PRINCIPALI PARTI COSTITUENTI DEI

PRINCIPALI PARTI COSTITUENTI DEI FABBRICATI
A) FONDAZIONI
Fondazioni del fabbricato e fondazioni dei macchinari. Le opere di fondazione vengono in linea generale
classificate in: - superficiali (plinti isolati, travi continue, platee); - profonde (pali battuti, pali trivellati,
micropali). Scelta del sistema di fondazione dipende: dai carichi da sopportare); - dai limiti imposti per
cedimenti isolati e differenziali; - dalle caratteristiche geotecniche del terreno. I terreni si distinguono in: compatti; - sciolti; - inconsistenti.
B) STRUTTURE PORTANTI
Vantaggi della prefabbricazione: • costi ridotti; • minori movimentazioni di materiali; • uniformità del
prodotto; • controllo qualitativo; • pre-collaudo; • rapidità di montaggio in opera.
a) Strutture prefabbricate in carpenteria metallica
Consentono di superare grandi luci.
b) Strutture prefabbricate in cemento armato
Adatte per edifici multipiano.
c) Strutture in cemento armato tradizionale
Per edifici di dimensioni limitate e complessi.
I carichi da considerare sulle sono: - carico permanente o fisso (peso proprio delle strutture); - azioni
sismiche; - sovraccarico costituito dal vento e dalla neve; - sovraccarico dovuto a eventuali carichi sospesi.
Le azioni del vento, entità: p=qref*ce*cp*cd dove: ce=coeff. di esposizione, per edifici con altezza massima 10
m può variare tra 1,5 e 2,8; cp=coeff. funzione della forma della superficie e della posizione di questa rispetto
alla direzione del vento; cd=coeff. dinamico, uguale a 1; qref=pressione che si esercita su 1 m2 di superficie
ortogonale alla direzione dei vento. Carico della neve: qs=µ i*qsk dove: qs(espresso in kN/m2)=carico neve
sulla copertura; µ i=coeff. di forma della copertura; qsk=valore di riferimento del carico neve al suolo
C) COPERTURE E PARETI
Seguentinfattori: - l'illuminazione naturale; - l'acclimazione dell'ambiente.
a) illuminazione naturale dei fabbricati industriali
Può essere ottenuta: 1) l'irraggiamento diretto attraverso vetrate e finestre; 2) la riflessione su pareti esterne
vicine al locale; 3) la riflessione sulle pareti interne del locale.
La presenza dell'illuminazione naturale crea dei problemi: - integrazione mediante l'illuminazione artificiale;
- contrasti o elevate luminanze; - variazione delle caratteristiche dell'illuminazione naturale in relazione ad
attrezzature; - difficoltà di accordare il colore di determinate sorgenti luminose ad alta efficienza con la luce
diurna.
Il concetto di indice di luce diurna j.
Rapporto fra l'illuminamento in un punto interno al locale (a 1m dal pavimento) e l'illuminamento in un
punto all'aperto in un giorno dell'anno particolarmente sfavorevole (intorno a 3000 lux). Sia P il punto sul
piano di lavoroj vale S/D, dove S è la proiezione sul piano di lavoro dell'arco AB intercettato sulla
circonferenza di diametro D e centro P dai due raggi di luce PL e PM: se si assume D = 100 mm, S misurata in mm - fornisce immediatamente la j nel punto P. Ricavato j nei diversi punti, collegando fra di
loro tali ordinate, si ottiene la curva di illuminamento. Si perviene alle seguenti conclusioni. 1) Il flusso
luminoso è proporzionale al rapporto fra la superficie vetrata e la superficie totale del tetto, s/S; 2) Più le
superfici vetrate sono inclinate rispetto all'orizzontale, tanto più diminuisce l'illuminamento. 3) Più l'altezza
sotto filo catena del fabbricato si avvicina all’interasse fra tali luci, più uniforme diventa l'andamento di j.
Indice di superficie vetrata i, rapporto fra la superficie A delle aperture traslucide e la superficie P del
pavimento del locale stesso: i=A/P Noto il valore di i e indicando con Li e Le rispettivamente l'illuminamento
interno ed esterno gli indici di superficie vetrata: - Lucernari a vetro piano: Li=0,33i*Le; - Coperture a shed:
Li=0,25i*Le per vetrate a 60°; Li=0,17i*Le per vetrate verticali; - Coperture a lucernario: Li=0,17i*Le per
vetrate verticali.
b) Acclimazione dei fabbricati industriali
Seguenti caratteristiche delle strutture di chiusura del fabbricato: - resistenza termica (talvolta denominata
coibenza); - permeabilità all'aria; - capacità termica. La resistenza termica (specifica) è l'inverso della
trasmittanza termica. Si misura in W/(m2*°C) o in (m2 *°C*h)/kcal. La permeabilità all'aria. Si può misurare
in m3/(m2*h). La capacità termica è la somma dei prodotti dei calore specifico di ciascuno dei materiali
costituenti la struttura per il peso di 1 m2 dei rispettivi elementi costitutivi. Si misura in kJ/(m2*°C) o in
kcal/(m2*°C).
I tipi fondamentali di strutture: - strutture tradizionali, in muratura, laterizio armato, blocchi di cemento; strutture ad elementi prefabbricati, più leggere e di rapido montaggio. Queste ultime possono presentare una
minore capacità e più diffusi laschi infrastrutturali maggiori fabbisogni energetici. La quantità di calore
dispersa nell'unità di tempo a causa della trasmittanza termica delle strutture di chiusura è data dalla: K(ti-te)
in (W/m2) o (kcal/m2*h) dove: k=trasmittanza termica totale di una struttura, in W/(m2*°C) o
kcal/(m2*°C*h); ti=temperatura ambientale interna al fabbricato in °C; te=temperatura esterna al fabbricato in
°C. Il disperdimento di calore Qd, durante l'intera stagione invernale, dovuto alla trasmittanza termica delle
strutture, risulta pari a circa 100.000 kJ/m2per ogni W/(m2*°C) di trasmittanza delle pareti e pari a circa
115.000 kJ/m2 per ogni W/(m2*°C) di trasmittanza delle coperture. La permeabilità all'aria, fuga di 1m3/m2*h
di aria calda corrisponda a una dispersione di calore pari a 40MJ (10.000 kcal) per m2 di copertura. Il
disperdimento energetico stagionale di 1m2 di struttura 40*n(Mj/m2*stagione) dove n misura la permeabilità
all'aria (in m3/m2*h). Le quantità di calore Qd fornite prima vanno maggiorate del 15- 20% per ogni metro in
più dell'altezza sotto il filo catena dei fabbricati oltre i 5 + 6 metri. Per valori della trasmittanza compresi fra
0,6 e 1W/(m2*°C) [in media 0,8] e nella ipotesi di un impianto di riscaldamento limitato a un solo turno
giornaliero (8 ore lavorative + 1-3 ore di preriscaldamento), il disperdimento energetico dovuto a bassa
capacità delle strutture si può valutare, con la seguente espressione: (13.7) Qd=28MJ per stagione.La (13.7) è
valida per fabbricati industriali aventi un'altezza sotto filo catena fino a 5- 6 m. Per altezze superiori,
maggiorati del 5-10% per ogni metro di maggiore altezza del fabbricato. Un'altra causa di disperdimento è
inquinamenti dell'aria. Disperdimento energetico stagionale totale=0.6*n*S (KJ per stagione).
c) Tipi di coperture
Prestazioni e caratteristiche: - impermeabilizzazione e protezione dalle intemperie; - isolamento termico ed
acustico; - resistenza meccanica e pedonabilità; - durata; - leggerezza; - possibilità di contribuire all'illuminazione, ventilazione ed evacuazione dei fumi dagli ambienti. Tipi di coperture ad elementi prefabbricati:
a) lastre di fibrocemento o di lamiere grecate zincate od in alluminio; b) pannelli di materiale isolante dello
spessore di 5 cm, con sovrastanti lastre di fibrocemento; c) pannelli di materiale coibente racchiusi fra lastre
di fibrocemento o metalliche, sia verso l'esterno, sia verso l'interno; d) lastre in lamiera zincata o in
alluminio, di tipo grecato, sopportanti uno o più strati di materiale isolante. L'impermeabilizzazione da uno o
due strati di guaina bituminosa.
d) Tipi di pareti
Pareti esterne
Devono avere buona resistenza meccanica, favorevoli caratteristiche termo-acustiche. Tipologie: a) Pareti in
muratura di laterizi o in blocchi di cls; b) Lastre prefabbricate in cemento armato c) Pareti semplici in
lamiera; d) Pareti strutturali in vetro (courtain-wa11).
Pareti interne
Seguenti categorie. a) Chiassilerie sono pareti sottili e leggere, generalmente metalliche; b) Pareti in
muratura di laterizio o in blocchi di calcestruzzo; c) Pareti aventi determinate caratteristiche di resistenza al
fuoco: tipologia particolare di parete, definita convenzionalmente REI, tra le tipologie figurano: • muratura di
mattoni pieni di spessore 25 cm; • blocchi di cls con specifica omologazione; • setti continui in cemento
armato dello spessore minimo di 20 cm; • lastre in cartongesso montate su intelaiatura metallica. d) setti in
cemento armato; e) Pareti mobili; f) Pareti fonoisolanti; g) Pareti in carton-gesso.
D) PAVIMENTI
Seguenti caratteristiche: - resistenza agli urti ed alle vibrazioni; - bassi costi dei materiali e della relativa posa
in opera; non sdrucciolevole; - buon assorbimento dei rumori; - isolamento contro il caldo e il freddo;
- elasticità atta ad evitare, in caso di caduta, la rottura o il danneggiamento degli utensili e di altri materiali; antipolvere; - facilità di manutenzione, riparazione e pulizia; - facilità di installazione dei macchinari. Tipi
di pavimentazione per industrie: a) calcestruzzo in lastroni: polverosa, poco resistente all'abrasione, dà luogo
alla formazione di fessurazioni o crepe, assorbe oli e grassi, risulta di difficile riparazione, basso costo di
costruzione; b) calcestruzzo con trattamento superficiale indurente in lastre continue è il pavimento di più
estesa applicazione; c) blocchetti di legno trattati con olio di antracene. Vengono posati su un manto di pece
con sottofondo in calcestruzzo, uno dei pavimenti di maggior costo; d) piastrelle di materiali vari (come il
korodur), atte a soddisfare le esigenze specifiche di impiego; e) piastrelle di acciaio, usura minima, resiste
alle alte temperature ed agli urti e non richiede manutenzioni particolari; f) piastrelle di gres od in clinker,
adatta per locali adibiti a mensa, servizi igienici, lavorazioni comportanti frequenti lavaggi, relativamente
fragile, si usano anche per esterno degli edifici. Pavimenti per uffici: a) pietra o legno; b) piastrelle in
materiale ceramico; c) materiali sintetici; d) pavimenti sopraelevati, per installare impianti elettrici,
informatici, idraulici.
E) STRUTTURE VARIE
Portoni rigidi: - A battenti; - A libro; - Scorrevoli; - A serranda o a saracinesca; - Basculanti.
Portoni flessibili: - A battenti; - A strisce; - A libro; - Scorrevoli; Ad avvolgimento; - Ad impacchetamento.
Barriere ad aria: Aria soffiata dal basso, dall'alto oppure di lato rispetto alle aperture, in modo da provocare
cortine d'aria che riducono sia le fughe di calore sia le correnti d'aria dall'esterno verso l'interno.
Porte: in acciaio, alluminio, PVC, policarbonato. Per i luoghi a rischio di incendio, la larghezza complessiva
delle uscite non deve essere inferiore a: L=(A/50)*0,60 (m) dove: - A=numero delle persone presenti; - 0,60
larghezza sufficiente al transito di una persona; 50 numero massimo delle persone che possono defluire
attraverso un modulo unitario di passaggio. Altezza minima di 2m. Distanza tra i posti di lavoro e l'uscita più
vicina non deve essere maggiore di: - 30m negli ambienti ad elevato rischio di incendio; - 45m negli
ambienti a rischio di incendio medio; - 60 m negli ambienti in cui il rischio di incendio è basso.
Scale: A) se le scale servono un solo piano la loro larghezza non deve essere inferiore a quella delle uscite
del piano servito; B) se più di un piano la larghezza della singola scala non deve essere inferiore a quella
delle uscite di piano che si immettono nella scala. Luoghi di lavoro a rischio di incendio basso o medio, la
larghezza complessiva delle scale è calcolata con la formula: L=A’/50*0,60(m) dove: A’=affollamento
previsto in due piani contigui, a partire dal 1°piano. Comunque, la larghezza minima delle scale è di 0,80m.
La pendenza delle scale non dovrebbe superare i 35°. Le alzate dei gradini non devono superare i 17cm, la
pedata i 30cm, deve essere rispettata la relazione 2A+P=62,64cm dove A misura l'alzata del gradino e P la
pedata. Le scale esterne, non protette dalla pioggia, devono avere i gradini inclinati di l°,3°. Scale fisse a
pioli metallici: la larghezza dei gradini dovrebbe aggirarsi sui 35cm e la distanza fra gli stessi essere
compresa fra i 25 e i 30cm. Se le scale a pioli hanno un'altezza superiore a 5m, le norme antinfortunistiche
prescrivono una gabbia metallica di protezione a partire da 2,50m dal suolo e distante non più di 60cm dai
pioli; la distanza fra questi e la parete non inferiore a 15cm. I montanti laterali della scala e la gabbia di
protezione dovrebbero superare di 1m il piano a cui la scala stessa immette. Parapetti devono avere
un'altezza utile non inferiore a 1m, almeno due correnti.
Fognature: Le acque distinguere: - acque piovane o bianche; - acque nere o cloacali; - acque tecnologiche o
industriali. Le acque piovane o bianche condotti di calcestruzzo o di PVC. Acque nere, condotti in gres o in
materie plastiche. Acque tec
nologiche in materie plastiche PVC e polietilene ad alta densità, o, ancora, in
ghisa sferoidale.
DIMENSIONAMENTO DI FUNI E TAMBURI
Funi di acciaio aventi un numero di fili elementari ≥100 e un carico di rottura pari a 180-200-220 kgf/mm2
ovvero 1800-2000-2200 N/mm2. Diametro delle funi: d = C√S dove: S=trazione massima sulla fune(N);
C=fattore di selezione della fune, che tiene conto dei seguenti parametri: - coefficiente minimo di
utilizzazione della fune; - fattore empirico del carico di rottura minimo di una data fune K; - resistenza a
rottura minima dei fili della fune R0 (N/mm2). Risulta: C=√[Zp/(K*R0)]. Tamburi: il diametro del tamburo
non risulti inferiore a 25 volte il diametro delle funi e a 300 volte il diametro dei fili elementari di queste. Per
le pulegge il diametro deve essere non inferiore rispettivamente a 20 e 250 volte. Per la valutazione del
diametro dei tamburi e delle pulegge: D≥H*d dove: D=diametro del tamburo, della puleggia contenuta nel
bozzello o della puleggia di rinvio(mm); H=coeff. per tamburi e pulegge, dipendente dal gruppo di
appartenenza dei paranco; d=diametro nominale della fune (mm).
CLASSIFICAZIONE DEI CARRIPONTE
La classe di appartenenza viene determinata in base al numero totale dei cicli di carico ed al regime di carico.
Come numero totale dei cicli di carico n si intende il presunto numero di cicli che l'apparecchio effettuerà nel
corso della sua vita. Il regime di carico: Kp=∑[(ni/n)*(Pi/Pmax)3]dove: ni=numero di volte in cui viene
innalzato il carico Pi; n=numero totale dei cicli di carico; Pmax= massimo valore di Pi. Il prodotto dei numero
di cicli totale n per il regime di carico Kp determina la classe dell'apparecchio. M (coefficiente di classe).
ELEMENTI PER LA PROGETTAZIONE DEI CARRIPONTE
Tre diverse condizioni di carico: 1) servizio con forze regolari; 2) servizio con forze regolari ed occasionali;
3) carichi eccezionali.
Dimensionamento Travi: Devono essere in grado di sopportare tensioni: T=F/S con F=forze e S=superficie
della trave; ma devo tenere conto delle classi: Tv=(M*F)/S.
Scelta Rotaie: Si usano rotaie del tipo Vignole o anche semplici barre quadre o piatte in acciaio saldate
direttamente alle vie di corsa, per servizi leggeri. Si ricorre invece a rotaie del tipo Burbach per i carriponte
adibiti a servizi pesanti.
Vie di corsa o piani di scorrimento: Le vie di corsa dei carriponte sono costituite da travi semplicemente
appoggiate o da travi continue. Le vie di corsa sono di regola costruite in acciaio e sono sovente sopportate
da mensole sporgenti dai pilastri del fabbricato. A causa di frenature e tiri obliqui le vie di corsa vengono
irrigidite almeno superiormente. Per distanze fra gli appoggi superiori a 6-8m, si realizza tale irrigidimento
mediante travi di sponda oppure ricorrendo a travi a cassone. I carichi da considerare per il calcolo delle vie
di corsa sono i seguenti: - carichi permanenti; - carichi mobili; - carico sull'eventuale passerella di servizio; azioni di natura meteorologica; - azioni derivanti da variazioni termiche. Le azioni verticali dell'apparecchio
in movimento si ottengono moltiplicando le azioni verticali statiche Rmax e Rmin per il coefficiente M di
maggiorazione; le azioni orizzontali longitudinali (dovute alle accelerazioni) pari a 1/7 delle Rmax statiche
delle ruote motrici o frenanti; le azioni orizzontali trasversali (normali alla direzione del moto) pari a 1/10 dei
carichi verticali statici massimi delle ruote di una testata. Seguenti condizioni di carico: - condizione I: azioni
verticali statiche delle ruote maggiorate dei coefficiente M; - condizione II: azioni verticali statiche delle
ruote; azioni orizzontali trasversali e longitudinali; spinta dei vento. In entrambe le condizioni di carico, le
deformazioni elastiche ammissibili per le vie di corsa sono le seguenti: - freccia elastica verticale: ≤1/800
della luce; - freccia elastica orizzontale trasversale: ≤1/1600 della luce.
Calcolo delle potenze elettriche: Resistenze che si oppongono al moto: 1) la resistenza dovuta all'attrito
volvente fra ruote portanti e rotaie: Av=µR/P dove: P=carico totale che grava sulle ruote portanti (kgf o N);
R=raggio delle ruote portanti (mm); µ=parametro di attrito volvente nel contatto acciaio-acciaio (0,05mm);
2) la resistenza dovuta all'attrito nei perni delle ruote portanti: Ap=(f*r*P)/R dove: f=coeff. di attrito nei
perni, r=raggio dei perni delle ruote (mm); 3) nel caso di ruote con bordini, la resistenza dovuta all'attrito fra
rotaia e bordino: Ab=P*Wb con Wb=5kgf/tf=5N/kN, bronzine; Wb=3kgf/tf=3N/kN,cuscinetti; 4) la resistenza
dovuta ad attriti diversi: Aa=0,3;0,4(Av+Ap); 5) la resistenza dovuta alla forza d'inerzia, in fase di
avviamento: Ri=1/10a*P dove a=l'accelerazione del ponte o dei carrello-argano (m/s2); 6) la resistenza
dovuta al vento (per gru installate all'aperto): p=c*q dove c=coeff. di esposizione; q=pressione cinetica del
vento. Resistenza unitaria globale w (in kgf per tonnellata di reazione) si può assumere w=15-20kgf/t nel
caso delle bronzine e w=7-10kgf/t nel caso dei cuscinetti a rotolamento.
Potenze: La potenza a regime per il sollevamento di un carico Q vale NS=Q*v/102η; La potenza a regime
per la traslazione di peso proprio G vale NR=[(Q+G)*w*v]/(1000*102*η); N = potenza assorbita in kW; Q =
portata o carico utile da sollevare o trasportare in kgf; G = peso proprio del ponte e/o del carrello in kgf; v =
velocità a regime in m/s; w = resistenza al moto in kgf/t; η = rendimento meccanico totale (0,7-0,9). Se la gru
è installata all'aperto, l'azione del vento aumenta la potenza assorbita a regime dai motori:
NVENTO=[(p*St+p’A)*v]/(103*η) dove p,p'= pressione del vento in N/m2; St= superficie della parte piena della
trave (ad anima piena o reticolare) in m2; A=massima superficie del carico esposta al vento in m2. La potenza
necessaria (in kW) per l’avviamento vale NA=[(Q+G)/g]*(v/ta)*[v/(102*η)]*β dove β=coeff. masse in
rotazione pari a 1,1-1,2; ta=tempo di avviamento; g=9,8m/s2. Potenza nominale dei motori che comandano la
traslazione del carrello e del ponte: Nnom=(NA+NR)/1,7:2. Adottando le unità del SI: NS=Q’*v/1000η con (Q’
in N); NR=[(Q’+G’)*w’*v]/(106*η) con (Q’ e G’ in N, w’ in N/kN); NA=[(Q’+G’)/g]*(v/ta)*[v/(103*η)]*β
CARRELLI A FORCHE
Capacità Portante: C=I*Q (cm*kgf) dove Q=peso lordo del carico portato; Max ingombro in lunghezza
dell’unità di carico da movimentare: I=C/Q (cm); Max portata del carrello per una data lunghezza dell’unità
di carico: Q=C/I (Kgf); Altre formule: I=A+B; Prestazioni di un carrello elevatore: Velocità di arcia
con/senza carico: 10-20 Km/h; Velocità di sollevamento forche: 0,2-0,5 m/s; Velocità di discesa: 0,4-0,6 m/s;
Pendenza superabile: 6-9%; Raggio minimo, prima trovare R=p/senα; n=BC-AC; p=n(cotgβ-cotgα)
CARATTERISTICHE ED ELEMENTI COSTITUTIVI DEI TRASPORTATORI A NASTRO
- lunghezza dei trasportatore, misurata fra gli assi dei tamburi estremi;- larghezza del nastro e numero di tele
o spessore o tipo di materiale costituente il nastro stesso;- inclinazione del nastro; - velocità del nastro (fino a
2 m/s per i nastri piani, fino a 5-7 m/s per i nastri a conca; - diametro dei tamburi, dipende dalla rigidezza del
nastro; - diametro dei rulli e loro interasse: se eccessivo, consente inflessioni non accettabili nel nastro
carico; se troppo piccolo, aumenta inutilmente il costo ed il peso delle parti rotanti; - cuscinetti (dei rulli),
radiale rigido a sfere, con lubrificazione permanente, protetti contro le infiltrazioni di polveri e umidità dalle
tenute dei rulli; - angolo di avvolgimento del nastro sul tamburo motore e tipi di materiali del nastro e del
tamburo motore. Elementi costituenti i trasportatori a nastro: a) un tenditore a vite, a molla o - più spesso - a
contrappeso; b) un dispositivo di carico (scivolo); c) due sponde laterali (bavette) aventi lo scopo di impedire
che il materiale cada lateralmente dal nastro: tali bavette (in gomma o metalliche); d) uno o più dispositivi
per lo scarico dei materiale; e) un raschiatore od una spazzola rotante, posti sotto la puleggia motrice, per la
pulizia del nastro; e) un dispositivo di frenatura; g) stazioni autocentranti (nel caso di trasportatori a nastro
molto lunghi) dotate di rulli di guida posizionati verticalmente ai due lati dei nastri superiore e inferiore; Scaricamento del materiale: h=v2/g
Potenzialità di trasporto (a nastro)
a) Scatole, colli, cassette, ecc. Q=k*q*b*v dove: k=costante che dipende dalle unità di misura adottate;
q=carico distribuito sul nastro; b=larghezza del nastro; v=velocità del nastro (variabile in genere fino a
1m/s).
b) Materiali alla rinfusa Q=k’*γ*A*v (Peso/tempo); Q=k”*A*v (Volume/tempo) dove:
k’(kg/m3),k”(m2)=costanti che dipendono dalle unità di misura adottate; γ=peso specifico del materiale
trasportato; A(m2)=sezione media dello strato di materiale sul nastro; v(m/s)=velocità del nastro.
CALCOLO DI UN TRASPORTATORE A NASTRO
A) Dati di partenza: - caratteristiche chimico-fisiche del materiale da trasportare; - portata richiesta; lunghezza del trasportatore; - profilo della installazione.
B) Resistenza al moto: 1) Attrito della massa in moto del trasportatore dove: r1=f*qs*l dove f=coeff. di
attrito dei rulli; qs= peso delle parti mobili del trasportatore, espresso in kgf per metro di lunghezza del
trasportatore stesso; l = lunghezza del trasportatore (in metri) misurata fra gli assi dei due tamburi di.
estremità. Divise in 2/3 r1 parte superiore; 1/3 r1 parte inferiore. 2) Attrito per il trasporto del materiale:
r2=f*qm*lm dove: qm= peso del materiale trasportato (in kgf per metro di trasportatore); 1m= lunghezza del
tratto carico di trasportatore (in metri); 3) Sforzo per far superare al materiale un eventuale dislivello fra i
punti di carico e di scarico: r3=±qm*H dove H=dislivello da superare in metri, + in salita, - in discesa; 4)
resistenza dovuta ad eventuali scaricatori fissi r4=a*qm o mobile r4=b dove a e b dipendo dalla larghezza del
nastro; 5) resistenze fisse: lunghezza fittizia l0=60-0,21(metri) r1=f*qs*(l-l0); r2=f*qm*(lm-l0). Sforzo
Totale: R=r1+r2+r3+r4+r5
D) Tensioni del nastro R=T-t; i valori di T e t sono determinati imponendo la condizione limite di aderenza
fra nastro e tamburo: T7t=eµα con µ=coeff. attrito nastro-tamburo; α=angolo avvolgimento; T=R[1+(1/(eµα1))]=k1*R; t=R[1/(eµα-1)]=k2*R
E) Aderenza fra nastro e tamburo L'aderenza fra nastro e tamburo può essere aumentata: 1) scegliendo un
materiale adatto per il tamburo; 2) aumentando l'angolo di contatto α; 3) adottando un tenditore a
contrappeso.
F) Numero di tele Determinata la tensione massima T (se il nastro è del tipo a tele; altrimenti si determina il
suo spessore): n=T/(K*B) dove: n = numero di tele del nastro; K = resistenza dell'unità di larghezza di una
tela; B = larghezza del nastro.
TRASPOTATORI A CATENA
Lo sforzo occorrente per trascinare orizzontalmente il materiale: R1=fg*qm *Lm dove: qm=materiale
trasportato per unità di lunghezza (kgf/m) Lm= percorso in orizzontale compiuto dal materiale(m);
fg=coefficiente generale di attrito; b) lo sforzo occorrente per il movimento di tutte le parti mobili del
convogliatore: R2=fg*qs *Ls dove qs=peso delle parti mobili del convogliatore (kgf /m) Ls=proiezione
orizzontale del convogliatore(m).c) Lo sforzo occorrente per sollevare verticalmente il materiale: R3=±qm*H
dove: H=dislivello da superare (m). d) Lo sforzo occorrente per vincere le resistenze di attrito fra catena: aumentando Ls ed Lm di 10m o 6m, se i rinvii sono su cuscinetti lisci oppure a rotolamento; - aumentando H
nell'espressione del 5%. E) Sforzo al tenditore: R4. La potenza assorbita, se η è il rendimento dell'argano
(=0,7-0,8) e V la veloità del convogliatore (in m/s), è: N=(F*V)/102*η=(F’*V)/1000*η con F=R1+R2+R3+R4
in kgf e F* in N. Pressione sui perni in kgf/cm2: p=T/(d*b) con T=F=R1+R2+R3+R4
Il METODO ABC
Si porta sull'asse delle x di una coppia di assi cartesiani il numero delle voci immagazzinate espresso in
percentuale, e sull'asse delle y il valore delle voci stesse, espresso a sua volta in percentuale: - meno del 1020% degli articoli (categoria A) rappresenta da solo il 70+80% o anche più del valore totale delle merci a
magazzino; circa il 20-25% delle voci (categoria B) rappresenta il 20-30% del valore totale; una percentuale
superiore al 60-70% degli articoli immagazzinati (categoria C) rappresenta soltanto il 5% circa del valore
totale dei materiali a magazzino. Si opera così: si elencano le singole voci e le relative quantità da
immagazzinare secondo l'ordine decrescente dei quantitativi in gioco, si riportano sulle ascisse le singole
voci nell’ordine dianzi stabilito e, in corrispondenza di ciascuna, si traccia un segmento proporzionale - nella
scala delle ordinate -alle quantità cumulate da immagazzinare: categoria A sono le più adatte ad essere
immagazzinate sovrapponendo le unità di carico ed accostando le pile fra di loro; categoria C, in scaffali
tradizionali o in scaffali ad elementi mobili trasversalmente o ancora in alti scaffali serviti da trasloelevatore;
categoria B, immagazzinate in scaffali del tipo a gravità o derivati. MODELLI MATEMATICI PER LA
DETERMINAZIONE DEGLI INDICI Di UTILIZZAZIONE DEI MAGAZZINI: D=b+h+R+e;
Aut=a*b*M*N; Atot=(a+f)*N*(M*b+D); Is=(Aut/Atot)100% Simboli:D = larghezza del corridoio di manovra o
di servizio; a=larghezza (tutto fuori) dell'unità di carico (e quindi di ciascuna pila); b=lunghezza (tutto fuori)
dell'unità di carico (e quindi di ciascuna pila); N=numero di pile disposte parallelamente al corridoio di
servizio; M=numero di pile disposte normalmente al corridoio di servizio (da una parte e dall'altra del
corridoio) e servite dallo stesso; f =franco (laterale) fra pila e pila; h=distanza fra piano frontale delle forche
e asse delle ruote anteriori dei mezzo (nel caso dei carrelli a forche frontali) oppure fra piano frontale delle
forche e asse di rotazione (nel caso dei carriponte di impilaggio); R=raggio minimo di ingombro dei mezzo
in fase di sterzatura; e=franco di sicurezza per la manovra dei mezzi di trasporto nei corridoi di servizio.
APPROVIGIONAMENTO D’ACQUA
Dimensionamento Canale: In genere è nota Q (kg/s o m3/s), devo scegliere la velocità media V (m/s). Posso
avere 2 tipi di canali: - sez. circolare: i migliori, ma difficili da realizzare; - sez. rettangolare: le dimensioni
devono essere a=2b. Passo1: Ricavo il raggio medio nei tubi rettangolari R=Area Sezione/Contorno
Bagnato=(a*b)/(2a+b), nei tubi circolari R=D/4 dove D=diametro interno del tubo; A=a*b=2b*b=2b2;
b=√(A/2); a=2√(A/2); Passo2: Ricavo coef. di scabrezza χ =(100√R)/(m+√R) con m=parametro di scabrezza;
Passo3: Applico la formula di Chery: V=χ√(R*i) con i=parametro del canale. Se V è compresa tra 0,3-1,2 è
OK; se V è diversa dai valori precedenti devo cambiare o la sezione o la pendenza.
FOGNATURE
Devo rispettare delle velocità: - Acque bianche e tecnologiche: Vmax<2-3m/s; acque nere: Vmin>0,3-0,6m/s;
acque con sabbie e metalli pesanti: Vmin>1m/s; Le sezioni dei tubi sono cilindriche: R=D/4;
Dimensionamento tubazione piena: Noti: Q,V,m; Ricavo A=Q/V; Impongo la mia resistenza al moto:
R=D/4; Ricavo χ =(100√R)/(m+√R); Ricavo i=β(Q2/D5) e verifico se sta nei valori; Dimensionamento
tubazione non completamente piena: Noti: Q,i,m,V; Pongo l’altezza H di acqua ne tubo; Ricavo la superficie
liquida (S); il contorno bagnato (p); R=S/p; Ricavo χ; Ricavo V; Verifico se V è OK, se no provo con un
altro valore di H. Dimensionamento Acque pluviali: bisogna tener conto dell’intensità della pioggia i=h/t con
h=altezza della pioggia (mm); t=durata della pioggia. Percentuali di acqua piovana che finisce nelle
fognature: fabbricati ψ=0,9-0,95; superfici macadam ψ=0,4-0,6; non pavimentate ψ=0,1-0,3; giardini
ψ=0,05-0,25. Dimensionamento Acque Nere: 0,9-0,95
CARICO DI INCENDIO
Si può valutare con la formula: q*=∑(gi*Hi)/A con q*= carico di incendio, in kcal/m2 o MJ/m2; gi=massa in
kg della sostanza combustibile i fra le n presenti nel locale; Hi=potere calorifico superiore della sostanza
combustibile, in kcal/kg o MJ/kg; A=area totale del locale in m2. In Italia: q si misura in (kg di legno eq/m2 )
con 1kg di legno=4400kcal; q=∑(gi*Hi)/4400*A; Rischio di incendio: - lieve: q<35kg/m2; medio
35<q<75kg/m2; grande: q>75kg/m2. Il carico di incendio mi dice quanto tempo la struttura deve resistere al
fuoco (REI): R: resistenza meccanica; E: ermeticità; I: isolamento termico. Se REI=60 l’edificio resiste per
60 minuti alle 3 sollecitazioni; se q=90 devo progettare l’edificio con REI=90.
ARIA COMPRESSA
Compressori: Le portate dei compressori si misurano in m3 o litri di aria per unità di tempo. Aspirazione:
P=atm T=0°; Mandata: P e T maggiori. La pressione viene misurata in: ate: pressione relativa dell’aria
rispetto alla Patm; ata: pressione relativa dell’aria rispetto al vuoto. Ogni compressore ha un rapporto di
compressione: R=Pmandata/Paspirata; in genere questo rapporto è 6-7ate fino a 25-30ate nelle fonderie. Tipi
di compressori: - Volumetrici: - a stantuffo; - rotativi. Viene aspirata l’aria tramite la valvola di aspirazione.
Dopo si chiudono le due valvole e l’aria viene compressa. Infine si apre la valvola di mandata e l’aria
fuoriesce. Turbocompressori: sono formati da rotori e statori che, tramite palette, comprimono l’aria e a
convertono in energia di pressione. Scelta dei compressori: - pressione in uscita; - portata d’aria; affidabilità;
ingombro; presenza olio nell’aria compressore; flessibilità d’esercizio; costo dell’aria compressa.
Distribuzione: in genere sono a maglie con pendenze dello 0,2-0,5%. La presa dell’aria compressa è sempre
a monte per evitare che ci sia della condensa; inoltre se l’aria non è essiccata si installano dispositivi per lo
scarico della condensa. Dimensionamento Aria Compressa: Nota Q; Ricavo D (nel caso di tubo a sez
circolare): Q=(πD2/4)*V con V=10-15m/s e D=√(4Q/πV); Calcolo le perdite di pressione Дp=104
λ*γa*(v2/2g)*(L/D) con Дp=caduta di pressione in bar; λ=coeff. di attrito del movimento dell’aria dentro
tubi; γa=peso dell’unità di volume di aria compressa (kg/m3); v=velocità media dell’aria (m/s); D=diametro
interno della tubazione (m); L=lunghezza equivalente dela tubazione (m). Le velocità dell’aria non
dovrebbero mai superare i 10-15m/s, mentre la perdita di carico massima fra compressore e estremità della
rete deve essere entro 0,5 bar, compresi 0,2 bar perduti nell’essiccatore.
IMPIANTI ELETTRICI
Linee di trasporto: a) Linee Aeree Nude: sono utilizzate per l’alta tensione (non negli stabilimenti); b) Cavi:
hanno facilità di posa e costo contenuto: sono isolati da guaine. I conduttori possono essere in acciaio o rame
e per: - MT: 1,2,3 conduttori; - BT: 1,2,3,4,5 conduttori. L’acciaio pesa e costa meno per cui, a parità di
corrente I, deve avere sezione maggiore. Colori nei cavi: Nero/marrone: Fasi; Azzurro: Neutro (ove
presente); Giallo e Verde: Terra. Linee Blindate: Sono costituite da sbarre di acciaio o alluminio: sono facili
da posare e indicate nel caso di cambiamenti di linee o aggiunte di derivazioni. Si possono suddividere in: linee per il trasporto e distribuzione energia con portate da 600 a 5000 A: derivare carichi ogni 1-3m, mentre
la tenuta al cortocircuito varia da 30 a 200kA; linee di distribuzione con portate da 150 a 900 A, derivare
ogni 50cm, correnti di cortocircuito fino a 35kA; linee di distribuzione leggera sotto i 150 A e possibilità di
derivare carichi in ogni punto della linea; linee con portate fino a 300 A, per carichi mobili.
IMPOSTAZIONE DEL PROGETTO DEGLI IMPIANTI ELETTRICI
La potenza installata in un reparto g: P g=∑Pi(kW) con Pi=potenza di ciascuna macchina i; La potenza
installata Pj dell'intero stabilimento: Pj=∑Pg(kW); La potenza elettrica assorbita: PWg=(P g*fn*fc)/η (potenza
attiva in kW) con fn=fattore di utilizzazione del macchinario; fc=fattore di contemporaneità; η=rendimento
medio dei motori; PAg=(P g*fn*fc)/(η*cosφ) con cosφ=fattore di potenza medio del carico (non rifasato). tutti
questi coefficienti sono<1. La potenza totale assorbita: PWT=∑PWg(potenza attiva totale in kW) e
PAT=√[(∑PWg)2+∑PAgsenφ)2]. Formule semplificate: P Wg=k*P g e P Ag=(k*P g)/cosφ. Progettazione delle linee
La caduta di tensione ДV(in volt)=k*(Rcosφ+Xsenφ)*L*I dove R e X sono espressi in ohm/m, L è la
lunghezza della linea in metri, I la corrente di linea in ampere, k un coefficiente che si assume pari a √3 nei
sistemi trifase e pari a 2 nei sistemi monofase. Per i macchinari ДV max 4%; per la luce max 3%.
UNITA FOTOMETRICHE
a) Intensità luminosa: candela (cd); b) Flusso luminoso: lumen (lm), flusso luminoso emesso nell'angolo
solido di 1 steradiante (sr): 1 lm=1cd*sr; c) Illuminamento: lux (x): 1 lx=1 lm/m2; d) Luminanza: nit (nt): 1
nt=1 cd/m2.
CALCOLO DELL’ILLUMINAMENTO
I valori ottenuti con la vanno poi divisi per il fattore di manutenzione pari a 0,8.
Metodo del flusso totale ФT=(E*A)/(u*m); N=ФT/ФL con ФT=flusso totale delle lampade installate
nell'ambiente (lumen);ФL=flusso iniziale emesso da un apparecchio di illuminazione; E=illuminamento
medio previsto (lux); A=area del locale (m2); N=numero di apparecchi di illuminazione previsti; u=coeff. di
utilizzazione(<1)=(flusso tot.incidente sul piano illuminato/flusso tot. delle lampade insallate); m=fattore di
manutenzione. Indice del locale: k=(a*b)/[h*(a+b)] con a=larghezza del locale; b=lunghezza del locale;
h=altezza delle sorgenti luminose rispetto al piano di lavoro.
ANALISI DELLE POLLUZIONI
La pericolosità delle polluzioni dipende da tre fattori: 1) Composizione chimica: è funzione dei materiali da
cui si verifica; 2) Concentrazione: quantità presente in 1m3 d’aria. Si misura in: - mg/m3 o µg/m3; - ppm,
volume di particelle contenute in 106 unità di volume (Parti per milione); - PP/CC, n°di particelle contenute
in 1 cm3 d’aria; 3) Granulometria: dimensione o diametro delle particelle: - Media aritmetica delle 3
dimensioni: d=1/3(l+s+b); - Media geometrica delle tre dimensioni: d=3√(l*s*b). Sono dannose le particelle
tra 0,4 e 4µ g. Normativa: Il MAC non può essere MAI superato.; Il TVL è la concentrazione media durante
il turno di lavoro.
TRATTAMENTI ACQUE SUPERFLUE
Pretrattamenti: Grigliatura: Le griglie sono previste per trattenere oggetti ingombranti e sostanze solide
glossolane trasportate dalle acque reflue. Si distingue fra griglie: - fisse o mobili; - diritte o curve; - verticali
o inclinate; - a pulizia manuale o motorizzata. Si ha una grigliatura fine quando tale luce libera varia da 3 a
10 mm; una grigliatuta media per luci di 10-25 mm; una pre-grigliatura (o grigliatura grossolana) se la luce
libera varia da 30 a 100 mm. La velocità media fra 0,6 e 1m/s. La velocità massirna può arrivare a 1,201,50m/s. Dissabbiatura: Consiste nella separazione dalle acque da trattare delle sostanze sabbiose, argillose,
minerali. La separazione avviene in vasche nelle quali l’acqua in arrivo diminuisce di velocità e permane per
un tempo sufficiente per far sedimentare la sabbia in essa contenuta. Disoleazione: riducendo la velocità di
efflusso delle acque, si favorisce la separazione degli oli e dei grassi. Trattamenti primari o decantazione
Velocità di caduta sedimenti: v(m/s)=1/18*[g*(d1-d2)*d2]/η [legge di Stokes] valida per particelle sferiche e
relativamente grandi, non influenzantisi a vicenda, con fluido in quiete e a temperatura costante: dove:
v=velocità di decantazione di una particella sferica (m/s); g=9,81 (m/s2); d1=massa volumica della particella
(kg/m3); d2=massa volumica della soluzione (torbida); d=diametro della particella (m); η=viscosità del fluido
(kg/m*s).
Decantatori a flusso orizzontale: velocità di caduta v0=(h/l)*P*Q=(h/l)*Vt con h=altezza; l=lunghezza;
Vt=velocità di translazione. Ora immagino di avere una portata d’acqua Q=Vt*b*h con b=larghezza vasca.
v0=(Vt*b*h)/(b*l); se ho A=superficie del fondo vasca posso trovare la portata specifica della vasca=Q/A
[m3/(m2 *h)]. Coagulazione: vengono sciolti nell’acqua dei materiali coagulanti che idrolizzandosi danno
luogo a idrati fioccasi che trasportano nel fondo il materiale. Flottazione: è il processo inverso della
sedimentazione, sul fondo della vasca ci sono degli elettrodi ce creano bolle di gas; queste bolle, salendo
inglobano il materiale da separare.
Trattamenti secondari
Consiste nella depurazione biologica con utilizzo di sostanze organiche. Anaerobici: fanghi vengono
introdotti in fosse settiche dove prima subiscono un processo di sedimentazione e poi vanno in una camera
dove avviene la digestione. Aerobici: avviene favorendo lo sviluppo di microrganismi che si nutrono dei
fanghi. Letti batterici: Le acque inquinate vengono messe in vasche circolari dove sono fermate da un letto
filtrante su cui si sono formati batteri e protozoi. Sulla vasca è montata una struttura che distribuisce i fanghi.
Per fanghi attivi: In questo caso si usano vasche di aerazione nelle quali l’aria compressa favorisce lo
sviluppo dei microrganismi che digeriscono i fanghi. I anghi vengono fatti ricircolare per mantenere attiva la
flora batterica. Altri trattamenti: Trattamenti terziari: una volta subito il trattamento terziario l’acqua può
essere utilizzata per scopi industriali o civili. Filtrazione: consiste nel far passare l’acqua attraverso una
superficie porosa che trattiene i sedimenti. Raffreddamento: Torre evaporativa a tiraggio naturale: viene
creato l’effetto di un camino, il raffreddamento avviene per scambio di calore; Torre evaporativa a tiraggio
forzato: l’acqua viene mandata in delle lastre che la disperdono, successivamente un getto d’aria forzata la
raffredda. Refrigeratore bagnato ad aria: L’acqua a volte non può venire a contatto con l’aria per cui è
racchiusa in serpentine che sono a contatto con aria o liquidi freddi (scambiatori di calore). Gruppi
frigorigeni: sono dei gruppi in grado di raffreddare l’acqua a 4-6°C anche in estate tramite l’utilizzo dei gas
compressi.
TRATTAMENTI DEI FANGHI
Trattamenti Fisici, Chimici, Biologici: a) Letti Biologici: I funghi prodotti dalla sedimentazione vengono
messi in vasche contenenti uno strato di sabbia che poggia sulla ghiaia e pietrisco. L’acqua drenata viene
immensa nella vasca di sedimentazione, mentre il fango viene eliminato tramite carroponti. b) Ispessimento
per decantazione: i fanghi vengono immessi in un bacino di raccolta e vengono fatti decantare. Possono
essere ispessitori statici o meccanici. I primi consistono nell’introdurre l’acqua fangosa dall’alto. In seguito
l’acqua tracima e il fango rimane sul fondo. Quelli meccanici hanno un dispositivo rotante che facilità la
sedimentazione. c) Fermentazione anaerobica: è una fermentazione che avviene in assenza di ossigeno.
Vengono prodotti microrganismi che creano gas metano e CO2. Il metano viene utilizzato per scaldare la
temperatura in modo da ottenere 35°C. Trattamenti Meccanici: a) Filtrazione sottovuoto: Consiste in una
serie di scomparti rivestiti da lamiere bucherellate e ricoperti da una tela. Quando lo scomparto passa nei
fanghi viene fatto il vuoto attraverso pompe. L’acqua filtra e il fango rimane sulla tela. b) Filtro Pressa:
costituito da tele filtranti sostenute da piastre scorrevoli su guide. Le piastre vengono avvicinate in modo da
risultare compresse e intrappolando il fango. Ci possono essere presse filtranti continue su nastrotrasportatori. c) Centrifugazione: Consiste in un tamburo rotante (rotore) e in una coclea rotante, ma più
lenta. Trattamenti Termici: 1) Essiccazione: Si effettua a 150-500°C con innalzamento della temperatura
con un bruciatore. 2) Incenerimento: avviene in forni e richiede una prima disidratazione meccanica per far si
che il procedimento non sia troppo costoso: a) Forni a piani: I fanghi vengono immessi dall’alto e fatti
cadere tramite un dispositivo rotante con rastrelli; in controcorrente sale l’aria calda che essicca il fango; b)
Forno a cilindro rotante: Viene utilizzato un cilindro inclinato rotante e aria calda in controcorrente; c)
Forno a letto fluido: Il fango viene messo su un letto di sabbia fluidificato e portato a 1000°C. I fanghi si
trasformano in ceneri che vengono portate dai gas di combustione a un ciclone per la separazione. I fumi
vanno poi trattati. Smaltimento Finale dei Fanghi: a) Smaltimento sul terreno se non nocivi con proprietà
fertilizzanti; b) Smaltimento insieme a rifiuti solidi urbani in discariche interrate e controllate; c) Trattamenti
meccanico biologici, vengono attaccai da colonie di microrganismi che li fanno diventare humus; d) Scarico
in vasche impermeabilizzate se nocivi; e) Riutilizzazione, se è possibile riciclarli; f) Incenerimento.