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Ancoraggio per attrito: piccole asimmetrie, grandi differenze

L’ancoraggio per attrito è un metodo che sfrutta l’azione di elementi di ancoraggio, ad esempio di cinghie in tessuto, per aumentare la forza di attrito tra carico e pianale del veicolo, in modo da impedire lo scivolamento del carico.

Lo schema tipicamente utilizzato prevede di utilizzare una cinghia costituita da due parti, di cui una contiene il dispositivo di tensionamento. La cinghia viene dunque passata sulla parte superiore del carico e, grazie all’azione del dispositivo di tensionamento, questa effettua una spinta sul carico verso il basso, aumentando la forza di attrito tra carico e pianale.

Schema tipico dell'ancoraggio per attrito

Schema tipico dell’ancoraggio per attrito

Fermo restando che per essere efficace questo sistema di ancoraggio richiede di avere un valore elevato del coefficiente di attrito, in questo articolo si pone l’attenzione sull’importanza del posizionamento del carico.

Asimmetria nel posizionamento trasversale

Quando il carico non è posizionato nella mezzeria, l’efficacia dell’ancoraggio per attrito cala drasticamente in quanto:

  • Si ha una forza trasversale non bilanciata che tende a riportare il carico in mezzeria
  • La lunghezza della cinghia quando il carico si trova in mezzeria è inferiore rispetto alla lunghezza della cinghia quando il carico è spostato. Ne consegue pertanto una perdita di tensionamento se il carico dovesse spostarsi verso la mezzeria.

Forza trasversale residua

In generale, la forza esercitata dalla cinghia sul carico può essere scomposta nella componente verticale, che genera l’aumento della forza di attrito e contribuisce al fissaggio del carico, e nella componente orizzontale. Se il carico è posto in mezzeria, le componenti orizzontali sviluppate sui due lati si annullano vicendevolmente, come mostrato in figura.

Annullamento della componente orizzontale delle forze per carico posizionato in mezzeria

Annullamento della componente orizzontale delle forze per carico posizionato in mezzeria

Invece se il carico è spostato rispetto alla mezzeria si perde la condizione di simmetria delle forze, come mostrato in figura.

Componente di forza orizzontale residua per carico spostato rispetto alla mezzeria

Componente di forza orizzontale residua per carico spostato rispetto alla mezzeria

Tale forza tende a spingere il carico verso la mezzeria, riducendo l’effetto di fissaggio dovuto alla forza di attrito tra carico e pianale. Questo inoltre provoca un ulteriore effetto negativo, in quanto se vi è un piccolo spostamento del carico, come vedremo la tensione della cinghia cala drasticamente.

Diminuzione della tansione della cinghia

La figura seguente mostra come varia la lunghezza della cinghia per un carico posizionato in mezzeria rispetto ad un carico spostato di 10 cm a sinistra rispetto alla mezzeria.

Variazione della lunghezza della cinghia in funzione della posizione del carico

Variazione della lunghezza della cinghia in funzione della posizione del carico

La tabella seguente mostra invece la differenza di lunghezza per diversi valori dello scostamento rispetto alla mezzeria:

Scostamento del carico rispetto alla mezzeria (cm) Allungamento della cinghia (cm)
5 0.18
10 0.72
15 1.62
20 2.88
25 4.49
30 6.46
35 8.77
40 11.4

 

Pertanto se un carico dovesse compiere anche un piccolo spostamento verso la mezzeria, a causa dell’azione combinata delle vibrazioni e della forza residua orizzontale esercitata dalla cinghia, si sposterebbe verso una posizione che prevede una lunghezza inferiore della cinghia. In altre parole, si avrebbe una drastica riduzione della tensione della cinghia, con conseguente decadimento dell’efficacia del fissaggio.

Ripristinare la simmetria

Dunque per garantire l’efficacia del fissaggio è necessario garantire una configurazione simmetrica per i due rami della cinghia. Ma che fare quando il carico ha un baricentro spostato rispetto al centro geometrico dell’imballaggio?

Si consideri l’esempio mostrato in figura seguente.

Carico con baricentro non coincidente con il centro geometrico

Carico con baricentro non coincidente con il centro geometrico

In questo caso deve essere interposto del materiale di riempimento, ad esempio pallet, per consentire una configurazione geometrica della cinghia di fissaggio, come mostrato in figura.

Ripristino della simmetria della cinghia di fissaggio

Ripristino della simmetria della cinghia di fissaggio

Conclusioni

Il posizionamento del carico non è importante solo per distribuire correttamente la massa e garantire il bilanciamento del veicolo. Infatti, specialmente in caso di fissaggio mediante ancoraggio per attrito, il posizionamento è altresì importante per non compromettere l’efficacia del fissaggio.