Antivibranti per climatizzatori

Perché i climatizzatori generano vibrazioni: la fisica dello smorzamento in gomma-metallo

Le unità di condizionamento, sia in ambito civile sia nei complessi contesti industriali, integrano componenti rotativi e alternativi come compressori e ventilatori. Il funzionamento continuo di questi organi meccanici genera forze alterne d’inerzia che si traducono in eccitazioni dinamiche a frequenze specifiche. Se non adeguatamente isolate, queste sollecitazioni si propagano alle strutture portanti sotto forma di onde elastiche, trasformandosi in rumore strutturale (misurato in decibel, dB) e accelerando il degrado per fatica dei componenti interni del macchinario.

La fisica dell’isolamento vibrazionale si fonda sulla corretta gestione del rapporto tra la frequenza di eccitazione dipendente dal regime di rotazione in giri al minuto dell’unità e la frequenza propria del sistema di isolamento elastico. Interponendo un supporto antivibrante in gomma-metallo tra la sorgente e la struttura portante, si ottiene un disaccoppiamento elastico: l’energia cinetica viene in gran parte accumulata dall’elastomero e dissipata sotto forma di calore grazie all’isteresi interna della mescola, un fenomeno noto come smorzamento.

Tipologie di supporti antivibranti per condizionatori: cilindrici a campana SUCON e tappetini antivibranti

Il tipo di supporto influisce sulla sua rigidezza nei diversi piani cartesiani, determinando la risposta elastica alle sollecitazioni assiali e radiali. Nei sistemi HVAC (Heating, Ventilation, and Air Conditioning – Riscaldamento, Ventilazione e Condizionamento dell’aria), le tipologie costruttive variano in base al peso del macchinario e al tipo di carico statico e dinamico applicato.

Gli antivibranti cilindrici rappresentano una soluzione standard ed efficiente per l’ancoraggio di macchinari con carichi leggeri e medi. Consentono installazioni rapide e possono lavorare sia a compressione sia a taglio. I supporti elastici cilindrici, comunemente indicati come gommini antivibranti per condizionatori, offrono un eccellente compromesso tra flessibilità d’impiego e smorzamento delle frequenze medio-alte, trovando applicazione tipica su staffe a parete o piccoli basamenti metallici.

Per applicazioni esterne esposte a carichi gravosi e ad agenti ambientali corrosivi, si impiegano gli antivibranti a campana SUCON. Questi supporti sono dotati di una calotta metallica superiore che protegge l’elastomero dal contatto diretto con acqua, oli e radiazioni ultraviolette (UV), offrendo inoltre un’elevata stabilità laterale contro le spinte del vento. I tappetini antivibranti e i supporti a basamento sono invece ideali per la distribuzione uniforme dei carichi su superfici piane continue, impedendo la concentrazione delle tensioni sui solai.

Criteri di dimensionamento tecnico: calcolo del carico statico, frequenza propria e durezza Shore

La corretta selezione di un supporto antivibrante richiede lo studio analitico dei parametri fisici dell’applicazione per evitare fenomeni di risonanza o di sotto-dimensionamento. Il primo elemento da considerare è il carico statico agente su ciascun punto di appoggio. Poiché il baricentro di un climatizzatore è solitamente asimmetrico a causa del peso concentrato sul lato del compressore, la ripartizione del carico non è uniforme: è necessario calcolare le reazioni vincolari nei singoli punti per selezionare supporti con portata idonea.

La rigidezza della mescola elastomerica viene misurata in gradi Shore  (Sh). Una durezza Shore bassa (ad esempio 45 Sh) definisce una mescola morbida, idonea per carichi contenuti poiché garantisce una deflessione statica (schiacciamento sotto carico) sufficiente ad abbassare la frequenza propria del sistema. Per carichi elevati è necessaria una durezza superiore (ad esempio 70 Sh) per scongiurare il superamento del limite elastico e prevenire deformazioni plastiche permanenti.

Grandi impianti HVAC e chillers industriali: l’efficacia della linea SURMAC

I grandi impianti di condizionamento industriali, come i chiller di processo, le torri evaporative e i grandi gruppi frigoriferi, sono caratterizzati da masse imponenti e forze dinamiche multidirezionali ad elevata energia. In queste applicazioni, i normali supporti per uso residenziale risultano strutturalmente inadeguati. È indispensabile adottare supporti antivibranti ad alte prestazioni progettati per grandi carichi.

La linea SURMAC di DAB sono progettati per impieghi gravosi in ambito HVAC industriale. Caratterizzati da piastre metalliche flangiate che consentono l’ancoraggio rigido sia al telaio del macchinario sia alla platea di fondazione, offrono una straordinaria resistenza alle forze di taglio e di torsione generate durante le transitorie fasi di avviamento e arresto dei compressori industriali. L’elastomero vulcanizzato all’interno delle flange è formulato per sopportare carichi statici e dinamici elevati senza subire fenomeni di creep (deformazione plastica nel tempo), mantenendo inalterata la frequenza propria di progetto dell’isolatore per l’intero ciclo di vita utile del sistema.

Resistenza agli agenti atmosferici e durabilità dei materiali: gomma naturale vs silicone e acciaio INOX

Le unità esterne dei climatizzatori operano all’aperto esposte ad agenti atmosferici severi, variazioni di temperatura repentine, umidità e radiazione solare. Nelle applicazioni costiere o industriali, l’esposizione è aggravata da nebbie saline e agenti chimici corrosivi. La durabilità di un supporto antivibrante in gomma-metallo è strettamente legata alla selezione chimica degli elastomeri e dei trattamenti superficiali delle parti metalliche.

La gomma naturale (NR – Natural Rubber) garantisce prestazioni meccaniche superiori in termini di elasticità e smorzamento dinamico, ma richiede formulazioni con additivi specifici per resistere all’invecchiamento da ozono e UV. In presenza di temperature d’esercizio estreme o requisiti chimici stringenti, si utilizzano mescole alternative in silicone o neoprene, accoppiate ad armature metalliche realizzate in acciaio INOX (acciaio inossidabile). Questa combinazione impedisce il degrado del legame adesivo gomma-metallo e blocca i fenomeni di corrosione galvanica, garantendo un isolamento costante ed efficiente nel tempo. DAB Antivibranti, forte di oltre 40 anni di esperienza sul mercato, sviluppa mescole in gomma-metallo standard e su misura per soddisfare i più rigorosi requisiti di resistenza ambientale e affidabilità applicativa.