L’ascensore è un impianto che tutti conoscono e hanno usato almeno una volta. Un ascensore è un mezzo di trasporto verticale a trazione a fune oppure oleodinamica che permette lo spostamento di persone tra i diversi livelli di una struttura multipiano. Si parla anche di impianti di sollevamento, che comprende in generale sia quelli che consentono lo spostamento di persone (ascensori appunto), che quelli che consentono lo spostamento di materiale e/o oggetti (montacarichi). Oggi l’ascensore è diventato quasi un accessorio dell’edificio e si cerca di renderlo confortevole il più possibile ed in linea con lo stile della struttura, cercando sempre la soluzione più adatta per ogni situazione. Di seguito le 2 principali tipologie di ascensori: ecco spiegato come si muove un ascensore elettrico ed idraulico.

Breve Storia degli Ascensori

Nel corso dei secoli la movimentazione verticale delle merci era costituita da piattaforme sollevate con funi azionate dall’uomo o da animali da traino. Nella metà del 1700 nella reggia di Versailles compare la sedia volante, voluta dal re Luigi XV. La sedia era collegata tramite una fune, a un sistema di pulegge e contrappesi. La forza motrice era fornita da un servo di fiducia del re. Un sistema simile fu realizzato alla Reggia di Caserta. Nella sedia volante borbonica, progettata dall’arch. Gaetano Genovese, il funzionamento era dovuto a un sistema d’ingranaggi azionati manualmente e la cabina, provvista di due panche, era connessa a delle robuste funi di canapa. Genovese progettò anche un sistema di sicurezza che bloccava la cabina in caso di rottura delle funi.

Nel 1857 fu installato il primo ascensore a New York, all’E. V. Haughwout building, su progetto dello stesso Otis. Nel 1870 fu installato il primo ascensore in Italia, presso l’albergo Costanzi a Roma. La storia degli ascensori ha origini antiche, ma il principio meccanico di funzionamento non è in sostanza cambiato: si tratta di un sistema che trasmette una forza sufficiente ad una struttura per permettere alla stessa di potersi alzare e vincere la forza di gravità, ovvero scendere con velocità imposta e senza subire accelerazioni.

Componenti Chiave di un Ascensore

Dobbiamo in generale riferirci a più componenti che concorrono alla definizione completa del sistema ascensore. In particolare, abbiamo:

  • La cabina di sollevamento: cioè la struttura a servizio degli utenti per garantire il sollevamento su vari livelli, nonché comandare - con opportune pulsantiere - la destinazione desiderata.
  • Il sistema impiantistico dell'ascensore: ovvero quella parte di organi elettrici e meccanici che garantiscono l'effettivo sollevamento della cabina. Tra questi possiamo includere anche il sistema di guide che delineano - come dei binari - la traiettoria di marcia della cabina.
  • Il vano ascensore: ovvero quella quella parte di struttura che delinea lo spazio di posizionamento della cabina e della parte impiantistica del sistema. Il vano può estendersi oltre l'altezza massima dell'edificio (cioè la copertura), ovvero più in profondità rispetto al piano di posa del corpo di fondazione (si parla, in questo caso, di fossa del vano ascensore).

Tipologie di Ascensori: Meccanismi di Funzionamento

Vediamo brevemente la distinzione principale tra i due meccanismi di funzionamento utilizzati per far muovere un ascensore.

Ascensori a Fune

Sono necessari quando il numero di piani da servire diventa considerevole. In pratica, la cabina contenuta nel vano ascensore, indirizzata dalle guide, è tenuta in sospensione da una serie di funi metalliche di acciaio, solitamente trefoli di acciaio armonico (cioè acciaio ad alto contenuto di carbonio) saldamente ancoranti la cabina. Queste funi si sviluppano lungo il vano ascensore e passano intorno ad un dispositivo posto in sommità del vano, chiamato argano: è questo che rappresenta il vero e proprio macchinario di sollevamento, cioè l'elemento che fornisce l'energia cinetica sufficiente alla cabina per muoversi verso l'alto o viceversa. Dall'altro lato dell'argano, sempre alle stesse funi è collegato un grosso contrappeso. Questo contrappeso si muove in senso opposto alla cabina, in quanto segue il movimento della fune che lo collega: nella sostanza, è un elemento che bilancia in parte il peso della cabina e dei passeggeri, minimizzando dunque le sollecitazioni che, altrimenti, l'argano sarebbe costretto a sopportare.

Ascensori Idraulici/Oleodinamici

A differenza degli ascensori a fune, gli ascensori idraulici non sono "appesi" a un cavo. Piuttosto, le cabine degli stessi sono sorrette e spinte da un sistema cilindro-pistone con l'ausilio di un liquido in pressione. È proprio il liquido che, grazie alla regolazione di pressione governata esternamente, riesce a generare la giusta spinta di sollevamento al cilindro di supporto che dunque fa muovere la cabina. In questo caso, pertanto, non si ha necessità di un contrappeso in quanto non c'è un argano di sollevamento che deve trasferire energia per movimentare la fune. Di contro, la corsa del cilindro ha un suo ingombro e lo stesso cilindro ha una sua stabilità che diminuisce al crescere dell'altezza da servire. Per questi motivi, l'applicazione di questa tecnologia è limitata a casi in cui si hanno altezze ridotte da servire.

Come Funziona un Ascensore Idraulico?

Un ascensore idraulico, noto anche come ascensore oleodinamico, è composto da una pompa e un pistone che viene inondato da uno speciale liquido viscoso. Anziché agire sulle funi, il motore elettrico ha il compito di azionare una pompa che, mediante pistoni, spinge il liquido oleodinamico all’interno di un cilindro che estendendosi fa salire la cabina al piano desiderato. Questo principio di funzionamento avviene solamente nella fase di salita mentre in quella di discesa, la cabina raggiunge il piano desiderato sfruttando la forza di gravità. Per la discesa dell’ascensore, invece, il liquido all’interno del cilindro defluisce gradualmente ritornando nel serbatoio. Il paracadute e la valvola di sicurezza sono le componenti principali che rendono affidabile l’utilizzo di questa tecnologia.

Innanzitutto l’ascensore oleodinamico, spesso chiamato “ascensore idraulico” ha un funzionamento molto semplice dal quale risulta anche il suo nome: per mettersi in movimento, infatti, ha bisogno di liquido, nella fattispecie olio minerale. La salita della cabina avviene grazie ad un sistema composto da cilindri e pistoni, azionato, appunto, da olio minerale in pressione che una volta immesso nel cilindro determina una estensione dello stelo e, di conseguenza, il movimento desiderato. Ancora più semplice e a costo zero è la discesa che avviene sfruttando la forza di gravità che viene controllata grazie alla gestione del deflusso dell’olio all’interno del cilindro. Il risultato è un sistema dal movimento fluido, confortevole e sicuro.

I modelli più avanzati di ascensore idraulico prevedono l’utilizzo, al posto dell’olio minerale, di fluidi ecologici che azzerano i fattori di rischio di inquinamento in caso di dispersione nel suolo grazie ad una biodegradabilità del 90%.

Componenti Specifiche dell'Ascensore Idraulico

Sono molte le componenti che collaborando tra di loro garantiscono ad un ascensore oleodinamico il funzionamento corretto. Di base, il movimento avviene grazie all’olio che sommerge il pistone su impulso di una centralina idraulica. La valvola limitatrice della pressione è un sistema di sicurezza aggiuntivo ed è posta tra la pompa e la valvola direzionale. Si aziona in automatico qualora la pressione ricevuta sia superiore a quella necessaria, spedendo il liquido viscoso nel serbatoio.

Nel primo caso il pistone è fissato direttamente alla cabina, che è anche la soluzione più diffusa, nell’altro il pistone è fissato alla cabina mediante il supporto di funi e catene.

Vantaggi e Svantaggi degli Ascensori Idraulici

Vantaggi

  • Facilità d’installazione: richiedono fosse più contenute rispetto agli ascensori elettrici, e il gruppo motore non deve essere installato sulla sommità del vano corsa.
  • Spazi ridotti: Uno dei principali vantaggi riguarda il fatto che l’ascensore idraulico, per via del suo piccolo ingombro, dovuto all’assenza del locale macchine e di contrappesi, può essere installato praticamente ovunque, anche in case o edifici in via di ristrutturazione che precedentemente non prevedevano l’ascensore e che, dunque, non hanno lo spazio materiale per un ascensore elettrico o che renderebbero l’installazione di quest’ultimo inutilmente costosa e complicata.
  • Silenziosità: È, inoltre, consigliato in edifici con un’altezza dei piani non elevata, come, ad esempio, piccoli condomini e bifamiliari: l’ascensore idraulico è infatti estremamente silenzioso, il che permette l’uso dello stesso senza che si arrechi disturbo ai condomini.
  • Precisione di fermata: è un alleato anche per l’abbattimento delle barriere architettoniche, perché ha una maggiore precisione nell’arrivo al piano rispetto ad un impianto elettrico tradizionale e consente alle persone con disabilità motoria di essere totalmente indipendenti nei movimenti in entrata e uscita.

Svantaggi

  • Velocità e portata ridotta: rispetto ad altri modelli ha una velocità e una portata ridotta.

Ascensori Elettrici vs. Ascensori Idraulici: Un Confronto

Gli ascensori elettrici sono costituiti dalla maggior parte di ascensori in esercizio, e funzionano con un motore elettrico posto alla sommità dell’impianto che aziona contrappesi e cavi d’acciaio che muovono verticalmente la cabina dell’ascensore. Il motore elettrico aziona un argano che dispone la salita e la discesa del contrappeso, necessari per bilanciare il peso della cabina, riducendo l’energia elettrica necessaria per il movimento verticale. Un altro elemento importante dell’impianto è costituito dal quadro elettrico, equipaggiato con un inverter, il quale regola la velocità e le fermate ai piani. A differenza dell’ascensore elettrico, i motori dell’ascensore idraulico non sono posti in cima al vano, bensì nella fossa.

Come in tutti i segmenti di mercato anche in quello degli ascensori, a partire dalla fine del secolo scorso, l’efficienza energetica è diventata il mantra ed ha invertito le rotte: ha ridotto notevolmente la diffusione degli ascensori idraulici o oleodinamici in tutta Europa (in auge dagli anni 80), a favore di quelli elettrici ritenuti, appunto, più efficienti in termini di consumi energetici. Ed il mercato si è uniformato, ad occhi chiusi, a questa tendenza… Oggigiorno, però, le cose stanno diversamente.

Se è vero che l’ascensore elettrico offra vantaggi per il consumo energetico durante la fase di utilizzo. Di contro, va sottolineato che ciò vale solo in fase di corsa e che questo aspetto, da solo, non basta per valutarne correttamente la sua impronta ecologica. A conferma di ciò, recenti studi di settore, hanno dimostrato che l’energia, che i costruttori di ascensori hanno utilizzato per anni come fattore decisivo per scegliere un ascensore elettrico invece di uno idraulico, è solo uno dei fattori che contribuisce alla valutazione dell’impatto ambientale di un ascensore. Alla fine dei conti, infatti, dall’analisi dell’intero ciclo di vita di entrambi i sistemi è risultato essere l’ascensore idraulico quello dal profilo ambientale migliore.

Velocità di Percorrenza

Gli ascensori a fune risultano essere di gran lunga più veloci degli ascensori idraulici. Per i primi, si hanno velocità di percorrenza che si aggirano intorno al metro per secondo (m/s), in condizioni ordinarie. Per gli ascensori idraulici, questi numeri possono scendere fino anche alla metà (0,5 m/s orientativamente). Le velocità di percorrenza in ascensore non sono solo vincolate da condizioni meccaniche, bensì anche da problemi di funzionalità e confort per i passeggeri. Infatti, velocità elevate sono spesso collegate ad accelerazioni/decelerazioni elevate, che condizionano il confort di marcia degli occupanti.

Sicurezza negli Ascensori

Gli ascensori sono dotati di veri e propri freni che permettono di bloccare gli spostamenti della cabina nel caso in cui si verifichino problemi. Il meccanismo di frenatura si attiva in automatico quando le velocità di caduta aumentano del 20-30% rispetto alla velocità di funzionamento ordinario e, grazie all'attrito che si genera dal contatto dei freni con le guide, si dissipa l'energia cinetica fino a farla esaurire completamente.

Nel caso degli ascensori a fune, lo stesso contrappeso è progettato in maniera tale da essere anche un meccanismo di protezione in caso di guasto. Lo stesso infatti è in grado di equilibrare il peso della cabina e di un carico pari alla metà della massima portata di progetto. Pertanto, se il guasto si verificasse in condizioni di carico ridotto, l'ascensore piuttosto che cadere, salirebbe. La sicurezza, in questi casi, è garantita anche dalla presenza di un numero ridondante di funi: nella pratica, le funi presenti lavorano a valori di sollecitazione estremamente ridotti, così tanto che già una delle presenti sarebbe da sola in grado di far funzionare il sistema.

Il paracadute è un dispositivo di sicurezza degli ascensori, progettato per arrestare la cabina in caso di velocità eccessiva o guasti meccanici. In situazioni di emergenza, come la rottura delle funi o un’accelerazione anomala, il paracadute entra in azione bloccando la cabina sulle guide, prevenendo cadute libere e garantendo la sicurezza dei passeggeri. Il funzionamento del paracadute dell’ascensore dipende strettamente dal limitatore di velocità.

Manutenzione degli Ascensori

Nel condominio la manutenzione ordinaria degli ascensori viene gestita con un contratto stipulato dall’amministratore del condominio e prevede una visita ogni sei mesi per verificare il corretto funzionamento degli impianti e valutare lo stato delle componenti.

Costi di un Ascensore Idraulico

Un ascensore a pistone ha un prezzo molto variabile. Nella realizzazione del preventivo vanno infatti considerate diverse voci di spesa. Si parte innanzitutto dal calcolo dei lavori di adattamento degli spazi in cui viene installato l’ascensore. Si procede poi con la scelta del modello di ascensore e delle sue caratteristiche.

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