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L'importanza delle prove degli elementi che compongono le scaffalature portapallet

01/09/2017

Sia i componenti delle scaffalature che i materiali di produzione vengono sottoposti a collaudo; i primi per determinarne i valori di resistenza ed elasticità, i secondi per stabilirne il grado di resistenza alla trazione e la duttilità, ossia la capacità di piegamento. Queste prove di laboratorio fanno riferimento alla normativa internazionale che definisce i parametri da adottare in termini di sicurezza e qualità dei prodotti.

Normativa europea

Le tecniche adottate da Mecalux per la produzione di profili e scaffalature sono le più avanzate e si basano sui principi di progettazione, prove di laboratorio e i sistemi di controllo della produzione contemplati dalla norma EN 15512, approvata nel 2009 dal CEN (Comitato Europeo di Normazione).

La norma EN 15512 include tutte le normative generali europee in materia di calcolo delle strutture metalliche adattate, nello specifico, alle scaffalature metalliche regolabili per pallet. In definitiva, la norma fa riferimento procedure di calcolo, le tolleranze e il montaggio delle scaffalature, oltre che la manutenzione degli impianti.

La conformità alle norme da parte del produttore garantisce grandi vantaggi all'utente:

  1. Sicurezza: i requisiti relativi ai calcoli, alle prove e ai collaudi cui vengono sottoposti i materiali e il controllo della produzione e del montaggio si traducono in un maggior grado di sicurezza per gli impianti, la merce e, soprattutto, il personale del magazzino.
  2. Normative: la conformità alla normativa riconosciuta a livello internazionale costituisce un fattore di valutazione positivo per l'impianto e l'azienda, specialmente nei rapporti con le compagnie di assicurazione e nel caso in cui sorgano delle responsabilità in relazione a salute e sicurezza sul lavoro.
  3. Garanzia: la certezza di acquistare un prodotto che rispetta le prescrizioni dettate dall'Unione Europea in materia di sicurezza aumenta il grado di fiducia dell'utente.


Perché eseguire le prove?

Prevedere il comportamento strutturale delle scaffalature può essere complicato a causa della particolarità dei componenti. Le scaffalature sono formate da profili in acciaio ad alta resistenza e di spessore compreso tra 1,8 e 3,0 mm, soggetti a fenomeni di instabilità globale, locale e, per quanto riguarda i montanti, distorsionale. Inoltre, non bisogna scordare il comportamento delle unioni tra correnti e montanti o tra piedi e montanti.

Per questo motivo, la creazione di modelli per questo tipo di strutture in acciaio è molto diversa da quella utilizzata per le strutture edilizie. La progettazione delle scaffalature è basata su prove specifiche volte a garantire l'ottenimento delle caratteristiche meccaniche adeguate per i componenti fondamentali e le relative unioni, in modo da raggiungere la massima qualità dei prodotti.

Mecalux dispone di oltre 50 anni di esperienza nella ricerca e nello sviluppo di nuove soluzioni per la fornitura di profili sempre più resistenti, capaci di soddisfare le esigenze dei clienti.

La metodologia applicata dall'azienda per la produzione dei profili è estremamente efficiente ed è composta da quattro fasi:

  1. Progettazione preliminare dei profili in base all'esperienza e alle conoscenze di appositi team di professionisti e ingegneri.
  2. Utilizzo di programmi di progettazione e calcolo degli elementi finiti come il software ANSYS, al fine di determinare i comportamenti delle varie parti delle scaffalature. Questi programmi sono utili per analizzare i modelli più adeguati a livello teorico e per la costruzione di prototipi a partire dai risultati ottenuti.
  3. Esecuzione di prove in laboratori propri facenti parte dei centri tecnologici di Mecalux, al fine di raccogliere dati empirici per studiare i comportamenti dei vari elementi e delle relative unione.
  4. Esecuzione delle prove di laboratorio omologate, principalmente grazie alla collaborazione con il LERMA (Laboratorio di Elasticità e Resistenza dei Materiali) della UPC (Università Politecnica della Catalogna). Questi studi certificano i risultati delle prove precedentemente eseguite.

A seconda del tipo di collaudo, è possibile ricavare i seguenti valori:

  • Carico di rottura: la flessione è un fenomeno di instabilità elastica provocato dall'applicazione di una forza su una struttura. Questo valore determina quali carichi sono in grado di provocare il collasso degli elementi costitutivi della struttura, contribuendo a stabilire l'entità dei carichi ammissibili a partire da un determinato coefficiente di sicurezza.
  • Curva sforzo-deformazione: i corpi, quando sottoposti a una forza, si deformano. Il diagramma sforzo-deformazione consente di ricavare le grandezze rilevanti del processo di carico.
  • Valore caratteristico: è il valore massimo che, statisticamente, non è bene superare al fine di certificare e garantire le caratteristiche di materiali e profili. Si ottiene a partire da due diversi valori:
  1. Fattore di correzione del materiale, che valuta la differenza tra le caratteristiche reali e nominali dei componenti.
  2. Fattore di correzione statistica, che varia a seconda del numero di collaudi eseguiti.


Per ogni elemento, un tipo di prova

Le caratteristiche e il comportamento dei materiali e degli elementi che formano le scaffalature incidono direttamente sulla sicurezza e la durata delle strutture stesse.

Questo è il motivo per cui tutti i componenti e le unioni vengono sottoposti a collaudi specifici, volti a determinarne la qualità e a garantirne la resistenza. Per approfondire il concetto, elenchiamo alcuni tipi di prove:


Prove sui materiali

Conoscere le proprietà fisiche dei materiali utilizzati nei lavori ingegneristici è indispensabile e per farlo occorre eseguire prove specifiche. Gli elementi che compongono le scaffalature sono realizzati con acciaio al carbonio, la cui qualità viene definita dalle norme EN 1993-1-1 ed EN 1993-1-3, anche se per verificarla è necessario eseguire delle prove.
Le prove base sono due:

Prova di trazione: verifica lo sforzo interno a cui è sottoposto un profilo sul quale vengono applicate due forze che agiscono in senso opposto per allungarlo. Si applica una trazione crescente fino alla rottura.

Prova di piegamento: verifica la capacità del materiale di piegarsi fino all'angolazione richiesta. In tal modo, si determinano le forme con cui è possibile lavorare e si evitano la rottura e la fessurazione del componente sottoposto a piegamento.

 

Prova sui montanti


I montanti delle scaffalature portapallet sono profili aperti in lamiera fine di acciaio, profilati a freddo e perforati su tutta la lunghezza.

Le prove specifiche sono fondamentali per valutare il comportamento generale di tutti gli elementi e le unioni delle scaffalature.

Prova di compressione: prevede la compressione assiale, ossia sull'asse longitudinale, di un tratto di montante corto per osservare l'influenza dei fori sull'instabilità locale.

I risultati della prova consentono di determinare:

  • a. L'area effettiva della sezione.
  • b. Il punto di applicazione del carico massimo, che serve da riferimento per altre prove.

Tale prova può essere eseguita su montanti corti o tratti da 1.200 mm, che corrispondono alla distanza tra i nodi delle diagonali della spalla. Inoltre, consente di verificare l'influenza dell'incurvamento distorsionale.

Prova di flessione dei montanti: si analizza il comportamento dei montanti alla flessione, applicando una forza sull'asse longitudinale.

Tale studio determina il momento resistente di un tratto di montante rispetto agli assi maggiore e minore, consentendo di valutare l'effetto positivo delle diagonali che formano la tralicciatura della spalla.

Esistono anche altre prove legate ad altri componenti delle scaffalature, come l’unione montante-suolo. L'obiettivo è dimostrare la rigidità e la resistenza alla flessione dei componenti in presenza del carico prodotto dalle scaffalature stesse e dai pallet depositati.

Dalla compressione di montanti corti è possibile ottenere, tra gli altri, i seguenti risultati:

  • a) Applicazione della forza decisamente deviata verso la parte aperta della sezione.
  • b) Applicazione della forza moderatamente deviata verso la parte aperta della sezione.
  • c) Applicazione della forza decisamente deviata verso la parte anteriore (anima) della sezione.
  • d) Applicazione della forza moderatamente deviata verso la parte anteriore (anima) della sezione.
  • e) Applicazione della forza nel punto di maggiore resistenza del profilo (massimo carico di rottura).


Prova delle spalle

Le spalle sono gli elementi verticali delle scaffalature, formate da due montanti scanalati e forati su tutto il profilo per il corretto incastro dei correnti.

Sono fissate a terra mediante supporti di ancoraggio (piede) situati alle estremità inferiori. La larghezza della spalla può variare in base alle dimensioni dei pallet. Come per i montanti, le prove di compressione delle spalle determinano la capacità di carico assiale di un determinato tratto, tenendo in considerazione l'effetto delle diagonali.

In questo caso, inoltre, si eseguono prove di resistenza al taglio che consistono nell'applicare due forze parallele e opposte su montanti diversi, per verificare il comportamento dei componenti.

Prove sui correnti e sui relativi connettori

I correnti sono gli elementi orizzontali e più resistenti delle scaffalature, sui quali vengono depositati i carichi. Devono essere sottoposti a prove di flessione, al fine di analizzare la deformazione all'applicazione di una forza dall'alto.

Alle due estremità presentano connettori per il corretto fissaggio alle spalle. Tali elementi di unione sono stati sviluppati e brevettati da Mecalux. Anch'essi necessitano di uno studio approfondito volto a valutarne le caratteristiche e a determinare il carico massimo sostenibile, oltre che scoprire il grado di rigidità e resistenza dei relativi materiali.

La prova di taglio sui connettori dei correnti ha lo scopo di determinare se i denti sono adeguati al carico cui sono sottoposti. Si esegue anche una prova di taglio inverso, per garantire l'efficacia delle spine di sicurezza in presenza di un impatto sui correnti dalla parte inferiore, provocato, ad esempio, da un errore di calcolo dell'addetto al carrello elevatore per il ritiro di un pallet.


Mecalux e l'Università Politecnica della Catalogna

La collaborazione tra Mecalux e il laboratorio LERMA della UPC nello studio dei componenti strutturali delle scaffalature metalliche prosegue da oltre 40 anni. In questo modo, Mecalux riesce a garantire la produzione di componenti caratterizzati, aggiornati e all'avanguardia a livello tecnico.

I collaudi eseguiti nel laboratorio LERMA servono a verificare che i profili di Mecalux soddisfino la normativa del CEN, ma anche a svolgere ricerche legate ad analisi, progettazione, ottimizzazione e innovazione dei componenti e delle strutture di stoccaggio.


Massima tranquillità e sicurezza

Mecalux dispone di undici impianti di produzione in Europa e nelle Americhe. Tutti gli elementi delle scaffalature vengono sottoposti a a prove severe e ai controlli di qualità più rigorosi.

I calcoli, le prove e la progettazione delle scaffalature metalliche e dei magazzini Mecalux sono conformi alla normativa internazionale riconosciuta dal CEN, i cui requisiti in termini di qualità e sicurezza dei prodotti si traducono in una garanzia di efficienza per i clienti.

Tuttavia, la garanzia più importante è costituita dalle migliaia di clienti che, in tutto il mondo, si affidano alla professionalità, al know-how e all'eccellenza di Mecalux per dotare i propri magazzini delle soluzioni più avanzate del mercato.