Il Sollevatore Idraulico: Funzionamento e Principi Fisici
Il torchio idraulico è un dispositivo basato sul principio di Pascal che si comporta come un amplificatore di forza. Il martinetto idraulico è un sistema di leva molto utile, soprattutto per sollevare oggetti molto pesanti. Naturalmente, però, al fine di prendere in considerazione un sollevatore idraulico, sarà necessario sottolineare, nel dettaglio, che cosa sia e come funzioni, prendendo in esame anche i principi fisici sui quali si struttura in sollevatore idraulico.
Cos'è e Come Funziona un Torchio Idraulico
Esso è costituito da due piatti o superfici posti come stantuffo sopra un cilindro. Pertanto ogni cilindro possiede una superficie di appoggio diversa.
Per la legge di Pascal la pressione che si esercita su un punto di un liquido si trasmette pari in ogni altro punto. Se applichiamo una forza alla superficie S1 la pressione si trasmetterà anche alla superficie S2 che pertanto subirà una forza F2.
A proposito del funzionamento di un sollevatore idraulico, è importante sottolineare quali siano le componenti di uno strumento di questo genere. Quando la pressione sarà stata rilasciata attraverso l’azione regolare degli strumenti precedentemente citati, ci sarà un’apertura definitiva della valvola di rilascio con il pistone che riceverà, dunque, una spinta verso l’alto.
Questa semplice simulazione permette di apprezzare l’applicazione del principio di Pascal riguardante l’intervento di una pressione esterna su un fluido presente in un sistema chiuso. Il principio afferma che la pressione esercitata dall’esterno agisce in egual misura su tutto il sistema. La differenza di sezione di due cilindri permette di sfruttare questo principio per sollevare una massa imponente applicando sul pistone del cilindro più piccolo una forza molto meno intensa.
Partendo dal presupposto che la pressione, ovvero il rapporto tra Forza e Area della superficie soggetta alla forza si conserva costante. Pertanto a una forza molto intensa, come può essere il peso di un’auto che preme su un’altrettanto vasta superficie, si oppone nell’altro cilindro, di piccola sezione, una forza meno intensa.
Per intenderci supponiamo di avere due cilindri che hanno rispettivamente sezioni di area 2 e 10 metri quadrati e sul più grande vi è una forza premente di 100 newton. Per far sollevare il peso di 100 newton basterà far agire sul pistone del piccolo cilindro una forza di soli 20 newton.
Principi Fisici del Martinetto Idraulico
Il suo funzionamento obbedisce a quel principio che in fisica è chiamato legge di Pascal. Per la legge di Pascal la pressione che si esercita su un punto di un liquido si trasmette pari in ogni altro punto.
Il torchio idraulico è una macchina che sfrutta le proprietà dei liquidi per amplificare una forza applicata. Una delle proprietà dei liquidi è quella di trasmettere la pressione che agisce su un punto qualsiasi della sua superficie a tutte le sue particelle, in tutte le direzioni. A sua volta, tale pressione si sostanzia in una forza perpendicolare che agisce su ogni punto del liquido.
Per verificare questa proprietà, si può utilizzare un contenitore formato da due cilindri completi di pistoni e comunicanti tra loro tramite un tubo. Il tubo tra i due cilindri permette il passaggio del liquido da un cilindro all'altro. Inoltre, è fondamentale che ciascun pistone aderisca perfettamente alla superficie del proprio cilindro.
Se sul primo pistone si imprime una determinata forza fisica, tale forza eserciterà una pressione sulla superficie del primo cilindro. La pressione così creata verrà quindi trasmessa in tutte le direzioni, per poi dirigersi verso il tubo di comunicazione sino ad arrivare al liquido contenuto nel secondo cilindro. Arrivata al secondo cilindro, essa verrà esercitata anche al secondo pistone.
Affinché il sistema resti in una condizione di equilibrio, sul secondo pistone deve agire una forza pari a quella esercitata sul primo. È quindi sperimentalmente dimostrato che la pressione esercitata in un punto di un liquido in equilibrio si trasmette allo stesso modo e con la medesima intensità in ogni altro punto del liquido e, contemporaneamente, in tutte le direzioni.
Come Funziona in Pratica
Il torchio idraulico è una leva vantaggiosa che sfrutta l'incomprimibilità dei liquidi per sollevare pesi elevati mediante l'applicazione di forze decisamente minori.
Se sullo stantuffo di sezione minore S1 si esercita una forza costante FM (forza motrice), si trasmette al liquido una pressione p = FM/ S1 che si propaga lungo il tubo fino a raggiungere il secondo pistone. Esso, quindi, tende a salire subendo dal liquido una forza FR=p · S2 = (FM/S1) · S2.= FM · (S2/S1) , cioè la forza FM viene amplificata di un fattore S2/S1 pari al rapporto fra le superfici dei due pistoni. Ad esempio: se il primo pistone ha una superficie di 1cm2 e quella del secondo una superficie di 1dm2 la forza viene amplificata 100 volte.
Tipologie di Martinetti Idraulici
Possiamo trovare sul mercato diversi tipi di martinetti idraulici. Le loro differenze si riscontrano anche per quanto riguarda il peso che sono in grado di sollevare. Ma vediamone alcune tipologie più comunemente utilizzate.
- Cric idraulico per chiodi: soprattutto utilizzato per le grandi macchine e le attrezzature.
- Cric per cambio: per i servizi di cambio e manutenzione nelle automobili.
- Cric idraulico a bottiglia: che ha una forma cilindrica per sollevare in senso orizzontale attraverso l’attivazione di una leva.
Altri elementi da tenere presenti sono costituiti dalla dimensione e dal peso. Ci sono comunque delle versioni che hanno anche la maggior parte dell’involucro in alluminio e quindi si rivelano più pratici.
Applicazioni Comuni
In realtà i martinetti idraulici possono avere funzioni molto differenti, anche se quella più conosciuta è certamente la possibilità di sollevare le auto soprattutto per cambiare le gomme. Un sollevatore idraulico (o cric idraulico) è costituito da due pistoni uno di area di appoggio pari a 10 cm2 e l'altro di superficie maggiore.
Il principio di Pascal trova applicazione ogni qualvolta si desideri amplificare una forza, sfruttando lo scorrere di un fluido all'interno di cilindri muniti di pistoni. Esempi di applicazione del principio appena illustrato sono la pressa idraulica, il torchio e i freni idraulici.
Ad esempio, il principio è alla base del funzionamento della pressa idraulica, ovvero un'apparecchiatura meccanica che sfrutta lo scorrimento di un fluido, generalmente olio idraulico, per generare una forza tale da comprimere e compattare diversi materiali. Il principio di Pascal è anche alla base del funzionamento dei freni idraulici i quali, sfruttando la presenza di un particolare liquido, trasferiscono la pressione esercitata dal conducente sul pedale al meccanismo frenante.
Manutenzione dei Sollevatori: Aspetti Legislativi e Pratici
In questo articolo, cercheremo di sintetizzare il più possibile come essere in linea con le disposizioni legislative in materia di manutenzione dei propri sollevatori.
Prima di iniziare, è bene specificare che sottoporre il proprio mezzo a controlli è importante per diversi motivi principali:
- Per essere in linea con le disposizioni e superare correttamente le verifiche da parte di un eventuale ente certificato, evitando di incorrere in sgradevoli sanzioni.
- Ridurre notevolmente i rischi per la sicurezza del lavoratore prevedendo incidenti dovuti all’usura del proprio sollevatore.
- Controllando periodicamente il proprio mezzo è possibile evitare che si formino grandi rotture di parti necessarie al funzionamento del macchinario e quindi diminuire i costi di intervento.
La seconda grande premessa di questo articolo è che per capire di quale manutenzione necessitino i propri sollevatori occorre distinguere fra: immatricolazione e prima verifica, in caso in cui siano adibiti al sollevamento di persone o carichi sospesi. Più in generale tutte i mezzi presenti nell’allegato VII del D.Lgs 81/08.
Sono fondamentali da effettuare ogni 3 mesi per controllare appieno lo stato delle catene e dei dispositivi di sicurezza.
L’usura dei dispositivi di sollevamento infatti, non dipende dalla quantità di utilizzo, bensì dal tipo di lavoro che compiono.
Una sola volta potrebbe bastare a compromettere l’allungamento delle catene.
Tipologie di Sollevatori Analizzate
Andiamo ora a vedere di quali tipologie di sollevatori analizzeremo:
- Carrelli elevatori
- Piattaforme
- Transpallet
- Gru
In linea generale però, qualsiasi tipologia di sollevatori, che sia dotato di un motore e abbia una portata superiore ai 200 kg deve essere sottoposto a un controllo periodico.
Carrelli Elevatori
I carrelli elevatori possono essere sottoposti a diverse tipologie di controlli da effettuare:
Prima di ogni turno e prima di ogni utilizzo il carrellista deve controllare che il mezzo sia in regola e in grado di operare in sicurezza.
Come indicato dalla guida ISPESL le parti a cui prestare maggiore attenzione, in fase di controllo, sono: catene gomme forche sistemi ritenuta conducente
Personale competente che abbia le conoscenze adeguate per individuare eventuali anomalie nelle strutture e nei componenti può eseguire questi controlli sui carrelli elevatori.
Piattaforme Aeree
Le piattaforme aeree sono incluse fra le attrezzature da dover essere sottoposte a controlli periodici, come indicato nell’allegato VII del D.Lgs 81/08.
Questo tipo di sollevatori, non possiede delle catene ed è inoltre adibita al sollevamento delle persone, per questo la verifica delle varie componente va effettuata una volta l’anno o con più frequenza se così indicato dal costruttore.
Transpallet
Tale mezzo o attrezzatura rappresenta una questione spinosa. Un transpallet può essere sottoposto a:
Verifiche trimestrali: Solo se in possesso di catene di sollevamento come accade per gli stoccatori, i quali essendo dotati di un dispositivo di sollevamento strutturato questo necessita di controlli più stringenti.
Gru
Nel caso delle gru prima di assegnare il controllo necessario è necessario chiedersi se dispongano o meno di funi.
Per le gru che possiedono dispositivi di sollevamento dotati di funi devono essere sottoposti ogni tre mesi a una verifica trimestrale, proprio per accertare che le stesse non siano usurate o mal funzionanti.
Rientrano in questa categoria le gru: a monorotaie a torre su autocarro a cavalletto autogru
Sicurezza del Paziente e dell'Operatore nell'Utilizzo di Sollevatori
Durante le manovre di mobilizzazione possono venire a crearsi posture scorrette per il paziente ma anche per l’OSS, che rischia lesioni e danni soprattutto alla colonna vertebrale, spalle e ginocchia.
Il sollevatore è uno strumento indispensabile per la mobilizzazione in sicurezza del paziente dal letto alla carrozzina e per la sicurezza dell’operatore.
Dove è possibile sono raccomandati due operatori.
Per prima cosa bisogna accertarsi che il sollevatore sia perfettamente funzionante e in buone condizioni generali: non devono esserci parti rotte, sporgenti e pericolose.
Inoltre, bisogna assicurarsi che il sollevatore sia igienizzato.
tag: #Idraulico