verifica periodica – Ing. Giampaolo Beretta

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VERIFICA PERIODICA DELLE GRU SU AUTOCARRO – PARTE 3

25 Novembre 2018/in APPARECCHI DI SOLLEVAMENTO

Ben ritrovati! Questo articolo è l’ultimo di una serie dedicata alle verifiche periodiche delle gru su autocarro previste dall’art. 71, comma 11 del D.Lgs. 9 aprile 2008 n. 81 (Testo Unico sulla Sicurezza). Nel primo articolo ho introdotto i componenti fondamentali di questo tipo di apparecchi di sollevamento descrivendo il funzionamento del limitatore di momento in relazione al diagramma delle portate. Nel secondo articolo, invece, ho descritto i controlli da svolgere sulla struttura della gru e sui suoi componenti. Ora tocca alle prove pratiche. Infatti, dopo i controlli preliminari svolti con l’apparecchio di sollevamento a riposo, è indispensabile procedere con delle prove di funzionamento che simulino le reali condizioni di utilizzo. Io, solitamente, procedo in questo modo:

1 – Non è il caso di spingere subito al limite l’apparecchio. Prima di tutto vanno svolte delle prove “a vuoto”, ossia senza carichi appesi. In questa fase chiedo che il braccio della gru venga fatto ruotare fino ai blocchi alla rotazione installati alla base della colonna. A volte si trovano dei blocchi esterni (anche rimovibili), ma spesso la limitazione è data dal sistema a cremagliera. A seconda di come è stata installata la gru sull’autocarro, la rotazione può fermarsi prima che il braccio passi sopra la cabina dell’autocarro, oppure prosegua fino a superarla. Una volta ruotato il braccio fino ad un blocco, chiedo che la rotazione venga invertita e prosegua fino all’altro blocco. Chiaramente, nelle gru dotate di ralla a rotazione continua, non ci sono blocchi alla rotazione. In questo caso va comunque controllato che eventuali tubi idraulici che passano attraverso la ralla non subiscano torsioni eccessive. Durante il movimento di rotazione chiedo che vengano attivati i pulsanti di emergenza. Solitamente uno si trova sul radiocomando, se disponibile, mentre gli atri sono nei pressi di ogni posto di manovra.

verifica periodica delle gru su autocarro

Centralina con pulsante di emergenza.

Se la gru non dispone di una centralina elettronica, sicuramente ci sarà una leva (spesso di colore rosso) che agisce sul circuito idraulico inibendo tutti i movimenti quando azionata. Che si tratti di una leva o di un pulsante, l’azionamento di questo sistema di sicurezza deve interrompere qualsiasi movimento dell’apparecchio. Solo a seguito del riarmo del pulsante/leva sarà possibile riprendere i movimenti. Durante la rotazione della colonna è possibile controllare, inoltre, se vi sono dei giochi tra la parte fissa e quella mobile, oppure se vi sono dei componenti danneggiati. Una volta mi è capitato di estrarre a mano ben quattro bulloni che fissavano la ralla. Fortunatamente mi trovavo in un’officina meccanica e tutto è stato risolto alla meglio in breve tempo.

Il diagramma delle portate deve specificare i carichi ammessi per le varie zone in cui viene a trovarsi il braccio. Nelle gru più semplici viene operata solamente una distinzione tra la zona retro cabina e la zona sopra cabina. Nelle gru più complesse, invece, le zone sono diversificate anche a seconda di quanto sono stati estratti gli stabilizzatori. Ma come fa la centralina a sapere dove si trova il braccio? Qui entrano in gioco dei sensori applicati in prossimità della base della colonna in grado di rilevare la vicinanza di un metallo. Si vedano le due immagini seguenti. Nella prima immagine si vede una mezzaluna di acciaio galvanizzato solidale alla colonna, mentre nella seconda immagine si può notare un sensore, solidale al basamento della gru, installato molto vicino alla mezzaluna. Solitamente, di questo sensori ce ne sono due oppure tre.

Mezzaluna solidale alla colonna.

Uno dei sensori solidali al basamento.

Quando la colonna ruota, la mezzaluna apre o chiude il circuito nei sensori. A seconda delle combinazioni di sensori aperti e chiusi, la centralina riesce a capire dove si trova il braccio e, quindi, a definire la portata massima. Va da sé che, nel caso in cui il braccio della gru stia ruotando e passi da un settore all’altro (ad esempio da sopra il cassone a sopra la cabina), la centralina debba interrompere il movimento qualora il carico ecceda quello massimo previsto nel secondo settore per quel determinato sbraccio. Tale prova è possibile svolgerla solo con il carico appeso.

2 – A questo punto procedo con la prova di carico. E’ la parte che preferisco. L’ideale sarebbe avere a disposizione un carico di poco superiore a quello riportato sul diagramma dei carichi in corrispondenza dello sbraccio massimo. Infatti, un carico di questo tipo dovrebbe portare all’intervento del limitatore di momento quando gli sfili sono quasi del tutto estratti ed in questa configurazione sarà possibile notare eventuali deformazioni eccessive o danni ai componenti. Al contrario, sollevando un carico prossimo alla portata massima della gru (quindi con sbraccio ridotto), gli sfili saranno quasi completamente rientrati e sarà impossibile accorgersi di eventuali loro difetti.

Per conoscere il peso del carico di prova, io utilizzo un dinamometro che ha una portata massima di 6500 Kg. Una volta sollevato il carico, vicino all’autocarro, leggo il suo peso ed eseguo il calcolo dello sbraccio a cui dovrebbe intervenire il limitatore di momento. Se il limitatore non c’è, tale sbraccio sarà comunque quello a cui eseguirò la prova. Se il carico di prova ha un peso riportato sul diagramma delle portate, allora lo sbraccio da considerare nella prova è anch’esso riportato sul diagramma. In caso contrario, sarà possibile calcolarlo partendo dai valori ivi riportati. Io solitamente procedo in questo modo. Si consideri il diagramma delle portate seguente.

Diagramma di carico di una gru Effer.

Supponiamo di avere a disposizione un carico di prova che pesa 2700 Kg. Lo sbraccio massimo sarà compreso tra 10.35 m e 12.34 m. Il valore più attendibile lo calcolo in questo modo:

L = 2470 x 12.34 / 2700 = 11.3 m

Si tratta di una semplice proporzione in base alla quale il momento utile dato dal prodotto 2470×12.34 deve risultare uguale a quello fornito dal prodotto 2700xL. Il calcolo può essere svolto utilizzando anche il momento utile fornito dal prodotto 2970×10.35, ma in questo caso si otterrà uno sbraccio leggermente maggiore. Io mi porto a favore di sicurezza e per il calcolo della proporzione uso sempre i valori riportati sul diagramma delle portate corrispondenti agli sbracci maggiori.

A questo punto chiedo di aumentare lo sbraccio cercando di mantenere il braccio in una configurazione il più possibile simile a quella riportata sul diagramma delle portate. Solitamente il primo braccio è un po’ inclinato verso l’alto, mentre il secondo braccio e gli sfili sono orizzontali. L’allontanamento del carico deve avvenire lentamente e senza sobbalzi altrimenti il limitatore di momento potrebbe intervenire precocemente. Mentre il carico si allontana controllo il comportamento dei vari componenti e preso attenzione agli scricchiolii che spesso si sentono in prossimità del telaio dell’autocarro. Generalmente, quando lo sbraccio è tale per cui si è raggiunti il 90% del momento utile, la centralina avverte l’operatore attraverso un cicalino ed una luce gialla installata vicino alla gru. Giunti al 100% del momento utile, la centralina blocca i movimenti aggravanti per la stabilità , il cicalino diventa un suono continuo e la luce diventa rossa. A questo punto dovrebbe solo essere possibile ridurre lo sbraccio ed abbassare il carico. Questo in realtà non sempre è possibile in quanto, se il braccio è sopra l’orizzontale, si andrebbe ad incrementare il momento ribaltante. Alcune centraline permettono di inibire per qualche secondo le sicurezze dando la possibilità di appoggiare il carico a terra nonostante durante questa manovra si stia aumentando il momento ribaltante. Se il blocco dei movimenti è avvenuto ad uno sbraccio simile a quello calcolato, allora è tutto a posto. Io, solitamente, considero una tolleranza del 10% in più e 20% in meno, ma sono limiti che mi sono dato io in base all’esperienza. Non sono normati. Se il limitatore di momento interviene troppo presto, non è detto che ci si ponga a favore di sicurezza. E’ ben vero che la gru sta operando con un più ampio margine di sicurezza, ma è anche vero che il gruista sarà limitato nell’uso dell’apparecchio a causa della riduzione dell’area di lavoro. In questi casi capita di trovare dispositivi di sicurezza manomessi nel tentativo di ampliare l’area di lavoro della gru a discapito della sicurezza.

Giunti al blocco dei movimenti chiedo che il motore dell’autocarro venga spento oppure che venga staccata la presa di forza. In questa condizione la pompa che aziona il circuito idraulico della gru smette di funzionare ed il mantenimento della posizione del carico è affidata unicamente alla tenuta del circuito idraulico nel suo complesso. A questo punto si sta operando al limite e non è raro vedere qualche raccordo che comincia a perdere delle gocce di olio idraulico. Misurando l’altezza da terra del carico ad intervalli di un paio di minuti, si può rendersi conto se qualche pistone sta rientrando. Ogni pistone è munito di una valvola di blocco che non permette l’uscita dell’olio dalla camera del pistone quindi, generalmente, il problema è dovuto al trafilamento dell’olio all’interno delle camere di un pistone. Per scoprire di quale si tratta basta appoggiare un dito sulla parte lucida dello stelo del pistone dove entra nel pistone. Se lo stelo rientrerà, anche di poco, si sentirà la pelle del dito tirare. Questa prova la eseguo con particolare attenzione sui pistoni degli stabilizzatori. Durante questa fase si può notare un primo assestamento dell’altezza da terra del carico, ma poi deve bloccarsi o scendere molto lentamente. Purtroppo anche in questo caso non c’è un numero che definisca quanto lentamente. Io di solito faccio mantenere il carico sollevato per una decina di minuti ad un’altezza da terra di un metro o poco più (tra gancio, catene e ingombro del carico, col braccio orizzontale si arriva a tale altezza da terra) ed in tale lasso di tempo si possono registrare degli abbassamenti lenti e contenuti. In questa configurazione presto molta attenzione ai collegamenti tra il basamento della gru e l’autocarro. Si potrebbero vedere cricche nelle saldature che tendono ad aprirsi, soprattutto sui fazzoletti saldati al telaio attraverso i quali passano i tiranti.

A questo punto faccio rimettere in moto l’autocarro e ricollegare la presa di forza, faccio rientrare gli sfili finché il cicalino non smette di suonare e successivamente chiedo che il braccio venga fatto ruotare in direzione della cabina. I sensori fissati al basamento descritti in precedenza devono essere in grado di bloccare la rotazione in quanto il diagramma delle portate sopra la cabina è ridotto rispetto a quello laterale (nelle gru che ho verificato è sempre così). Una volta giunti al blocco della rotazione, la faccio invertire fino a compiere un mezzo giro portando così il braccio dall’altra parte del cassone. In questa posizione è possibile saggiare la tenuta degli stabilizzatori e dei componenti che si trovano in posizione opposta ai precedenti.

Se tutte le prove a vuoto e sotto carico hanno dato esito positivo direi che è possibile redigere il verbale di verifica con esito positivo. Il verbale poi verrà consegnato in originale al datore di lavoro o ad un suo rappresentante.

Chiaramente, quanto ho descritto nei tre articoli dedicati alle verifiche delle gru su autocarro, non va preso come “oro colato”. Ho descritto l’attività di verifica basandomi sulla mia esperienza e sulla mia sensibilità nei confronti della sicurezza. Alcuni tecnici potrebbero ritenere che io esageri nella quantità di prove che eseguo, altri magari ne eseguirebbero di diverse o in numero maggiore. Quel che ritengo fondamentale, comunque, è il rispetto delle previsioni del fabbricante, ma tenendo bene a mente che anche esso potrebbe aver commesso degli errori dichiarando sicura una macchina che magari, in determinate situazioni, non lo è.

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Ciao!

VERIFICA PERIODICA DELLE GRU SU AUTOCARRO – PARTE 2

17 Settembre 2018/in APPARECCHI DI SOLLEVAMENTO

Ben ritrovati! Questo articolo è il secondo di una serie che riguarda le verifiche periodiche delle gru su autocarro previste dall’art. 71, comma 11 del D.Lgs. 9 aprile 2008 n. 81 (Testo Unico sulla Sicurezza). Nel primo articolo ho introdotto i componenti fondamentali di questo tipo di apparecchi di sollevamento descrivendo il funzionamento del limitatore di momento in relazione al diagramma delle portate. A questo articolo, invece, voglio dare un taglio più pratico, ossia descrivere come svolgo io le verifiche. Non è detto che sia il procedimento più corretto, tuttavia è quello che mi sento di adottare in base all’esperienza che ho maturato ed al grado di sicurezza richiesto. Alcune cose che scriverò saranno applicabili solo ad alcune gru in quanto non tutti i componenti che menzionerò sono presenti su tutti i modelli. Si pensi, ad esempio, al limitatore di momento che può non essere installato per carichi massimi di utilizzazione inferiori a 1000 kg o per momenti di rovesciamento inferiori a 40000 Nm (circa 4000 Kgm).

La verifica comincia con un controllo documentale. Non entrerò nel dettaglio degli incartamenti che il datore di lavoro deve mettere a disposizione; sappiate che l’elenco non è lo stesso per tutte le gru. Infatti, a seconda della data di fabbricazione e se l’apparecchio è già stato sottoposto a delle verifiche periodiche, si possono avere documenti diversi. Un possibile elenco potrebbe essere il seguente:

Dichiarazione di conformità CE della gru.
Dichiarazione di conformità CE dei componenti aggiuntivi (radiocomando, traversa posteriore degli stabilizzatori, argano, JIB, ecc.).
Dichiarazione di corretta installazione della gru e dei componenti aggiuntivi.
Manuali di uso e manutenzione della gru e dei componenti aggiuntivi.
Registro di controllo/manutenzione della gru.
Denuncia di messa in servizio della gru (all’ENPI/ISPESL/INAIL).
Denuncia del radiocomando.
Libretto ENPI/ISPESL.
Scheda tecnica redatta dal tecnico dell’INAIL o da un soggetto abilitato.
Eventuali verbali di verifiche periodiche.
Relazioni delle indagini supplementari da eseguire ogni 20 anni dalla fabbricazione.

Sulla base dei documenti elencati sopra, si dovrà in primo luogo verificare la corrispondenza con la gru che si deve verificare. Proprio qualche settimana fa sono stato incaricato da un datore di lavoro di svolgere la verifica periodica di una gru a torre e mi sono trovato nell’impossibilità di eseguirla in quanto la documentazione che mi aveva fornito non era di quella gru. Infatti ne aveva due uguali ed erroneamente aveva scambiato le teche contenenti la documentazione. Tutti i documenti sono importanti, ma per lo svolgimento della verifica non si può prescindere da quanto riportato sul manuale di uso e manutenzione. Infatti è li che è riportata una descrizione completa dei componenti di sicurezza e, soprattutto, di come deve essere manovrata la gru. Il datore di lavoro che ha richiesto la verifica deve mettere a disposizione sia il gruista, sia il carico da sollevare nonché gli spazi per lo svolgimento della verifica.

Passando alla parte pratica della verifica, io di solito seguo questo procedimento:

1 – Comincio con il far stabilizzare la gru, ossia chiedo che gli stabilizzatori anteriori e posteriori vengano completamente estratti e posati a terra. Gli stabilizzatori spesso sono dotati di valvole di sicurezza che devono essere aperte e chiuse manualmente attraverso una levetta. La chiusura della valvola fa sì che lo stelo dello stabilizzatore non rientri nel cilindro né per effetto del carico, né a seguito della manovra dei comandi. Con la valvola chiusa chiedo di provare ad alzare o abbassare gli stabilizzatori. Se non si muovono significa che la valvola ha una buona tenuta.

Nella prima immagine ho cerchiato una parte di un tubo del circuito idraulico. Come potete notare il tubo presenta una piega. Sembra un dettaglio da nulla, ma dalle mie parti si rivela essere importante. Infatti le gru di questo tipo vengono utilizzate all’aperto e l’escursione termica che possono subile i componenti può andare da -15 °C a oltre 40 °C se esposti al sole. Le variazioni di temperatura fanno allungare ed accorciare i tubi metallici e la piega, anche se probabilmente nell’immagine sopra non ha questo specifico scopo, crea una sorta di molla che permette al tubo di dilatarsi senza creare trazioni nei raccordi idraulici posti alle estremità. Su un modello di gru in particolare, si riscontrano spesso dei trafilamenti di olio dai raccordi idraulici della valvola di sicurezza perché i tubi sono diritti. Negli ultimi modelli ho visto che uno dei due tubi, quello sotto, è stato sostituito con un tubo flessibile.

In questa prima fase verifico che non ci siano difetti visibili alle parti strutturali degli stabilizzatori anteriori e posteriori. Un punto molto delicato è rappresentato dalla parte superiore dell’apertura da cui escono gli stabilizzatori. In tale porzione il metallo e le saldature sono molto sollecitati ed i costruttori solitamente mettono un generoso piatto di rinforzo. Va verificato che sia efficiente e che le saldature non siano fessurate. A causa delle tensioni nell’acciaio indotte dal raffreddamento delle saldature e del materiale base, nonché per gli sforzi dovuti al sollevamento, spesso l’acciaio in questa zona presenta una forte ossidazione.

Sulle traverse posteriori, invece, non ho mai rilevato nessun difetto o malfunzionamento, ma bisogna comunque controllarle.

2 – Successivamente verifico gli attacchi del basamento della gru sul telaio dell’autocarro. Spesso l’installatore deve rinforzare il telaio del mezzo ed il collegamento con la gru avviene con delle barre filettate (tiranti). Esistono delle gru su autocarro scarrabili che possono essere smontate dal telaio dell’autocarro. In questo caso, i tiranti sono sostituiti da dei perni che lavorano a taglio. In entrambi i casi deve esserci un meccanismo di blocco supplementare. Per i tiranti è costituito dal controdado, mentre per i perni a taglio può esserci un meccanismo a baionetta.

BASAMENTO-verifica periodica delle gru su autocarro

Basamento e tiranti su una gru Fassi che ho verificato di recente.

3 – A questo punto faccio aprire la gru ed estendere completamente il braccio articolato e gli sfili sopra il cassone. Da terra e salendo sopra il cassone posso controllare se la struttura della gru e l’impianto idraulico presentano dei difetti: lamiere piegate, saldature fessurate, pezzi mancanti, tubi rovinati, ecc. Gli sfili sono fatti per entrare l’uno nell’altro, ma lo fanno lasciando un minimo spazio tra le superfici. In tale spazio sono alloggiati dei piatti di Teflon (PTFE) che sono a contatto con i due sfili. Pur essendo un materiale che si auto-lubrifica è bene che gli sfili siano ben ingrassati. Il grasso riduce ulteriormente l’attrito e previene l’ossidazione dell’acciaio. Si possono trovare anche dei grani di ottone ai lati degli sfili che permettono di compensare il gioco tra gli sfili stessi.

Tra le cose che verifico con maggior attenzione vi sono gli attacchi dei martinetti idraulici sul braccio. Solitamente sono presenti due forcelle per ogni martinetto; una in testa allo stelo ed una in testa al cilindro. La base del cilindro viene lasciata libera di muoversi in modo da evitare che lo stelo dei martinetti si pieghi durante l’allungamento degli sfili. Con tre punti di fissaggio, lo stelo dei martinetti si piegherebbe. Basti notare l’immagine riportata in calce al mio primo articolo per vedere come si flette il braccio durante il sollevamento. Nelle immagini seguenti, tratte dal sito della Effer, ho evidenziato le forcelle di attacco dei martinetti, la base libera ed i grani di ottone.

Il gancio deve avere una portata superiore alla portata massima della gru ed avere la linguetta di chiusura con la molla efficiente. La portata del gancio è spesso indicata con la sigla WLL seguita da un numero espresso in tonnellate (t): WLL 2.5t significa che la portata del gancio è di 2.5 tonnellate. I perni estraibili devono avere le coppiglie e, spesso, anche un dado.

GANCIO-verifica periodica delle gru su autocarro

Gru Fassi

Nelle gru più moderne, i martinetti del braccio articolato sono imperniati, ad un estremo, direttamente ad un elemento del braccio, mentre all’altra estremità sono collegati ad un sistema di bielle che ha lo scopo di mantenere i comandi fluidi anche quando il braccio è esteso e di ottenere un momento di sollevamento più alto a parità di sezione dei martinetti idraulici. Con riferimento all’immagine seguente, significa che la forza F ha un braccio maggiore rispetto al caso in cui non sono presenti le bielle. La fluidità dei movimenti è garantita dal fatto che il braccio della forza si mantiene costante qualsiasi sia l’angolo tra gli elementi del braccio articolato. Con questo tipo di biellismo, inoltre, si possono ottenere rotazioni maggiori tra gli elementi del braccio articolato.

BIELLE-verifica periodica delle gru su autocarro

Biellismo di una gru Fassi.

A questo punto, generalmente, le verifiche sulla struttura della gru sono state completate. Ogni apparecchio, in realtà, ha la sua specificità, però diciamo che, a grandi linee, se tutto quello che ho descritto fin’ora ha ottenuto un voto positivo, abbiamo già raggiunto un buon grado di sicurezza. La verifica prosegue con le prove di funzionamento nelle quali la gru viene testata nelle sue configurazioni più gravose, ma questa parte ve la riservo per un nuovo articolo al quale vi do appuntamento.

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VERIFICA PERIODICA DELLE GRU SU AUTOCARRO – PARTE 1

10 Settembre 2018/in APPARECCHI DI SOLLEVAMENTO

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.

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.

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.

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