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Che cos’è
Per ascensore si intende un apparecchio elevatore con installazione fissa che serve piani definiti mediante una cabina che si sposta lungo guide rigide e la cui inclinazione sull’orizzontale è superiore a 15 gradi, destinato al trasporto di persone e di cose.
Gli ascensori o elevatori (definizione dell’ultima direttiva comunitaria 95/16/CE del 29 giugno 1995 recepita in Italia con il D.P.R. n. 162 del 30 aprile 1999) possono essere:
• Elettrici (a fune)
• Oleodinamici (comunemente noti come idraulici poiché nei primi esemplari costruiti il fluido usato era l’acqua).
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Tipologie di ascensori
le due grandi tipologie con cui ad oggi si possono classificare gli ascensori sono gli impianti idraulici o oleodinamici e gli impianti elettrici detti anche tradizionali
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Esempio storico di ascensore elettrico.
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Sistemi di movimento oleodinamico.
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Ascensore elettrico
L’ascensore elettrico moderno è composto principalmente dai seguenti elementi:
1. Macchinario di sollevamento costituito da un motoriduttore comprendente un motore asincrono trifase alimentato generalmente da una tensione di 380 Volt e dal gruppo di riduzione, cioè l’argano, del tipo corona dentata e vite senza fine.
L’argano è il meccanismo costituito da ingranaggi dentati che riducono il numero dei giri sull’asse dove è calettata, cioè opportunamente fissata, la puleggia motrice, rispetto ai giri dell’asse motore elettrico. La velocità dell’impianto è determinata esclusivamente dal rapporto di riduzione dell’argano e dal diametro della puleggia di frizione in quanto si utilizzano di norma motori a corrente alternata (detti “asincroni trifase”) con velocità fissa a 1500 giri/minuto. Alcuni argani di riduzione vengono equipaggiati con motori a due velocità, il primo avvolgimento per la velocità di esercizio e l’altro per la velocità di accostamento al piano, così da ottenere arrivi e partenze graduali, oltre a un migliore livellamento al momento della fermata al piano. L’ascensore elettrico è in grado di raggiungere le più alte velocità di
movimento.
2. Cabina passeggeri. Le cabine spesso sono vere e proprie opere d’arte. Nella prima parte del ‘900 erano in legno, spesso fornite di sedile a ribalta. Spesso dotate di specchi interni o di finestrini per togliere il senso di angustia derivante dalla ristrettezza dello spazio. Oggi la tendenza è verso l’aumento del numero di cabine parzialmente o interamente vetrate, che si muovono sul lato esterno delle pareti, così da consentire una vista panoramica verso l’esterno o l’interno degli edifici. In passato invece le cabine erano quasi sempre mosse all’interno di un vano chiuso.
3. Contrappeso (che ha funzioni anche di bilanciamento con conseguente riduzione della potenza elettrica impegnata e dei consumi energetici). Generalmente il contrappeso pesa quanto la cabina vuota più circa la metà del carico trasportabile. Pertanto il peso massimo da movimentare con la potenza del motore è all’incirca uguale a metà del carico trasportabile dalla cabina. Se ad esempio la cabina e l’arcata metallica che la sostiene pesano 300 kg e la portata
dell’ascensore è di 4 persone (si calcola un peso medio di 75 kg a testa), il contrappeso peserà 450 kg. Se la cabina è a
pieno carico, il suo peso complessivo sarà di 600 kg. Essendo il contrappeso di 450 kg, la differenza tra i due pesi (150 kg) sarà uguale al peso che l’argano dovrà sollevare, corrispondente al peso di due e non quattro persone.
4. Funi di trazione
5. Quadro elettrico di manovra
6. Dispositivi di sicurezza comprendenti:
Limitatore di velocità. Freno a ganasce, in genere inserito sul giunto di collegamento tra motore e argano che viene azionato da un idoneo dispositivo realizzato in modo tale da risultare aperto solo quando il motore riceve corrente e, di conseguenza, solo quando la cabina è in movimento. Quando invece il motore non riceve corrente le ganasce si serrano e l’argano è frenato. Paracadute. Quest’ultimo dispositivo consiste di un freno spinto da molle verso le guide lungo le quali si muove la cabina. Il peso stesso dell’ascensore agganciato alle funi di sostegno mette in trazione le molle ed evita che il freno agisca. Qualora questa trazione, a seguito di rottura delle funi, venisse a mancare, automaticamente le molle azionano il freno che blocca la cabina impedendole di precipitare.
Ascensore oleodinamico
L’ascensore oleodinamico moderno è composto principalmente dai seguenti elementi:
1. Centralina idraulica o oleodinamica, composta da un motore asincrono trifase, una pompa ad ingranaggi ad alta portata di fluido, da un gruppo di valvole idrauliche comandate da elettromagneti.
2. Cilindro entro il quale scorre un pistone, o, più propriamente, lo stelo che sostiene la cabina e che la spinge verso l’alto o ne frena la discesa.
3. Tubazioni dell’olio e serbatoio dell’olio dove si muove il fluido che genera la pressione che spinge il pistone quando
si aziona la pompa. In questo modo lo stelo fuoriesce dal cilindro e spinge in alto la cabina. Se, a pompa inattiva, si fa defluire l’olio attraverso la valvola di discesa, il pistone e la cabina scendono.
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4. Cabina passeggeri
5. Quadro elettrico di manovra
6. Dispositivi di sicurezza comprendenti: Paracadute, Valvola di blocco. I due azionamenti si differenziano nel modo con cui viene imposto il movimento. Con un ascensore elettrico è il macchinario di sollevamento che trasmette il movimento alle funi che reggono la cabina per mezzo dell’attrito sulla puleggia di frizione; il motore elettrico funziona in entrambe le direzioni di marcia: salita e discesa.
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Con un ascensore oleodinamico è la centralina idraulica che fornisce l’energia ad un fluido a mezzo di una pompa di tipo volumetrico e di una serie di valvole (generalmente un olio con speciali additivi) che muove a sua volta il pistone permettendogli di fuoriuscire dal cilindro; in questo caso il motore elettrico funziona quando la cabina va in salita poiché in discesa è la forza di gravità a muoverla.
Un ascensore che trasporta solamente materiali, senza accompagnamento umano, è definito montacarichi, e non è soggetto alla Direttiva Ascensori, bensì alla Direttiva Macchine.
| La storia dell’ascensore
Sicuramente una delle prime situazioni in cui si è sentita la necessità di una attrezzatura
idonea a trasportare in verticale uomini e materiali è quella delle miniere. Sono dell’inizio del XIX secolo i primi studi per dotare quei primitivi apparecchi di un motore a vapore che sostituisse l’energia umana.
Il primo sviluppo fondamentale che si ebbe in direzione dell’ascensore come oggi è conosciuto venne dato da un inventore americano, Elisha Otis, che 1853 depositò il brevetto del sistema di sicurezza paracadute, destinato ad impedire la caduta violenta della cabina in caso di guasti o rotture ai cavi.
La prima applicazione pratica si ebbe nel 1857 a New York e, negli anni successivi, altri famosi
ingegneri lo perfezionarono con l’adozione di circuiti idraulici e con l’invenzione dell’ascensore
elettrico, fatta risalire al 1880 in Germania a Werner von Siemens.
All’ing. Leone Edoux è attribuita la realizzazione di uno dei primi ascensori idrodinamici moderni,
per il Christal Palace di Londra, alla metà del XIX secolo. La cabina era mossa da una pompa che introduceva acqua nel cilindro ove alloggiava il pistone: di qui il termine “idrodinamico” che ancor oggi a volte si usa invece del più appropriato termine “oleodinamico”, in quanto il fluido usato non è più l’acqua, ma sono oli dalle caratteristiche speciali.
Una delle prime spettacolari applicazioni della nuova invenzione è quella vista 1889 in Francia in occasione della presentazione della Tour Eiffel a Parigi.
Le tappe più importanti nell’evoluzione dell’ascensore possono essere considerate quelle dell’abolizione del manovratore, datata 1924, e successivamente l’introduzione delle porte ad apertura automatica al posto di quelle manuali.
Notevoli progressi si sono registrati anche nel campo dei "quadri di manovra", deputati al controllo e alla gestione dell’impianto. Superati gli obsoleti pannelli elettromeccanici senza particolare flessibilità di funzionamento, i moderni sistemi elettronici con microprocessori consentono un esercizio adattabile ad ogni genere di edificio ed utilizzo (prenotazioni di chiamata, corse con arresti intermedi per "raccogliere" e "riempire" la cabina fino al raggiungimento del massimo carico, ecc.). |
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Fra le ultime evoluzioni citiamo:
– la regolazione elettronica della velocità: oltre a rendere estremamente dolci le fasi di avvio e fermata della cabina, permettono l’arresto della stessa esattamente in corrispondenza del piano; questa è inoltre una condizione necessaria al soddisfacimento delle ultime norme in materia di sicurezza (fra le maggiori cause di incidente si registrano proprio gli inciampi sugli scalini che si creano fra piano e cabina);
– l’eliminazione del "vano macchina" mediante lo spostamento di motore, argano e apparecchiature di comando – realizzati in forma molto compatta – all’interno del vano di corsa allo scopo di risparmiare spazio all’interno dell’edificio. |
Ascensori in Italia
L’Italia è il paese con il maggior numero di ascensori al mondo – nel 2006 si contavano tra i 750.000 e gli 800.000 impianti – e se ne installano ogni anno da 15.000 a 20.000 nuovi. In tutto il Paese operano circa 2000 aziende che si occupano di installazione o manutenzione.
Bibliografia:
“Ascensore e apparecchi elevatori: scelta, installazione, manutenzione, utilizzo. Ascensori idraulici, ascensori elettrici, montacarichi, piattaforme elevatrici, ascensori nuovi in edifici preesistenti”.
Enzo Fornasari, Giuseppe Iotti. Rimini 2000. Maggioli
www.niac.usra.edu
L’ascensore di DOMANI
L’ascensore spaziale, conosciuto anche come ponte spaziale o scala per le stelle, è un progetto, per ora ipotetico, di un dispositivo simile ad un ascensore che servirebbe a portare carichi in orbita. L’ascensore spaziale è quindi lunghissimo,
decine di migliaia di chilometri e, a differenza degli ascensori ordinari, il cavo portante, che attraversa tutto lo spessore dell’atmosfera per congiungersi a una stazione orbitante, è immobile e la cabina si muove su di esso. Il principio su cui si fonda è quello della forza centrifuga determinata dalla rotazione terrestre.
Rendering dell’ascensore spaziale. Dall’alto: isola artificiale cui è ancorato i
l cavo; schema della tensione del cavo tra terra e stazione orbitante; due viste della stazione e parte terminale del cavo.
Un ascensore spaziale dalla Terra permetterebbe di inviare materiale ed astronauti nello spazio ad un costo pari ad una frazione del costo odierno. Costruirne uno richiederebbe comunque un grande progetto, e l’ascensore dovrebbe essere costruito con un materiale che possa resistere ad un tremendo stress mentre dovrebbe essere anche leggero, poco costoso e facile da produrre. Un considerevole numero di altri nuovi problemi ingegneristici dovrebbero anche essere risolti per rendere possibile l’ascensore spaziale. La tecnologia odierna non ha ancora queste capacità, ma alcuni ritengono che l’ascensore spaziale potrebbe diventare una realtà nei decenni a venire.
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