Il rischio di ribaltamento

La norma EN 12195-1, per il calcolo del fissaggio del carico, prende in considerazione anche la stabilità del carico. Viene infatti contemplato, oltre al rischio di scivolamento, anche il rischio di ribaltamento.

Il concetto alla base è che carichi con baricentro alto rispetto alla dimensione della base di appoggio, in caso di percorrenza di una curva o in frenata, potrebbero ribaltarsi anziché scivolare.

Nel caso il carico non abbia sufficiente stabilità senza ancoraggio, devono essere prese appropriate misure in termini di fissaggio del carico per evitare il ribaltamento.

Stabilità del carico senza ancoraggio

La figura seguente mostra le forze che intervengono sul carico durante la percorrenza di una curva.

Le forze che agiscono sono:

F_i: forza di inerzia, che spinge il carico verso l’esterno della curva. Tale forza è pari al prodotto della massa per l’accelerazione laterale. Poiché secondo la norma EN 12195-1 il coefficiente di accelerazione trasversale vale 0.5g, si ha:

F_i = 0,5mg

Agisce inoltre la forza peso F_P, che vale:

F_p = mg

In realtà agisce anche la forza di attrito F_a, nella stessa direzione della forza F_i ma con verso opposto. Per la valutazione della stabilità tuttavia la forza di attrito non interviene, come spiegato sotto.

Per il carico con massa “m” illustrato in figura, sottoposto alla forza di inerzia F_i, si ha la condizione limite di ribaltamento rispetto al polo “O” quando:

F_i x d = F_p x b

La forza di attrito F_a non interviene in quanto ha braccio nullo rispetto al polo “O”, e pertanto non sviluppa alcun momento.

Sostituendo i valori delle forze nell’equazione sopra si ha:

0,5mg x d = mg x b

E semplificando si ottiene:

b/d = 0,5

Pertanto, nel trasporto stradale la condizione di stabilità del carico senza ancoraggio in direzione trasversale è soddisfatta per la condizione:

b/d > 0,5

Se il carico risulta stabile senza ancoraggio, il fissaggio può essere effettuato considerando soltanto la condizione di scivolamento.

Se invece la disequazione non è soddisfatta, il carico non risulta stabile senza ancoraggio, e il calcolo del fissaggio deve prevedere, oltre al rischio di scivolamento, anche il rischio di ribaltamento, come prescritto dalla norma EN 12195-1.

Discussione dei risultati

La disequazione sopra fornisce importanti spunti di riflessione relativamente alla stabilità del carico:

• La condizione di stabilità dipende dal rapporto tra base di appoggio e altezza del baricentro rispetto ai coefficienti di accelerazione. In caso di carichi instabili si può pensare di modificare la geometria per raggiungere la condizione di stabilità, come mostrato in figura.

I quattro elementi, presi singolarmente presentano il rischio di ribaltamento in frenata dovuto all’azione della forza di inerzia F_i. Tuttavia, anziché effettuare un fissaggio del carico che contempli tale rischio, è possibile rendere il carico stabile mediante una opportuna cerchiatura. Cambiando la geometria del carico, aumentando la lunghezza della base di appoggio, si ottiene una configurazione stabile senza ancoraggio. Sarà pertanto sufficiente effettuare il fissaggio considerando solo il rischio di scivolamento, e non quello di ribaltamento.

• Il coefficiente di attrito non interviene nella verifica della condizione di stabilità. Pertanto, utilizzare un tappetino antiscivolamento per migliorare la condizione di stabilità è del tutto inutile. L’aumento del coefficiente di attrito apporta benefici relativamente al rischio di scivolamento, ma non per il rischio di ribaltamento.

• Allo stesso modo, la massa del carico non interviene nella verifica della condizione di stabilità. Un carico più pesante, a parità di geometria, presenta le medesime condizioni di stabilità di uno più leggero.