Nelle strutture architettoniche di pregio, l’installazione di impianti di pompaggio idraulico richiede una progettazione tecnica di estrema precisione, soprattutto per ridurre vibrazioni e rumore senza compromettere l’integrità strutturale e l’estetica storica. Il posizionamento verticale degli impianti emergono come fattore critico: una scelta errata amplifica le frequenze meccaniche (10–100 Hz tipiche delle pompe centrifughe), generando trasmissioni strutturali che si traducono in rumore percepibile e degrado del comfort acustico. Questo approfondimento esplora, con metodo tecnico e dettagli operativi, come identificare e implementare il piano ideale di installazione, evitando errori frequenti e integrando soluzioni innovative compatibili con vincoli monumentali.
Fondamenti del posizionamento verticale in edifici storici
*Insight chiave:* La massa termica ridotta tipica degli edifici storici comporta minore smorzamento, rendendo cruciale la localizzazione dell’impianto lontano da zone di massima flessibilità.
| Frequenza (Hz) | Fonte | Impatto acustico |
|---|---|---|
| 15–30 | Pompe centrifughe | Vibrazioni torsionali, rumore strutturale a bassa frequenza |
| 30–60 | Motori elettrici integrati | Vibrazioni meccaniche ad alta frequenza, risonanza locale |
| 70–100 | Sistemi di distribuzione | Rumore impulsivo, impatto su comfort acustico |
*Tavola 1: frequenze critiche delle pompe e impatto acustico relativo*
Analisi tecnica del posizionamento verticale ottimale
*Dettaglio tecnico:* Analisi modale rivela 3 modi dominanti (1° torsionale, 2° flessionale, 3° risonanza locale), con modi di vibrazione amplificati in zone di solai sottili.
_L’individuazione precisa del piano rigido è fondamentale: zone di massima deformazione corrispondono spesso a giunti strutturali o interruzioni di massa, dove vibrazioni si accumulano e propagano._
c) Il percorso vibrazionale, tracciato da macchina a supporto, evidenzia perdite energetiche minime tra 2 e 3 supporti intermedi, ma perdite significative nei punti di fissaggio rigidi o in giunti non smorzati. L’analisi delle connessioni rivela che il 60% delle vibrazioni si trasmette per via diretta quando i supporti non presentano smorzamento.
Utilizzo di accelerometri a contatto e geofoni installati in punti critici (passaggi, solai centrali) per mappare la risposta dinamica. Dati raccolti vengono analizzati in tempo reale tramite FFT per identificare picchi di frequenza.
*Procedura:*
-
1. Montaggio sensori su travi portanti e pilastri chiave.
2. Registrazione vibrazioni durante funzionamento normale della pompa.
3. Filtro FFT per isolare frequenze critiche (10–100 Hz).
4. Confronto con curve di risonanza note per identificare punti di amplificazione.
- Frequenza dominante misurata: 68 Hz
- Picco di vibrazione: 72 Hz con ampiezza 1.8 m/s²
- Zone di massima risposta: giunto tra solai lastricati e pilastri in muratura non armata
I dati sperimentali vengono integrati in un modello FEM aggiornato, simulando l’effetto di diversi supporti elasticativi (gomma vulcanizzata, elastomeri termoplastici). La simulazione permette di prevedere la risposta vibrazionale con tolleranze inferiori al 5% rispetto ai test reali, ottimizzando la scelta strutturale prima dell’installazione.
| Tipo supporto | Modulo di elasticità (GPa) | Smorzamento (η) | Vantaggi |
|---|---|---|---|
| Gomma vulcanizzata | 3–5 | 0.05–0.15 | Riduzione vibrazioni 65–75%, installazione rapida |
| Elastomero magnetoreologico | 8–12 | 0.2–0.3 | Controllo dinamico, adattabilità a carichi variabili |
| Base flottante modulare in legno-laminato | 4–6 | 0.08–0.12 | Riutilizzabile, recupero energetico limitato |
*Tabella 1: confronto tra tipologie di supporti vibrazionali*
La scelta finale si basa su analisi