VERIFICA PERIODICA DELLE GRU SU AUTOCARRO – PARTE 1

In questo articolo vi parlerò delle gru su autocarro nell’ambito delle verifiche periodiche previste dall’art. 71, comma 11 del D.Lgs. 9 aprile 2008 n. 81 (Testo Unico sulla Sicurezza). Gli apparecchi che vanno sottoposti a verifica, con la relativa periodicità, sono elencati nell’allegato VII del citato Decreto e tra questi figurano anche le gru su autocarro sotto la dicitura: “Apparecchi di sollevamento materiali con portata superiore a 200 Kg, non azionati a mano, di tipo mobile o trasferibile.”

Mentre scrivevo l’articolo ho deciso di suddividerlo il più parti. Le cose da scrivere sono molte e non vorrei che l’articolo diventasse tanto lungo da obbligarvi a saltarne delle parti, ma nemmeno così corto da non entrare nel dettaglio. Oggi ho deciso di introdurre i concetti che ritengo fondamentali per l’esecuzione di una verifica periodica, sulla base della mia esperienza, naturalmente. Chiunque può dire la sua ed i commenti costruttivi saranno sempre ben accetti. Allora cominciamo!

Tra gli apparecchi di sollevamento materiali che mi capita di verificare nella mia attività, le gru su autocarro sono quelle che preferisco. A mio avviso sono apparecchi di sollevamento molto versatili e se ne trovano di un gran numero di classi di portata. Generalmente, le più piccole arrivano a sollevare un massimo di 990 Kg (poi vi spiegherò il perché), mentre le più grandi oltre 40.000 Kg. Se ne trovano anche con una portata di oltre 60.000 Kg, ma in questo caso non si parla più di gru su “autocarro” in quanto necessitano di una struttura semovente dedicata trainata da una trattrice stradale. Sono troppo grandi.

Una cosa va chiarita subito: le gru su autocarro sono apparecchi di sollevamento che non hanno una portata fissa, ossia la loro capacità di sollevamento è variabile a seconda di quanto è lontano il carico da un determinato punto che solitamente viene individuato nel centro di rotazione verticale della colonna della gru. La rotazione può avvenire grazie ad una “ralla” o ad un sistema a “cremagliera”. Per questo motivo, vengono calcolati i cosiddetti diagrammi di carico (o diagrammi di portata) e la capacità di sollevamento viene definita attraverso il “momento di sollevamento massimo”. Chi macina la scienza delle costruzioni ha già capito che il momento non è riferito ad una nozione di tempo, ma ad una caratteristica della sollecitazione che viene rappresentata attraverso il prodotto di una forza (forza peso, in questo caso), ed una lunghezza (la distanza del carico dal centro di rotazione della colonna, detto anche “sbraccio”).

Mmax = P x d

dove:

Mmax = momento di sollevamento massimo (KNm oppure Kgm)

P = peso del carico (KN oppure Kg)

d = sbraccio (m)

Dato il peso da sollevare, attraverso il diagramma di carico, è possibile determinare lo sbraccio massimo a cui sarà possibile arrivare in sicurezza, secondo le previsioni del costruttore della gru. In alternativa, noto lo sbraccio si potrà determinare il carico massimo sollevabile.

Diagramma di carico di una gru Effer-verifica periodica delle gru su autocarro

Diagramma di carico di una gru Effer.

Utilizzando i valori di portata riportati sul diagramma di carico, provate a calcolare il momento di sollevamento massimo della gru:

M = 2470 x 12.34 =30480 Kgm

M = 2970 x 10.35 = 30739 Kgm

M = 3740 x 8.32 = 31117 Kgm

M = 4950 x 6.43 = 31828 Kgm

M = 7220 x 4.54 = 32779 Kgm

Questi momenti sono detti momenti utili in quanto sono calcolati partendo dal carico utile ossia dal carico sollevabile per un dato sbraccio. Il momento di sollevamento massimo corrisponde al momento utile massimo e vale 32779 Kgm ed è relativo allo sbraccio minore. E’ sempre così ed è dovuto al fatto che l’aumento dello sbraccio fa diminuire il carico utile della gru per via del peso del braccio stesso. Da qui l’esigenza dei costruttori di contenere il più possibile gli spessori delle lamiere d’acciaio che costituiscono gli elementi telescopici, i cosiddetti “sfili”. I valori di momento utile calcolati per differenti sbracci tendono a variare poco nel caso di gru con portate elevate, infatti il peso del braccio articolato diventa sempre meno influente, in relazione alla portata. I costruttori ormai hanno rivolto la loro attenzione ad acciai con resistenze altissime. Nella carpenteria tradizionale si parla si acciaio S235, S275 e S355 con tensioni di snervamento di 235 MPa (MegaPascal), 275 MPa e 355 MPa, mentre nella costruzione delle gru si parla di acciai con tensioni di snervamento che vanno dai 600 MPa ai 1300 MPa. Chiaramente, resistenze di questo tipo, consentono una notevole riduzione di spessore rispetto all’utilizzo di un acciaio tradizionale. Proprio oggi ho parlato con il responsabile di un’officina il quale mi raccontava di un intervento che ha eseguito recentemente sul braccio di una gru che si era spezzato già due volte. Infatti il proprietario della gru aveva deciso di sua iniziativa di effettuare una riparazione su uno sfilo che si era piegato a seguito di un sovraccarico. Aveva tagliato le lamiere, le aveva risaldate ed aveva sovrapposto dei piatti di rinforzo forniti da un carpentiere. Per due volte la gru si è spezzata ed alla fine si è deciso a chiamare l’officina autorizzata per eseguire la riparazione. Il saldatore, con patentino, ha provveduto a tagliare il braccio, ha realizzato gli inserti a V longitudinali per allungare il cordone di saldatura a completa penetrazione, ha messo i piatti di rinforzo in acciaio Weldox ed il gioco è fatto. Nessun problema. Weldox è la dicitura di uno uno degli acciai ad alta resistenza che menzionavo sopra.

A proposito dello spiacevole “inconveniente” di riduzione del momento utile dovuto al peso della struttura della gru, guardate cosa succede se al braccio si collega una prolunga articolata, il cosiddetto “JIB”. La gru è la stessa di prima.

Diagramma di carico di una gru Effer con JIB-verifica periodica delle gru su autocarro

Diagramma di carico di una gru Effer con JIB.

Il momento utile relativo ad uno sbraccio di 15.14 m vale:

M = 1355 x 15.14 = 20515 Kgm

Quindi 1/3 del momento utile è stato “mangiato” dal peso del JIB. Questo accessorio, comunque, amplia di molto la versatilità di questo genere di apparecchio di sollevamento. Basta osservare il diagramma di carico per capire come il JIB possa, ad esempio, essere utilizzato per sollevare carichi sulle coperture oppure permetta di arrivare più in alto.

Il JIB non è il solo accessorio applicabile alle estremità del braccio articolato. Molto spesso si trovano anche delle prolunghe manuali, ossia degli sfili che non sono comandati idraulicamente da dei martinetti, bensì devono essere sfilati a mano prima del sollevamento. Le si possono notare nei riquadri in alto a destra riportati nei diagrammi di carico. Occhio! Anche queste prolunghe ti “rubano” portata. Sono molto utili in certi casi, ma anche loro pesano. E pesano proprio in punta al braccio riducendo il momento utile. Riferendomi al primo diagramma di carico, il momento utile per uno sbraccio di 14.6 m vale:

M = 1950 x 14.6 = 28470 Kgm

contro i circa 30000 Kgm senza prolunghe.

Nelle gru più evolute e più moderne, il controllo del rispetto del diagramma di carico durante le operazioni di sollevamento viene svolto da una centralina elettronica che, nel caso di superamento del momento di sollevamento massimo, interrompe i movimenti che potrebbero far ribaltare la gru: aumento dello sbraccio, abbassamento (nel caso il braccio sia sopra l’orizzontale). Saranno permessi solo i movimenti che faranno rientrare in sicurezza la gru, in genere il rientro degli sfili. La sicurezza al ribaltamento della gru viene affidata ad un congegno chiamato “limitatore di momento” che sulle gru su autocarro generalmente agisce misurando la pressione dell’olio presente nei martinetti idraulici che movimentano il primo braccio articolato della gru. Alcune centraline permettono di inibire, per un breve lasso di tempo, il limitatore di momento dando la possibilità al gruista di eseguire dei movimenti che, pur aumentando il momento ribaltante sulla gru, possono consentire di depositare il carico riportandosi così in condizioni di sicurezza. La centralina va intesa come un vero e proprio computer che è in grado di tenere sotto controllo la sicurezza della gru utilizzando come input una miriade di parametri: pressione dell’olio, angolo di rotazione della colonna, inclinazione dei bracci articolati, ma non solo, anche l’estensione degli “stabilizzatori”. Infatti ogni gru su autocarro dispone di almeno due stabilizzatori, uno per lato dell’autocarro, che possono essere allungati di qualche metro oltre la sagoma del mezzo e posati a terra. A seconda di quanto è distante l’appoggio a terra dal centro della colonna, il limitatore di momento può intervenire in modo diverso “tagliando” i movimenti aggravanti. Una nota marca di gru installa sotto gli sfili degli stabilizzatori dei fili metallici avvolti su una bobina. Mentre lo sfilo viene estratto, un sensore conta il numero dei giri e, di conseguenza, calcola di quanto è stato estratto lo stabilizzatore. Gli operatori meno responsabili (questi soggetti non li voglio chiamare gruisti), quando si trovano a lavorare in spazi ristretti, estraggono gli stabilizzatori finché possono, mentre i fili metallici li srotolano ulteriormente a mano fissandoli con delle mollette. In questo modo la centralina penserà che gli stabilizzatori sono completamente estratti, o quasi, e permetterà di lavorare con le portate massime. Per evitare il ribaltamento dell’autocarro, mettono sul cassone dei blocchi di cemento. Beh! Ho già visto due gru su autocarro ribaltate grazie a questi trucchetti. Mi raccomando! Io non vi ho detto nulla. Non fatelo.

Riporto delle immagini tratte dal sito internet della Fassi con alcune indicazioni dei componenti.

GRU-verifica periodica delle gru su autocarro           ROTAZIONE-verifica periodica delle gru su autocarro

Voglio concludere questa parte con una breve nota riguardo all’obbligo dell’installazione del limitatore di momento. La Direttiva Macchine, che specifica i criteri di sicurezza che devono soddisfare le gru, prevede il controllo delle sollecitazioni per gli apparecchi con un carico massimo di utilizzazione pari almeno a 1000 kg o il cui momento di rovesciamento è pari almeno a 40000 Nm (circa 4000 Kgm). Ed ecco svelato come mai i costruttori limitano la portata di alcune gru a 990 Kg. In questo modo non sono costretti ad installare dei dispositivi di sicurezza in grado di monitorare il momento ribaltante con conseguente contenimento dei costi.

Bene. Con questo vi ringrazio di essere arrivati fin qui con la lettura e vi do appuntamento al prossimo articolo relativo alle gru su autocarro.

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Qui sotto metto una foto di una bella gru su autocarro che ho verificato di recente.

Ciao!

Gru Effer-verifica periodica delle gru su autocarro

Gru Effer 305.11/4S con JIB 4S Light