MCA Strumentazione Industriale – Guide tecniche · Livello
Guida tecnica completa con 8 criteri di selezione ordinati per priorità, formule pratiche, errori comuni da evitare e checklist finale. Multi-vendor, neutrale e applicabile a qualsiasi marca di galleggianti reed.
Scegliere un galleggiante magnetico sembra semplice ma è una delle selezioni di strumentazione dove gli errori sono più frequenti. Nella nostra esperienza, oltre la metà delle non conformità in campo dipende da decisioni prese senza verificare due fattori critici: la densità del liquido e la compatibilità chimica del materiale con il prodotto di processo. Gli altri sei criteri (montaggio, numero di reed, capacità di commutazione, range di esercizio, lunghezza asta, vincoli speciali) determinano poi il modello specifico.
Questa guida è strutturata come procedura sequenziale: verifica un criterio alla volta, in ordine, e arrivi al modello giusto senza tornare indietro. In fondo trovi una checklist scaricabile e i 6 errori più comuni da evitare.
Il galleggiante deve essere meno denso del liquido: se non galleggia, il sensore semplicemente non funziona. È il principio fisico più banale e anche l'errore più frequente in fase di selezione.
Ogni modello dichiara una densità minima del liquido sotto la quale il galleggiante affonda. Per i modelli industriali standard la soglia è 0,7-0,8 g/cm³ (compatibile con acqua, oli minerali, glicoli, soluzioni acquose). Per liquidi più leggeri come benzine (0,72-0,77), kerosene (0,80), solventi organici, alcol etilico denaturato o oli vegetali leggeri esistono galleggianti dedicati a bassa densità con soglie 0,4-0,6 g/cm³.
Il margine del 10% serve a coprire variazioni di densità con la temperatura. Esempio: olio idraulico ISO 46 a 20 °C ha densità 0,88 g/cm³, ma a 80 °C scende a circa 0,84. Un galleggiante con densità minima 0,8 lavora al limite — meglio sceglierne uno con 0,7.
Liquidi tipici e densità di riferimento:
| Liquido | Densità tipica (g/cm³) | Galleggiante consigliato |
|---|---|---|
| Acqua | 1,0 | Standard 0,7-0,8 |
| Oli minerali idraulici | 0,86-0,90 | Standard 0,7-0,8 |
| Gasolio | 0,82-0,86 | Standard 0,7-0,8 |
| Glicole etilenico | 1,11 | Standard, qualsiasi |
| Kerosene / Jet fuel | 0,80 | Standard 0,7 |
| Benzina | 0,72-0,77 | Bassa densità 0,6 |
| Etanolo / alcol | 0,79 | Bassa densità 0,6-0,7 |
| Solventi (acetone, toluene) | 0,79-0,87 | Bassa densità 0,6-0,7 |
| Latte, succhi, soluzioni alimentari | 1,02-1,12 | Standard, qualsiasi |
Per i liquidi con densità che varia molto con la temperatura (oli sintetici a base estere, soluzioni con additivi) chiedi sempre al fornitore la curva densità-temperatura nel range di esercizio. Per le miscele bifase (acqua + olio, condense) il galleggiante segue la fase più densa: se il livello "vero" è quello dell'interfaccia, serve un galleggiante a doppia densità.
Il corpo del galleggiante, il tubo guida e la connessione al processo devono resistere chimicamente al liquido nelle condizioni di esercizio (temperatura, concentrazione, presenza di additivi). Sotto stress chimico continuo il materiale sbagliato si degrada in pochi mesi: corrosione, infragilimento, swelling, formazione di crepe.
| Materiale | Adatto per | Non adatto per | Range T tipico |
|---|---|---|---|
| AISI 316 (1.4401) | Standard industriale: oli, gasolio, idrocarburi, acidi diluiti, soluzioni saline diluite | HCl concentrato, acido fluoridrico, cloruri concentrati caldi | -40 ÷ +125 °C |
| AISI 316L (1.4404) | Food, pharma, biotech, applicazioni CIP/SIP, ambienti saldati | Come 316 ma migliore resistenza in zone saldate | -40 ÷ +180 °C (versioni alta T) |
| AISI 316Ti / 1.4571 | ATEX, applicazioni con cicli termici, alta temperatura | Acidi molto aggressivi | -40 ÷ +180 °C |
| Ottone | Acque pulite, cisterne civili, applicazioni bassa pressione | Acque aggressive, ammoniaca, salinità elevata, food | -30 ÷ +60 °C |
| PP (polipropilene) | Acidi e basi diluiti, soluzioni saline, acque industriali | Solventi clorurati, HNO3 concentrato, idrocarburi aromatici | -20 ÷ +80 °C |
| PVDF (Kynar) | Acidi concentrati, ipoclorito, processi galvanici aggressivi | Ammine forti, basi fortemente concentrate | -30 ÷ +130 °C |
| Nylon 6.6 | Oli idraulici minerali, centraline oleodinamiche, oli motore | Acidi, basi, solventi clorurati, acqua bollente | -30 ÷ +80 °C |
| PVC | Acqua, soluzioni acquose neutre, applicazioni civili | Solventi, oli, alta temperatura | -20 ÷ +60 °C |
Cosa fare in caso di dubbio: consulta le tabelle di compatibilità chimica dei produttori di materiali (Cole-Parmer, IPS, Solvay Specialty Polymers). Per applicazioni critiche richiedi al fornitore una dichiarazione di compatibilità specifica per il tuo liquido nelle condizioni reali di esercizio. Per il food e pharma servono anche le certificazioni di conformità: Reg. UE 1935/2004, FDA CFR 21, USP Class VI.
Il tipo di montaggio dipende dalla geometria del serbatoio, dall'accesso disponibile e dal numero di punti di intervento richiesti. Quattro configurazioni standard:
Il galleggiante è infilato dall'alto del serbatoio con asta che scende verticalmente nel liquido. È la configurazione più diffusa: permette di gestire più punti livello sulla stessa asta con reed a quote diverse.
Asta che entra dal fondo del serbatoio, galleggiante che scorre verso l'alto. Usato quando l'accesso superiore è impedito (es. serbatoio coperto o sopra cui passano altre tubazioni).
Sensore installato lateralmente con galleggiante che ruota su un perno orizzontale. La scelta per serbatoi compatti (centraline, attrezzature OEM) o quando non c'è accesso superiore né inferiore.
Galleggiante installato in una camera cilindrica esterna al serbatoio principale, collegata da due raccordi. Permette la manutenzione senza svuotare il serbatoio e isola il sensore da processi pericolosi.
Vincolo nascosto: i galleggianti magnetici verticali devono essere installati entro ±3-5° di verticalità. Se il serbatoio è inclinato o vibra molto (es. centraline mobili, mezzi su gomma) il galleggiante si blocca contro i collari di battuta. Per ambienti vibranti considera versioni con galleggianti vincolati o tecnologie alternative (capacitivo, idrostatico).
Ogni contatto reed è un punto di intervento sul livello. Il numero di reed sull'asta determina quanti livelli puoi gestire con un singolo galleggiante.
Tipo di contatto:
Distanza minima tra reed adiacenti: 50-80 mm per evitare interferenze magnetiche. Se ti servono soglie più ravvicinate (es. precisione di alcuni mm) il galleggiante magnetico non è la tecnologia giusta: passa a un sensore capacitivo o idrostatico con misura continua.
I contatti reed sono dispositivi a bassa potenza. Collegare direttamente un motore, un teleruttore o una valvola solenoide ai reed senza relè di interfaccia è uno degli errori più frequenti — e fa bruciare il reed in pochi cicli, distruggendo l'intero galleggiante.
In AC, capacità tipiche: 40 W/VA (reed compatti), 100-120 W/VA (reed industriali), 30 V × 100 mA (versioni ATEX a sicurezza intrinseca). In DC ridurre del 50% la portata dichiarata in AC, perché l'arco di apertura è più persistente.
Esempio pratico: una valvola solenoide a 230 V che assorbe 0,5 A in eccitazione richiede 115 VA — sopra il limite di un reed compatto da 40 W/VA. Soluzione: interporre un relè di interfaccia (bobina ai reed, contatti di potenza alla valvola). Il relè protegge il reed e gestisce qualsiasi carico.
Regola generale: usa i reed solo per pilotare bobine di relè o ingressi PLC, mai carichi induttivi diretti. Per carichi resistivi (lampade spia, segnalazioni acustiche) è ammesso il collegamento diretto se nei limiti del reed.
La temperatura e la pressione del processo determinano il materiale e la classe di esecuzione del galleggiante. Confronta sempre i valori massimi dichiarati dal modello con i valori di processo, inclusi picchi temporanei, cicli CIP/SIP (per food/pharma), o gradienti termici giornalieri.
Range temperatura tipici per materiale:
Pressione tipica: atmosferica per modelli PVC/Nylon/PP, fino a 6-10 bar per ottone, fino a 20-40 bar per AISI 316. Per applicazioni a pressione molto elevata (oltre 40 bar) considera la camera di bypass esterna con flange ad alta pressione.
Attenzione alle interazioni T-P: molti modelli dichiarano due limiti separati (es. 40 bar e 125 °C) ma il limite reale è la curva combinata: a temperatura elevata la pressione massima ammessa scende. Chiedi al fornitore il diagramma P-T del modello se lavori vicino ai limiti.
La lunghezza dell'asta deve coprire l'intera escursione del livello, lasciando un margine al fondo per evitare che il galleggiante tocchi il fondo del serbatoio.
H_serbatoio è la profondità totale del serbatoio. H_connessione è l'altezza del bocchello/filettatura sopra il livello del coperchio. Il margine inferiore di 50 mm tipici evita il contatto del galleggiante con il fondo (sedimenti, accumuli).
Quote dei reed lungo l'asta: per i modelli multipunto, definisci le quote esatte di ogni reed (in mm dalla base della connessione superiore) in funzione dei punti di intervento richiesti. Esempio per una cisterna da 1500 mm di profondità con start/stop pompa e allarme minimo:
Indica sempre nel preventivo: profondità del serbatoio + quote richieste per ogni intervento + tolleranza ammessa. Il fornitore tarerà i reed alle quote esatte in fase di assemblaggio.
Alcune applicazioni richiedono versioni speciali del galleggiante magnetico:
Sono gli errori che vediamo ricorrere nelle richieste tecniche e nelle non conformità in campo. Tutti evitabili con i 8 criteri precedenti.
Si seleziona un galleggiante "generico" per acqua e poi si scopre che il processo lavora con benzine o solventi a 0,72 g/cm³: il galleggiante affonda. La sonda è inutilizzabile fino a sostituzione.
Fix: sempre chiedere la densità minima del galleggiante e confrontarla con quella del liquido nel range di temperatura di esercizio. Margine 10%.Galleggiante in ottone su acqua di mare → corrosione galvanica rapida. PVDF su ammoniaca → swelling. Nylon su soluzioni acide → infragilimento. La sonda dura settimane, non anni.
Fix: consultare tabelle di compatibilità chimica per ogni coppia materiale-liquido. In dubbio, scegliere AISI 316L (compatibile con il 90% delle applicazioni industriali).Il reed viene collegato direttamente a una valvola solenoide, un teleruttore o un motorino. Al primo o secondo ciclo l'arco di apertura distrugge il reed. La sonda smette di funzionare in modo silenzioso (il guasto del reed non sempre è evidente).
Fix: sempre interporre un relè di interfaccia. I reed devono pilotare solo bobine di relè o ingressi PLC.Galleggiante montato a meno di 30 mm dalle pareti in acciaio al carbonio. Il campo magnetico del galleggiante interagisce con la parete e attiva i reed in modo errato (commutazioni false, oscillazioni del contatto).
Fix: distanza minima 30-35 mm dalle superfici ferrose. Su serbatoi piccoli usare pozzetto cieco interno o camera di bypass esterna.Per esigenze di spazio il galleggiante viene installato con un'inclinazione di 10-15° rispetto alla verticale. Il galleggiante si blocca contro l'asta o i collari, smettendo di seguire il livello reale.
Fix: mai oltre ±3-5° dalla verticale. Per serbatoi inclinati o mobili usare versioni con galleggiante vincolato o tecnologie alternative (capacitive, idrostatiche).Galleggiante standard installato su una cisterna in zona ATEX (depositi carburanti, raffinerie, biogas). Anche se i reed sono passivi, l'arco di chiusura può innescare l'atmosfera esplosiva. Violazione della direttiva 2014/34/UE.
Fix: in zone classificate ATEX usare sempre galleggianti certificati Ex ia con barriera a sicurezza intrinseca. Vedi galleggianti magnetici ATEX.Compila questa checklist prima di richiedere un preventivo: ti permette di indicare al fornitore tutti i parametri necessari per configurare il galleggiante corretto al primo colpo.
Inviaci la checklist compilata o anche solo i dati principali (liquido, densità, temperatura, montaggio, punti di livello). Rispondiamo in 24 ore con modello consigliato, codice articolo e preventivo. Per applicazioni complesse o OEM ricorrenti telefona al 02-3512774 per parlare con un tecnico.
Altre pagine del cluster "controllo livello" che approfondiscono i temi trattati in questa guida.
La densità minima del liquido. Il galleggiante deve essere meno denso del liquido per galleggiare: questa è la condizione fisica imprescindibile. I galleggianti standard funzionano con liquidi di densità 0,7-0,8 g/cm³ o superiore (acqua, oli minerali, gasolio). Per liquidi più leggeri come benzine (0,72-0,77), solventi (0,7-0,9) o oli alcolici concentrati servono galleggianti specifici a bassa densità (0,4-0,6 g/cm³). Errore più frequente in fase di selezione: non verificare la densità minima del modello e poi scoprire che il galleggiante affonda sul liquido di processo.
Dipende dal liquido e dalle condizioni di temperatura/pressione. AISI 316 (1.4401) è lo standard industriale: resiste a oli, idrocarburi, acidi diluiti, applicazioni alimentari (in versione 316L). Ottone va bene per acque pulite a bassa pressione/temperatura. PP (polipropilene) è la scelta per acidi e basi diluiti a temperatura ambiente. PVDF per acidi concentrati aggressivi. Nylon 6.6 per centraline idrauliche con oli minerali. PVC per acqua e cisterne civili. Verificare sempre la compatibilità chimica nel range completo di temperatura di esercizio.
Dipende dal modello. Modelli compatti standard: 1 reed singolo. Modelli industriali multipunto: 2-5 reed indipendenti a quote regolabili. Modelli speciali (es. Engler UniEx.SS o equivalenti): fino a 6 reed. Ogni reed può essere NA (normalmente aperto), NC (normalmente chiuso) o SPDT (commutatore). Se sull'asta integri anche una sonda di temperatura PT100/PT1000 o un termostato bimetallo, il numero massimo di reed disponibili scende per fare spazio fisico al sensore di temperatura.
Verticale dall'alto è il più diffuso (accesso superiore al serbatoio, asta lunga per più punti livello). Verticale dal basso si usa quando l'accesso superiore è impedito ma serve comunque un'asta lunga. Orizzontale laterale è la scelta su serbatoi compatti o centraline con accesso laterale: il galleggiante ruota su un perno orizzontale, ma gestisce un solo punto livello. Camera di bypass (esterna al serbatoio principale) si usa su processi pericolosi, ad alta pressione o temperatura, dove serve isolare il sensore dal contenuto del serbatoio: permette manutenzione senza svuotare l'impianto.
I contatti reed sono dispositivi a bassa potenza: tipici 40 W/VA su modelli compatti, fino a 100-120 W/VA su modelli industriali, 30 V / 100 mA per le versioni ATEX a sicurezza intrinseca. Non collegare mai direttamente motori, teleruttori, valvole solenoidi a fondo scala. Sempre interporre un relè di interfaccia per pilotare carichi maggiori. In corrente continua (DC) la capacità di commutazione del reed va ridotta di circa il 50% rispetto al valore dichiarato in AC, per via dell'arco di apertura più persistente.
Almeno 30-35 mm dalle superfici ferrose (acciaio al carbonio, ghisa) per evitare che il campo magnetico del galleggiante attivi i reed in modo errato per accoppiamento con la parete. Su serbatoi in acciaio inox amagnetico (AISI 304/316) o materiali plastici la distanza minima non è critica. Su serbatoi piccoli o stretti, prevedere il montaggio in un pozzetto cieco interno o in camera di bypass esterna per garantire la distanza.
Lunghezza asta = profondità totale serbatoio − margine inferiore (50 mm tipici) − altezza connessione superiore. Sulle aste multipunto sommare le quote di tutti i reed (start pompa, stop pompa, livello minimo, troppo pieno) con margini di sicurezza tra un reed e l'altro (almeno 50-80 mm per evitare interferenze magnetiche tra punti adiacenti). Indicare sempre nel preventivo: profondità del serbatoio + quote richieste per ogni intervento.
Tre criteri da verificare in ordine. Primo: la densità del liquido deve essere superiore alla densità minima dichiarata dal galleggiante (es. 0,7 g/cm³). Secondo: la compatibilità chimica del materiale del galleggiante con il liquido (consultare tabelle di compatibilità del produttore o normative tecniche: ad es. PVDF su HCl concentrato OK, PP su HCl 32% OK, ottone su HCl NO). Terzo: la temperatura di esercizio deve rientrare nel range del materiale (PP fino a 60-80 °C, inox fino a 125-180 °C). In caso di dubbio richiedere al fornitore una dichiarazione di compatibilità materiali specifica.
I galleggianti verticali devono essere installati esclusivamente in posizione verticale (entro ±3-5° di tolleranza dall'asse): se inclinati il galleggiante si blocca contro l'asta o i collari. I galleggianti orizzontali funzionano solo in posizione orizzontale (il braccio ruota su un perno verticale rispetto al flusso). Per applicazioni con vibrazioni elevate (es. centraline mobili, mezzi su gomma) considerare versioni speciali con galleggianti vincolati e contatti antivibranti.
Sì, ma serve un modello a sicurezza intrinseca Ex ia certificato ATEX 2014/34/UE, abbinato a una barriera a sicurezza intrinseca a quadro che limita energia e corrente del circuito di campo. Non si può semplicemente usare un galleggiante standard in zona ATEX: anche se passivo, il reed può generare scintille capaci di innescare un'atmosfera esplosiva. La marcatura corretta per applicazioni gas è II 1/2G Ex ia IIC T3...T6 Ga/Gb. Approfondisci nella pagina galleggianti magnetici ATEX.
Un galleggiante magnetico installato correttamente, dimensionato sulla giusta densità del liquido e con materiali compatibili ha vita utile tipica di 10-20 anni in applicazioni industriali. I reed sono dispositivi a stato solido senza usura meccanica del contatto (l'arco è limitato dal vetro di incapsulamento): durano milioni di cicli. Le cause di guasto più frequenti sono: incrostazioni sul galleggiante che ne impediscono lo scorrimento, corrosione del materiale per scelta errata, deriva dei collari di posizionamento per vibrazioni.
Guida tecnica pubblicata da MCA Strumentazione Industriale, distributore di galleggianti magnetici industriali per applicazioni civili, OEM, food, pharma e ATEX su tutto il territorio italiano. Sede operativa a Bollate (Milano), assistenza tecnica diretta su tutte le regioni italiane.