Quelli che mi conoscono avranno (probabilmente) alzato gli occhi al cielo già leggendo il titolo. E questo perché ormai, involontariamente, mi sono fatto la reputazione di ricorrere a metafore eccentriche per sottolineare le stranezze e le incongruità del mondo delle Pompe Centrifughe.
Per chiarire, il Rasoio di Occam è un principio metodologico basato su una metafora e io lo tiro in ballo piuttosto spesso quando lavoro a problemi di ingegneria coi colleghi e i clienti. Per quelli di Voi che non conoscono questo principio, eccone una sintesi:
Il Rasoio di Occam afferma che, tra ipotesi alternative, si dovrebbe scegliere quella col minor numero di assunti - o, in altre parole, la spiegazione più semplice ha le maggiori probabilità di essere quella giusta...
Non avete ancora acquisito familiarità con questo concetto? Ecco un semplice esempio esplicativo.
Un Lunedì mattina presto arrivate, fresco e pronto a lavorare, nella stanzetta del vostro ufficio, ma trovate uno strano e sgradevole odore nell'ambiente. Avete due spiegazioni possibili.
Il sandwich di sardine e aringa affumicata che la vostra sposa vi ha dato Venerdì per il lunch e che voi avete buttato nel cestino (a voi non piace il pesce) ha raggiunto un avanzato stato di decomposizione.
Un wombat* scoreggiante di nome Pete (*marsupiale australiano erbivoro) si è piazzato nell'ufficio accanto al vostro.
Quale delle due spiegazioni è la più probabile?
Se voi rispondeste 1, avreste dato la risposta giusta poiché in questa spiegazione la maggior parte delle circostanze sono a voi note. Il solo assunto occorrente è che gli addetti alle pulizie non abbiano svuotato il cestino Venerdì sera. La spiegazione 2 richiede invece molti più assunti per essere valida.
A questo punto vi starete già chiedendo quando infine scriverò qualcosa in merito alle pompe - pertanto mi accingo a farlo. Partiamo dal problema che mi è capitato settimana scorsa.
GRANDE POMPA CON PRESTAZIONI INADEGUATE
Durante il collaudo, una grande pompa per fanghi erogava una prevalenza estremamente bassa, molto inferiore a quella dovuta e non riusciva a raggiungere la portata di targa. I dati rilevati erano:
Diametro originale della girante 660 mm (26"), ridotto a 533 mm (21"); velocità di rotazione 880 RPM.
Standard di collaudo HI 14.6 2016 grado 2B (tolleranze ammesse: portata +/- 8%; prevalenza totale +/- 5%).
Prevalenza rilevata a bocca chiusa: circa 9,8 m (32'), contro i 34,4 m (126') attesi.
Osservando la pompa si notava che il funzionamento era molto tranquillo e l'albero sembrava ruotare più lentamente di quanto ci si sarebbe aspettato.
Ho quindi chiesto di eseguire i seguenti controlli:
La velocità di rotazione - Controllata sull'albero all'altezza della tenuta meccanica usando uno stroboscopio. Il tecnico confermava che la velocità era la stessa visualizzata sul tachimetro collegato all'albero.
Il senso di rotazione - Era corretto.
Le letture del flussimetro - Confrontate con quelle di un secondo flussimetro senza rilevare differenze. Veniva controllato anche il percorso della tubazione di collaudo per assicurarsi che il liquido non avesse possibilità di bypassare il flussimetro.
I trasduttori di pressione all'aspirazione e alla mandata venivano controllati incrociando i dati con quelli di un manometro Bourdon e risultavano a posto.
E' stata controllata e confermata la disaerazione completa della pompa e del circuito di collaudo. Confermato anche un ampio NPSH disponibile alla bocca di aspirazione della pompa.
Rilevati nuovamente i dati di portata e prevalenza, il mio collega collaudatore li ha riportati su un diagramma e ha visto che la prevalenza era 1/4 e la portata 1/2 dei rispettivi dati di targa. Il diagramma è esposto di seguito.
A questo punto le possibili spiegazioni erano:
La girante ha una conformazione del profilo idraulico anomala, tale da provocare un drastico crollo della prevalenza quando il diametro viene ridotto. Non avevamo dati di test effettuati con giranti da 21" (533 mm), ma c'erano stati collaudi precedenti di altre grandezze di pompe con giranti il cui diametro era stato ridotto anche in misura maggiore. I parametri della nostra girante erano stati ricontrollati e la sola ulteriore verifica possibile sarebbe stato un complesso e assai impegnativo computo fluidodinamico dell'intero stadio della pompa.
Il circuito di collaudo ha una qualche impensata anomalia che impedisce la corretta prova della pompa e che provoca sia il calo della prevalenza a 1/4 che quello della portata a 1/2. Era la prima volta che questo modello di pompa (o comunque una pompa per fanghi) veniva collaudato su questo banco di prova e c'era il sospetto che questa potesse essere la spiegazione del problema.
La pompa funziona troppo lentamente, alla metà della sua velocità nominale - naturalmente nonostante la velocità fosse stata appena verificata con due strumenti indipendenti.
Dunque a questo punto, stimato lettore, quale di queste tre ipotesi sceglieresti?
IL METODO OCCAM
Bene, seguendo il principio di Occam, ovviamente va scelta l'ipotesi 3.
Quindi ho chiesto che la velocità di rotazione dell'albero fosse nuovamente controllata. Questa volta ho preso io il posto del collaudatore e ho applicato con le mie mani il nastro riflettente sull'albero. Guarda guarda, la lettura della velocità risultava la metà di quella precedentemente riportata. Ulteriori indagini rivelavano che sull'albero motore c'erano due (2) striscette di nastro riflettente, applicate a 180° l'una dall'altra, il che faceva rilevare al tachimetro ottico una velocità doppia di quella reale. Sembra probabile che il collaudatore, durante la preparazione del test, non avesse notato la presenza sull'albero di una prima striscia di nastro e ne avesse applicata una seconda.
Qualcuno di voi potrebbe obiettare: "E la prima lettura eseguita con lo stroboscopio, perché non ha rilevato la velocità corretta?" Beh, è saltato fuori che il collaudatore aveva puntato la luce stroboscopica su un colletto sezionato prossimo alla tenuta meccanica. Questo colletto, composto ovviamente di due (2) semianelli, falsava anch'esso la lettura della velocità.
Morali della storia? Per me sono 3.
Perfino nel 2017, in un mondo pervaso dalla rete, con più potenza di calcolo a disposizione di quanta possiamo averne mai immaginata e con sensori elettronici per ogni cosa, Frate Occam ha ancora qualcosa di rilevante da dire.
Gli strumenti sono utili (o inutili) solo in quanto bene (o male) impostati e utilizzati.
Anche dopo 30 anni di lavoro con le pompe centrifughe (che hanno prodotto il curriculum vitae più noioso del mondo), c'è sempre qualcosa di nuovo da imparare.
Naturalmente sono sicuro che qualcuno dei miei lettori trarrà conclusioni diverse dalle mie. Se per voi è così, fatemelo sapere.
Come sempre e fino alla prossima, Beatus Centrifuga.
Autore: Simon Bradshaw; Direttore Idraulica, collaudi e nuove tecnologie presso ITT Gould Pumps. Fonte: Pump Professional.
