SGM: mai sottovalutare le vibrazioni!

SGM presenta una interessante guida su test e gestione della vibrazione del LED.
Può essere difficile trovare apparecchi di illuminazione adatti a condizioni in cui sono presenti forti vibrazioni. L’introduzione delle sorgenti LED ha reso la situazione un po’ più semplice, poiché avere componenti allo stato solido montati su un substrato è molto diverso dall’avere filamenti di tungsteno o sorgenti a scarica nel vuoto. Ma il problema rimane, poiché gli apparecchi di illuminazione diventano sempre più complessi e richiedono un maggior numero di componenti.

È ovvio che gli apparecchi di illuminazione devono essere in grado di gestire le vibrazioni dovute al trasporto, ma anche molte installazioni permanenti sono soggette ad almeno una forma di risonanza o vibrazione. La comprensione della forza vibratoria che può verificarsi, soprattutto per le apparecchiature montate in aree difficili da raggiungere, è fondamentale per giudicare l’idoneità del prodotto e quindi la sua durata. Le analisi delle vibrazioni vengono effettuate di routine nelle nuove costruzioni o nelle ristrutturazioni strutturali, soprattutto nelle applicazioni in prossimità delle strade. Le strutture sospese come i ponti e le aree vicine ai motori e ad altre apparecchiature MEP/HVAC richiedono un’attenzione ancora maggiore.

Quando non è possibile effettuare un’analisi completa, è possibile noleggiare appositi strumenti di analisi delle vibrazioni/registratori di dati portatili che possono aiutare a definire le forze. Ma cosa succede se non è disponibile alcuna forma di analisi delle vibrazioni? I diversi tipi di vibrazioni possono essere difficili da prevedere in alcuni scenari senza un’analisi, quindi, l’effetto cumulativo della risonanza e delle vibrazioni può essere difficile da valutare.

Le regole empiriche e le buone pratiche sono quindi fondamentali:

• Collocare l’illuminazione a una certa distanza dai motori e dalle carreggiate.
• Aggiungere una massa maggiore ai supporti di montaggio per smorzare le forze di accelerazione.
• Montare i motori e i sistemi MEP/HVAC su supporti per motori.
• Proteggere gli apparecchi di illuminazione dai venti forti.

Per quanto riguarda le classificazioni dei prodotti, esistono numerose varianti di test tra cui scegliere per soddisfare una determinata applicazione. Alcuni sono specifici per ogni paese, altri sono destinati ai test di difesa e ci sono molti altri standard di prova delle vibrazioni specifici per il settore. L’uso improprio degli standard sono comuni, quindi qual è il modo migliore per capire se un prodotto è adatto a gestire le vibrazioni? Per quanto riguarda l’illuminazione, in genere si utilizzano due standard per giudicare l’idoneità:

• IEC 60068-2-6:2008 Vibrazioni sinusoidali.
• ANSI C136.31-2018 Capacità minima di resistenza alle vibrazioni e metodi di prova delle vibrazioni per apparecchi di illuminazione stradale e per aree.

Le prove IEC 60068-2-6 sottopongono un campione a vibrazioni sinusoidali in una determinata gamma di frequenze per un determinato periodo. La norma IEC 60068-2-6 richiede inoltre che l’apparecchio di illuminazione sia funzionante durante le prove. Durante le prove, i dati di risposta alle vibrazioni devono essere monitorati ed esaminati per determinare le frequenze critiche. Le due procedure principali sono costituite da risultati di frequenze sia variabili che fisse. Le frequenze, l’intensità e il comportamento dell’apparecchio devono essere indicati nel rapporto di prova. Anche in questo caso, però, il test viene eseguito solo con vibrazioni sinusoidali. La vibrazione sinusoidale non è molto comune in natura, ma fornisce un eccellente strumento ingegneristico che ci permette di comprendere le vibrazioni complesse scomponendole in semplici vibrazioni monotone.

Il test ANSI C136.31 è stato concepito principalmente per l’illuminazione di strade e aree. Lo standard ANSI contiene l’ormai comune classificazione di accelerazione del test 3G. Se l’apparecchio di illuminazione deve essere collocato su un ponte o un cavalcavia, il sistema di illuminazione deve essere testato a 3,0 G. Tutte le altre applicazioni dei sistemi di illuminazione devono essere testate a 1,5 G. Con la norma ANSI C136.31, l’apparecchio di illuminazione viene fissato nella sua posizione di installazione più gravosa ma normale a un generatore di vibrazioni o a un agitatore. Vengono somministrate prove sempre più severe. Dopo la prova, l’apparecchio non deve presentare parti allentate che possano compromettere la sicurezza e deve essere pienamente operativo. È importante notare che la classificazione 3G di un apparecchio di illuminazione significa che è in grado di resistere alle vibrazioni della frequenza di risonanza fondamentale per 100.000 cicli in ogni piano (x, y, z). Questo dato è inteso come scenario peggiore, in quanto si tiene conto della risonanza naturale del prodotto. Ciò significa che, ad altre frequenze meno severe, un determinato prodotto potrebbe avere prestazioni migliori e sopportare più del 3G della forza vibratoria accelerativa.

SGM dispone di opzioni per gestire le vibrazioni. La maggior parte dei corpi illuminanti SGM è in grado di sopportare una quantità significativa di vibrazioni come parte del progetto di base. Tuttavia, quando si prevedono vibrazioni più elevate, invece di creare una linea separata di apparecchi pesanti e rinforzati, molti degli apparecchi SGM più recenti sono progettati per essere dotati di rinforzi che possono essere aggiunti per raggiungere le classificazioni 3G. Di solito si tratta di rinforzi metallici applicati alle aree vulnerabili, come giunti, angoli e connessioni tra i gruppi principali. In alcuni casi, superano i parametri del test ANSI, poiché le vibrazioni variabili causate da applicazioni come le montagne russe e le navi da crociera introducono spesso più tipi di risonanza e vibrazioni contemporaneamente.

Quando è possibile, è sempre opportuno informarsi sulle condizioni di vibrazione di un’applicazione. Se si considerano installazioni che devono durare ben oltre i 5 anni, questo può essere un passo cruciale nella scelta del prodotto.

Info: sgmlight.it