L’energia idroelettrica è l’energia del futuro. In un mondo che punta ormai sempre più sul green e sulle fonti rinnovabili, l’utilizzo di turbine idroelettriche e soluzioni simili garantisce un tasso di spesa assolutamente minimo, dato che le precipitazioni sono pressoché gratuite. Basti pensare che circa il 50% dell’energia pulita prodotta a livello mondiale arriva da impianti idroelettrici e che tra i più grandi impianti a livello mondiale i primi cinque vengono alimentati dalla forza dell’acqua.
Principalmente la potenza dell’acqua viene convertita in energia cinetica mediante varie tipologie di turbine idroelettriche. Tra le principali annoveriamo le turbine Pelton, le turbine Francis e le turbine Kaplan.
Turbine Pelton
Le turbine Pelton sono state inventate alla fine dell’800 da un carpentiere dell’Ohio, Lester Allan Pelton. Sono ancora oggi le turbine idroelettriche che garantiscono il rendimento più alto e vengono utilizzate soprattutto in alta quota nei pressi di bacini alpini. L’acqua viene condotta a valle da lunghe tubature fino a giungere in appositi ugelli che la convogliano sulle pale della turbina Pelton aventi forma di due cucchiai appaiati.
Turbine Francis
Le Francis sono turbine idrauliche a reazione utilizzate dalla prima metà del 1800. Questa tipologia di impianto è tra i più utilizzati vista la grande versatilità in termine di posizionamento rispetto ai bacini idrici. Le turbine Francis sono dette turbine a flusso centripeto dato che l’acqua raggiunge il rotore attraversando un condotto a chiocciola e lambendolo lateralmente. Il flusso viene poi indirizzato sulle pale dello stesso mediante un distributore.
Turbine Kaplan
Le turbine Kaplan sono le più recenti, inventate da Viktor Kaplan agli inizi del 900. Si tratta di turbine idroelettriche a reazione che possono operare su dislivelli relativamente piccoli, nell’ordine di pochi metri, in presenza di grandi portate di acqua. Costruttivamente sono eliche con pale orientabili.
Tutte le tipologie di turbine idroelettriche a hanno un singolo denominatore comune per quanto riguarda le criticità che si possono riscontrare: l’erosione da cavitazione e l’usura dovuta a micro particelle di varia natura presenti all’interno del fluido acquoso. Le parti più soggette a questi fenomeni sono proprio le pale di qualsivoglia rotore. Solitamente le pale Kaplan sono le più soggette alla cavitazione mentre i cucchiai delle turbine Pelton subiscono maggiormente l’usura da particelle specie se si è in presenza di bacini idrici ricchi di sedimenti.
Rivestimenti per turbine idroelettriche
Metalvar new si è specializzata nella realizzazione di rivestimenti dedicati proprio alla prevenzione deifenomeni sopracitati. Ad oggi moltissimi produttori di turbine idroelettriche hanno inserito i processi di flammizzazzione sui propri particolari. I coating thermal spray permettono di allungare la vita dei componenti meccanici limitando al minimo gli interventi manutentivi delle giranti con conseguente risparmio sui costi di fermata. Altro fattore da non sottovalutare è la costanza di rendimento, una girante trattata, non usurandosi, mantiene un efficienza lineare per molto tempo.
Il riporto più utilizzato sulle parti della turbina idroelettrica a contatto con l’acqua è il carburo di tungsteno eseguito con tecnologia HVOF. Tra i particolari soggetti a rivestimento annoveriamo:
- Cucchiai girante Pelton
- Spine e bocchelli
- Pale ingresso e uscita acqua girante Francis
- Pale di regolazione portata acqua
- Eliche girante Kaplan
Oltre ai riporti contro l’usura da erosione e cavitazione delle turbine idroelettriche, Metalvar new realizza svariati altri trattamenti per il settore Hydropower:
- Cuscini in metallo bianco MB90
- Riporti ceramici in ossido di cromo su boccole di scorrimento
- Riporti ceramici in ossido di alluminio / titanio su tenute meccaniche
- Ripristini dimensionali mediante metallizzazione
- Zincatura e alluminatura su paratie