Escavatore: differenze tra le versioni

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[[File:CASE_CX750D_crawler_excavatorExcavator Postiguet Beach 2.jpg|thumb|Escavatore cingolatogommato [[Casedurante Construction Equipment|CASE]]le CX750D,attività Tierdi 4movimento finalterra]]

[[File:VolvoDragline Kettenbaggerexcavator EC290BShovel 16, Collie, April 2022 04.jpg|thumb|Escavatore cingolato acon bennaazionamento rovesciadel [[Volvo]]braccio Kettenbaggera EC290Bfune]]

Un '''escavatore''' (chiamato anche '''escavatrice''' o '''macchina escavatrice'''<ref name=trec1>{{Treccani|escavatore|Escavatore|accesso= 3 febbraio 2024}} </ref>) è una [[Macchine movimento terra|macchina di movimento terra]] utilizzata principalmente per operazioni di scavo, checarico richiedonoe un [[Macchine movimento terra|movimentoscarico di terra]]materiale,<ref name=trec1/><ref name=biblus/> ovverocome la rimozione di porzioni di terreno non particolarmente coerente, {{chiarire|tale da consentirne una relativamente facile frantumazione}}.

L'operatore che aziona la macchina viene definito "escavatorista".<ref>{{Treccani|escavatorista|Escavatorista|accesso= 3 febbraio 2024|v=sì}}</ref>

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== Storia ==

{{s sezione|ingegneria}}

[[File:Otis Excavator 1841.jpg|thumb|L'escavatore a vapore di William Smith Otis su rotaia (disegno del 1841).]]

Il primo escavatore a vapore, da cui ebbe origine più tardi l'escavatore idraulico, fu sviluppato nel 1796 dall'inventore scozzese [[James Watt]] e dall'imprenditore inglese [[Matthew Boulton]],<ref name=ivt>{{en}} Saul Wordsworth, iVT International - [https://www.ivtinternational.com/features/feature-a-brief-history-of-the-excavator.html FEATURE: A brief history of the excavator]</ref> mentre il primo [[brevetto]] di un escavatore a vapore è opera dell'[[Ingegneria ferroviaria|ingegnere ferroviario]] americano [[William Smith Otis]] alla fine del [[XIX secolo]],<ref name=mecnews>{{en}} [https://mechanicsnews.com/excavator-when-it-was-invented/ Mechanics News - The Evolution of Excavators: Tracing Back to Its Invention and Early Development],</ref> tra il 1833 e il 1835.<ref name=wdpart>{{en}} Hilary Zhao, [https://wdpart.com/en-gb/blogs/news/excavator-history-the-industrial-revolution-through-the-centuries Excavator History: The Industrial Revolution Through the Centuries]</ref> L'escavatore a vapore di Otis, piuttosto rudimentale rispetto agli escavatori moderni, era costituito essenzialmente da un [[Telaio (meccanica)|telaio]] ferroviario (costruito in legno e ferro<ref name=wdpart/>) a cui era collegato un braccio, con [[Benna (meccanica)|benna]] singola, che poteva essere parzialmente ruotato attraverso [[Fune|funi]] azionate dalla forza umana.<ref name=ivt/><ref name=wdpart/>

{{Cn| Il primo escavatore (o ''pala meccanica'') venne costruito da [[William Otis]] nel [[1837]].}}

L'invenzione dell'escavatore idraulico si deve ai fratelli Pierre ed Eugene Bucyrus nel 1882.<ref name=mecnews/> I primi "escavatori idraulici" erano in realtà azionati in parte in maniera idraulica e in parte attraverso dei cavi.<ref name=plant/> Per potere vedere il primo escavatore "completamente idraulico", della la Kilgore Machine Company, si è dovuto attendere al 1897.<ref name=plant>{{en}} [https://www.plant-planet.co.uk/a-brief-history-of-excavators/ Plant Planet - A Brief History of Excavators]</ref>

[[File:Excavator in the Culebra Cut, 1904.jpg|thumb|Un escavatore nello [[stretto di Culebra]], durante la costruzione del [[Canale di Panama]] (1904).]]

Negli [[anni '20]] l'azienda francese Poclain inventò il primo escavatore cingolato a pala anteriore completamente idraulico.<ref name=mecnews/><ref name=wdpart/> Negli [[Anni 1960|anni '60]] si ebbe poi la commercializzazione di escavatori idraulici da parte dell'azienda giapponese Kato Works Co. Ltd.<ref name="mecnews" />

Alla fine degli anni '60 risale invece il primo escavatore compatto (o "miniescavatore"), progettato in Cina per essere utilizzato nelle risaie,<ref name=mecnews/> e commercializzato nel 1971 dall'azienda giapponese [[Kubota]] con il nome di "Kubota Rabbit".<ref name=mecnews/> Un altro dei primi miniescavatori è stato l'escavatore semovente gommato "YNB 300" della [[Yanmar]] Construction Company.<ref name=plant/> Negli [[anni '80]] gli escavatori compatti si diffusero quindi nel [[Nord America]] e in [[Europa]], per essere impiegati in una molteplicità di settori.<ref name=mecnews/> Nella metà degli anni '80, delle aziende costruttrici di miniescavatori facevano parte JCB, Kubota, Beresford e [[Manitou (azienda)|Manitou]].<ref name=plant/> Tra gli anni '60 e gli anni '80 si sviluppano inoltre i primi escavatori idraulici [[Meccatronica|meccatronici]] (tra cui l'escavatore [[Komatsu (azienda)|Komatsu]] PC05-7), nei quali l'impianto idraulico è controllato elettronicamente.<ref name=wdpart/>

== Descrizione e funzionamento ==

[[File:Excavator mechanism.gif|thumb|Simulazione del movimento del braccio escavatore durante un'operazione di scavo]]

L'escavatore è costituito principalmente da un corpo basso, denominato "carro", dove sono installati gli organi necessari allo spostamento della macchina (ruote, cingoli, ecc.) e da una struttura superiore, denominata "torretta" che include la postazione di guida e di comando (spesso cabinata), il vano motore e il braccio escavatore (monoblocco, articolato o telescopico) collegato alla torretta.<ref name=biblus/>

Durante l'operazione di scavo, il braccio escavatore viene fatto muovere per svolgere il ciclo di lavoro, mentre il carro resta fermo.<ref name=biblus/> Negli escavatori moderni, la torretta generalmente può ruotare di 360° rispetto al carro.<ref name=biblus/>

Gli escavatori sono spesso dotati di una lama per lo svolgimento di operazioni di rinterro o spianamento del terreno, talvolta utilizzata anche come stabilizzatore.<ref name=biblus/>

== Tipi ==

A seconda dell'ambito in cui devono essere utilizzati, gli escavatori possono essere di diversi tipi ed avere particolari caratteristiche.

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File:Excavator 0026.jpg|Un escavatore gommato a benna mordente

File:WackerExcavator Neusonin BaggerBrittany 50Z3France.jpgJPG|[[Wacker Neuson]] "Zero Tail" Escavatore 50Z3cingolato

File:Dabas Vágányönjáró forgókotró.JPG|Escavatore con spostamento su gomme e rotaie

File:Schreitbagger Kaiser SX - 3.jpg|Escavatore a "ragno" Kaiser SX

File:Building duck wing terraces with heavy vehicles.jpg|Escavatori anfibi

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=== Tipo di attrezzo ===

Un escavatore è munito di un attrezzo di scavo, installato all'estremità del braccio escavatore, che si può ricondurre a due categorie: la [[Benna (meccanica)|benna]] ede illa cucchiaionecucchiaia<ref name=biblus>[http://download.acca.it/BibLus-net/Sicurezza/Scheda_CPT_EscavatoreIdraulico.pdf BibLus - Escavatore idraulico]</ref> (detta anche cucchiaio o cucchiaiacucchiaione).

Una benna può essere a sua volta di due tipi: mordente oppure trascinata:<br />

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La benna trascinata, utilizzata soprattutto nel dragaggio dei fondali, è invece solitamente montata su un escavatore con un lungo braccio, in modo da poter raggiungere distanze orizzontali maggiori: la benna viene fatta salire fino all'estremità del braccio, quindi calata sul fondale e trascinata verso la macchina da un sistema di funi, raccogliendo il materiale durante questo movimento.

UnaLa cucchiaia può essere anch'essa di due tipi: rovescia o frontale,<ref name=trec1/> a seconda che la bocca della stessa sia rivolta verso l'escavatore o verso il lato opposto.<br />

La cucchiaia rovescia viene utilizzata per effettuare degli scavi al di sotto del piano su cui è posta la macchina,<ref name=trec1/> oppure ad altezze minime al di sopra dello stesso. Il movimento di raccolta è dato dal braccio, che muove la cucchiaia lungo la parete da scavare dal punto più lontano a quello più prossimo all'escavatore.<br />

La cucchiaia frontale viene invece spinta contro la parete di scavo nel punto più basso possibile e viene quindi sollevata asportando il materiale dal basso verso l'alto.

OltrePer allalo svolgimento di particolari attività diverse da quelle tipiche di scavo, carico e scarico materiale (ad esempio per svolgere attività di demolizione), al posto della benna e della cucchiaia possono essere collegati all'escavatore altri attrezzatureattrezzi, come la cesoia idraulica,<ref name=biblus/> il [[martello pneumatico|martello idraulico]] (o "martellone"),<ref name=biblus/> il ragno,<ref name=biblus/> la pinza,<ref demolitricename=biblus/> il gancio di sollevamento,<ref name=biblus/> la benna vagliatrice, le frese rotative, i compattatori.

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File:Vintage excavator.jpg|Un escavatore a benna trascinata

File:ЭР1250.jpg|Escavatore ER1250 sulla miniera di carbone di Tugnui, Buryatia, Russia

File:NPK GH-07 breaker fitted to a mini-excavator 2.jpg|Miniescavatore con montato un martello idraulico

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=== I grandi escavatori ===

Le dimensioni di un escavatore dipendono ovviamente dall'ambito in cui vengono utilizzati: nelle grandi [[Miniera di superficie|miniere a cielo aperto]], in particolare di [[carbone]], hanno raggiunto dimensioni rilevanti, come il famoso [[Big Muskie]], il più grande escavatore a benna trascinata mai costruito al mondo, e l'escavatore cingolato con ruote a tazze denominato "288", della Krupp Industrietechnik, situato in una miniera di lignite a cielo aperto a Garzweiler, in Germania.<ref name=ivt/> Quest'ultimo ha un peso di 13.500 tonnellate, una lunghezza di 240 m e un'altezza di 96 m, e permette di scavare fino a 240.000 tonnellate al giorno.<ref name=ivt/>

La necessità di movimentare grandi quantità di materiali ha portato alla realizzazione di strutture imponenti, come gli escavatori a catena di tazze o a ruota di tazze. Si tratta di macchine impiegate in posizione quasi statica, in quanto sono quasi sempre montate su pattini.

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== Ambiti di utilizzo ==

Le operazioni di scavo possono avere diverse finalità, sia in ambito minerario, quando si sia in presenza di una miniera o cava, solitamente ma non necessariamente "a cielo aperto", di materiale adatto ad essere rimosso con questo tipo di mezzi, sia nell'ambito delle costruzioni civili, quando sia necessario lo scavo di [[fondazione (edilizia)|fondazioni]] oppure la costruzione di trincee sia di grandi dimensioni, ad esempio per il passaggio di una strada o di una linea ferroviaria, sia di dimensioni limitate, per la posa di [[Sistemi di tubazioni|tubazioni]] o di [[cavo elettrico|cavi elettrici]] interrati.

Gli escavatori sono delle macchine piuttosto versatili, che trovano largo impiego in diversi tipi di attività, in particolare nell'ambito delle costruzioni e nell'ambito minerario, ma non solo.<ref name=biblus/>

LeÈ operazioniutilizzato diad scavoesempio possononelle avere diverse finalità, sia in ambito minerario, quando si sia in presenza di una minieraminiere o cava,cave (solitamente ma non necessariamente "a cielo aperto",) per lo scavo di materiale adatto ad essere rimosso con questo tipo di mezzi, siamentre nell'ambito delle costruzioni civili, è utilizzato quando sia necessario lo scavo di [[fondazione (edilizia)|fondazioni]] oppure per la costruzione di trincee sia di grandi dimensioni, (ad esempio per il passaggio di una strada o di una linea ferroviaria,) sia di dimensioni limitate, (ad esempio per la posa di [[Sistemi di tubazioni|tubazioni]] o di [[cavo elettrico|cavi elettrici]] interrati).

Utilizzando attrezzi diversi dalla benna e dalla cucchiaia, l'escavatore può ampliare il numero di applicazioni possibili, includendo ad esempio lavori di demolizione di edifici, movimentazione di rottami, movimentazione di traversine e rotaie, sollevamento di materiali.<ref name=biblus/>

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File:KomatsuPC58 20210821 015453.jpg|Utilizzo di escavatore per la manutenzione di un tratto ferroviario

File:Long reach excavator in Rosslyn (full).jpg|Escavatore con lungo braccio per operazioni di demolizione

File:Soviet army excavator EOV-4421.JPG|Escavatore sovietico "EOV-4421" per usi militari

File:Tracked Excavator placing Corduroy.jpg|Escavatore equipaggiato con pinza per lo spostamento di tronchi d'albero

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== Rischi e misure di sicurezza ==

[[File:Compact excavator accident.jpg|thumb|Caduta di un miniescavatore durante la ristrutturazione di una banchina al porto di Île-Tudy, in Francia]]

L'escavatore è una macchina che presenta, soprattutto se utilizzato impropriamente, molteplici rischi per la sicurezza delle persone, tra cui: ribaltamento, caduta di materiale dall'alto, scivolamenti, cadute a livello, urti, colpi, impatti, compressione, schiacciamento, cesoiamento, stritolamento, rischio elettrico, rischi associati ai gas di scarico, agenti chimici, rumore e vibrazioni.<ref name=biblus/>

Per assicurare la stabilità dell'escavatore durante il suo ciclo lavorativo, il carro degli escavatori è equipaggiato con un contrappeso, situato nella parte posteriore della torretta, che ha lo scopo di contrastare lo sforzo esercitato dal braccio escavatore. Nel caso degli escavatori gommati possono inoltre essere presenti degli stabilizzatori,<ref name=biblus/> che hanno forma simile a dei "piedi" che poggiano a terra, oppure, nel caso di miniescavatori cingolati, anche la lama può svolgere funzione stabilizzatrice.<ref name=biblus/>

Spesso il posto di guida e comando dell'escavatore è protetto da una cabina in modo da diminuire i rischi per il guidatore associati ad un eventuale ribaltamento e rovesciamento laterale oppure per proteggersi durante lavorazioni particolarmente pericolose come la demolizione di edifici.<ref name=biblus/> Secondo la norma UNI EN 474-1, gli escavatori deve essere provvisti di cabina con [[cintura di sicurezza]] e protezioni [[Struttura di protezione antiribaltamento|ROPS]] (''Roll Over Protection Structure''), [[Struttura di protezione in caso di rovesciamento laterale|TOPS]] (''Tip Over Protective Structure'') e [[Struttura di protezione contro la caduta di oggetti|FOPS]] (''Falling Object Protective Structure'').<ref name=biblus/>

== Normativa e standard ==

{{s sezione|diritto|ingegneria}}

=== In Europa ===

[[File:Neubau Betriebshof, Parey 06.jpg|thumb|Esempio di [[targhetta di identificazione]] di un escavatore con [[Marcatura CE|marchio "CE"]]]]

[[File:JCB 18 Z-1 (2).jpg|thumb|Esempio di targhetta con indicazione dell'emissione acustica di un escavatore secondo le indicazioni della [[Direttiva 2000/14/CE]].]]

Nella [[Comunità Europea]] gli escavatori immessi sul mercato dopo il 21 settembre 1996 devono essere sottoposti a [[marcatura CE]].<ref name=biblus/> In particolare, oltre a dovere essere conformi alla [[Direttiva macchine]], sono soggetti anche a restrizioni sulle [[Inquinamento acustico|emissioni di rumore]] attraverso la [[Direttiva 2000/14/CE]] del [[Parlamento europeo]] e del [[Consiglio europeo|Consiglio]] dell'8 maggio 2000 sul ravvicinamento delle legislazioni degli [[Stati membri dell'Unione europea|Stati membri]] concernenti l'emissione acustica ambientale delle [[Macchina|macchine]] ed attrezzature destinate a funzionare all'aperto.<ref name=Dir14>[https://eur-lex.europa.eu/legal-content/IT/TXT/PDF/?uri=CELEX:02000L0014-20190726 Direttiva 2000/14/CE del Parlamento europeo e del Consiglio dell'8 maggio 2000 sul ravvicinamento delle legislazioni degli Stati membri concernenti l'emissione acustica ambientale delle macchine ed attrezzature destinate a funzionare all'aperto]</ref>

Esistono diverse [[Norma tecnica|norme tecniche]] specifiche sulla progettazione degli escavatori, tra cui:<ref name=ricuni>[https://www.uni.com/?s=escavatori UNI - Risultati della ricerca per "escavatori"]</ref>

* UNI ISOEN 10567474-5 ''Macchine movimento terra - Escavatori idrauliciSicurezza - CapacitàParte di5: sollevamentoRequisiti per escavatori idraulici''

* UNI EN 474-12 ''Macchine movimento terra - Sicurezza - Parte 12: Requisiti per escavatori a fune''

* UNI ENISO 474-57451 ''Macchine movimento terra - SicurezzaValutazione -della Partevolumetria 5:per Requisitibenne pera cucchiaio e mordenti di escavatori idraulici e terne''

* UNI ISO 7546 ''Macchine movimento terra - Benne per pale caricatrici e benne di carico frontale per escavatori - Valutazione della volumetria''

* UNI ISO 8643 ''Macchine movimento terra - Dispositivo di controllo dell'abbassamento di escavatori idraulici e terne - Requisiti e metodi di prova''

* UNI ISO 15219 ''Macchine movimento terra - Escavatori a funi - Terminologia e specifiche commerciali''

* UNI EN 474-5 ''Macchine movimento terra - Sicurezza - Parte 5: Requisiti per escavatori idraulici''

* UNI ISO 10262 ''Macchine movimento terra - Escavatori idraulici - Prove di laboratorio e requisiti nelle prestazioni di ripari per la protezione dell'operatore''

* UNI ISO 754610567 ''Macchine movimento terra - BenneEscavatori peridraulici pale- caricatrici e benneCapacità di carico frontale per escavatori - Valutazione della volumetriasollevamento''

* UNI ISO 7451 ''Macchine movimento terra - Valutazione della volumetria per benne a cucchiaio e mordenti di escavatori idraulici e terne''

* UNI 11849 ''Vibrazioni meccaniche e urti - Modalità di prova per misurare le vibrazioni trasmesse dal sedile di escavatori, caricatori e terne all'operatore''

* UNI EN 13531 ''Macchine movimento terra - Struttura di protezione in caso di rovesciamento (TOPS) per escavatori compatti - Prove di laboratorio e requisiti di prestazione''

* UNI ISO 15219 ''Macchine movimento terra - Escavatori a funi - Terminologia e specifiche commerciali''

Trattandosi di macchine movimento terra, agli escavatori si applicano inoltre alcune norme tecniche generali sulle macchine movimento terra, tra cui:<ref name=ricuni/>

* UNI ISOEN 474-1:2022 14401-2 ''Macchine movimento terra - Campo visivo di specchi di sorveglianza e retrovisoriSicurezza - Parte 21: Criteri diRequisiti prestazionegenerali''

* UNI ISO 5006 ''Macchine movimento terra - Campo visivo dell'operatore - Metodo di prova e criteri di prestazione''

* UNI ISO 6405-2 ''Macchine movimento terra - Simboli per i comandi dell'operatore e altri indicatori - Parte 2: Simboli specifici per macchine, attrezzature ed accessori''

* UNI ISO 14401-2 ''Macchine movimento terra - Campo visivo di specchi di sorveglianza e retrovisori - Parte 2: Criteri di prestazione''

* UNI EN 15573 ''Macchine movimento terra - Requisiti di progettazione per la circolazione stradale''

* UNI ISO 5006 ''Macchine movimento terra - Campo visivo dell'operatore - Metodo di prova e criteri di prestazione''

=== Negli Stati Uniti ===

{{s sezione...|ingegneria}}

== Note ==

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== Bibliografia ==

* R. Mancini - ''Corso di Tecnica degli scavi e dei sondaggi'' - Istituto di arte mineraria - Politecnico di Torino

== Voci correlate ==