener presente che le apparecchiature elettriche, come l’alternatore, il
quadro di comando e controllo, il regolatore di tensione, il regolatore di giri e i cavi di
collegamento, sono dimensionati per funzionare ad una temperatura di 40° C. Se questo non è
possibile, bisogna procedere al loro eventuale declassamento o ridimensionamento alla
temperatura di regime.
2: Siano Lp1 e Lp2 i livelli di pressione acustica rilevati rispettivamente alle distanze r1 e r2. La
differenza tra i due livelli di pressione sonora è:
1
2122W1W2p1p
r
rlog20rlog20rlog209.10rlog20L9.10rlog20LLL
Se in particolare 12 r2r si ha:
dB 62log20LL 2p1p
122
Emilio Giomo