Quali intervalli angolari sono sicuri per il funzionamento di un nastro trasportatore inclinato

I trasportatori inclinati sono una componente essenziale di qualsiasi sistema di movimentazione, in particolare quando è richiesto un movimento verticale, si deve risparmiare spazio o collegare diversi livelli di un impianto. La loro versatilità e utilità non hanno eguali, ma sorge una domanda fondamentale nella progettazione di un impianto destinato all’uso operativo: fino a che punto è troppo ripida l’inclinazione? La progettazione di un trasportatore inclinato è molto più di una scelta estetica. Prende in considerazione la sicurezza e l’efficienza operativa. Se l’angolo è troppo accentuato, si possono verificare problemi operativi quali lo scivolamento all’indietro dei materiali, il blocco dei dispositivi, problemi di sicurezza legati al allentamento delle cinghie e anche il rischio di fuoriuscite di materiale. Se invece l’angolo è troppo ridotto, si avrà un utilizzo inefficiente dello spazio disponibile sul pavimento. Raggiungere l’angolazione operativa ottimale per un nastro trasportatore inclinato è di fondamentale importanza.

Perché l’angolo è importante: combattere la forza di gravità

Quando il vostro nastro trasportatore è orizzontale, la forza di gravità vi favorisce, mantenendo il materiale in posizione. Quando iniziate a inclinare il nastro, la gravità diventa il vostro nemico. Maggiore è l’angolo di inclinazione del nastro, maggiore sarà il lavoro richiesto per sollevare il materiale e maggiore sarà la probabilità che il materiale inizi a scivolare o rotolare all’indietro. Questo problema non genera soltanto inefficienze: lo scivolamento del materiale può causare un ingorgo alla base del nastro, bloccando l’intero sistema. Nei casi più gravi, il materiale che rotola all’indietro può danneggiare il nastro trasportatore o il gruppo di azionamento e rappresentare un rischio di lesioni per le persone. Il primo passo per contrastare gli effetti della gravità consiste nel determinare l’angolo ottimale per garantire la sicurezza del vostro sistema.

Regola generale empirica: un punto di partenza

Allora, qual è un angolo sicuro? Non esiste un valore magico, ma esistono linee guida generali. Per la maggior parte dei comuni trasportatori a nastro piani che movimentano materiali standard, come scatole o sacchi, un angolo sicuro per la maggior parte delle applicazioni è compreso tra 10 e 15 gradi. Oltre tale valore, vi è una buona probabilità che gli oggetti inizino a scivolare. Tuttavia, questo rappresenta soltanto un punto di partenza. Nella pratica, tale angolo dipende da ciò che si sta movimentando: il tipo di materiale, le sue dimensioni (grandi o piccole) e il modo in cui interagisce con la superficie del nastro sono tutti fattori determinanti. Ad esempio, movimentare cartoni grandi e stabili costituisce una sfida completamente diversa rispetto al trasporto di materiali sciolti e a flusso libero.

Caratteristiche del materiale: il fattore più importante

Il fattore più influente nel determinare un’inclinazione sicura è il tipo di materiale da movimentare. Si considerino i seguenti casi:

Materiali lisci e rigidi: oggetti come scatole in plastica o componenti metallici scivolano sul nastro già a un angolo relativamente basso.

Materiali ruvidi e dotati di texture: gli oggetti con un alto coefficiente di attrito, confezionati in scatole avvolte o corrugate, potranno scivolare lungo il nastro trasportatore con un angolo di inclinazione maggiore rispetto a quelli che si arrestano scivolando a un angolo minore, come nel caso dell’attrito.

Materiali granulari: Materiali come sabbia, cereali o piccoli granuli presentano un comportamento particolare: una volta che uno strato superficiale inizia a fluire all’indietro, anche se la maggior parte del materiale sembra muoversi verso l’alto, ciò può avvenire solo a un determinato angolo; lo scorrimento interno, tuttavia, rende il flusso meno efficiente e può causare usura.

Materiali coesivi: A causa del rischio di accumulo, argille umide e alcuni minerali possono aderire al nastro trasportatore, consentendo angoli di inclinazione più elevati.

Questi sono i motivi per cui è essenziale conoscere l’angolo di riposo del proprio materiale, ovvero l’angolo massimo a cui può essere accumulato senza scivolare, ai fini della progettazione del nastro trasportatore.

Nastro trasportatore: aderenza

Il fattore più importante per vincere la forza di gravità sul nastro trasportatore è quello che ne garantisce la massima aderenza. I nastri specializzati sono progettati per soddisfare le esigenze dei pendii più ripidi. Un nastro in gomma liscio può essere sufficiente per una pendenza uniforme, mentre su pendii particolarmente ripidi è necessario un design che offra maggiore attrito. Il design più comune comprende tutti i seguenti tipi:

Nastri con scanalature (cleats): Questi nastri presentano sezioni rialzate, dette scanalature (cleats), simili a ripiani, che trattengono il materiale in posizione. Sono ideali per angoli molto ripidi e persino per nastri di sollevamento verticale.

Nastri testurizzati e sagomati: Le superfici superiori dotate di un motivo a diamante o a spina di pesce generano un’elevata forza d’attrito, utile per trattenere in posizione una vasta gamma di materiali.

Nastri con tasche (pocket belts): Questi nastri presentano tasche modellate che avvolgono il carico, consentendo l’utilizzo di angoli di inclinazione molto elevati.

Spesso la scelta della superficie del nastro rappresenta il fattore più critico per aumentare in sicurezza l’angolo di funzionamento del proprio nastro trasportatore.

Progettazione del nastro trasportatore e flusso del materiale

Oltre al nastro trasportatore, l'intero sistema di trasporto deve essere progettato in modo olistico, in particolare il punto di caricamento. Se il punto di caricamento determina un eccessivo accumulo di materiale sul nastro inclinato, ciò provocherà scivolamento e instabilità. La velocità del nastro e l'angolo di inclinazione sono inoltre interdipendenti: una maggiore velocità genera maggiori vibrazioni e può causare la caduta del materiale nel punto più critico. Tutti questi fattori devono essere progettati per garantire l’equilibrio del sistema e mantenere un flusso prevedibile di materiale dal punto di caricamento a quello di scarico.

Rischi associati ai nastri trasportatori ad alta inclinazione

L'utilizzo di un nastro trasportatore inclinato con un angolo errato è un incidente in agguato. Quando un nastro trasportatore inclinato è caricato, il primo pericolo è il ritorno indietro (rollback). Immaginate una roccia o una scatola caricata sul nastro. Mentre il nastro è in movimento, una roccia o una scatola possono essere scagliate lateralmente, causando lesioni a un operatore o danneggiando le attrezzature. Possono inoltre incastrarsi nel meccanismo inferiore del nastro, provocando un intasamento, il surriscaldamento del motore o la bruciatura della cinghia. Oltre ai costi legati all’intasamento, il rischio di infortunio rappresenta un motivo valido per evitare di far funzionare le attrezzature con un angolo non corretto. Esiste un angolo sicuro entro il quale è possibile avere la certezza che il materiale sia sotto il proprio controllo e venga movimentato come previsto.

Ottimizzazione degli angoli sicuri nel settore dei nastri trasportatori

Quali metodi, tecniche e sistemi ci permetteranno di ottimizzare ulteriormente gli aspetti di sicurezza nei sistemi di trasporto per una determinata applicazione? Innanzitutto dobbiamo comprendere le caratteristiche dei materiali. Provate a eseguire test per verificare come il vostro materiale reagisce all’inclinazione. Non esitate a consultare specialisti in ingegneria dei sistemi di trasporto. Ad esempio, un costruttore UIB con dieci anni di esperienza sul campo sarà in grado di illustrarvi come diversi materiali si comportano su diverse inclinazioni e potrà fornirvi consigli personalizzati sulla scelta di una specifica cinghia, sulla progettazione di una cinghia di carico e sull’adeguamento della velocità della cinghia al materiale e all’angolo specifici. Ciò garantirà la massima efficienza e assicurerà il più alto livello di sicurezza sui sistemi.

Sicurezza e produttività

Ogni volta che regolate l’angolo del vostro nastro trasportatore inclinato, state realizzando un nuovo progetto ingegneristico. La sicurezza migliorerà la produttività e, nel tempo, vi fornirà un sistema affidabile per anni di funzionamento efficiente.