Escavatore
Un escavatore di uso comune è una macchina particolarmente versatile utilizzata principalmente nelle costruzioni per i lavori di scavo e movimento terra, che trova largo impiego, grazie a particolari utensili, anche nelle demolizioni nelle cave. L'operatore che aziona la macchina viene definito escavatorista. Gli escavatori commerciali moderni sono costituiti da un corpo principale, denominato piattaforma, su cui è montato un braccio ad azionamento idraulico composto da due (avambraccio e braccio penetratore) o tre elementi (braccio triplice). La piattaforma viene montata su un carro, cingolato o gommato, anch'esso ad azionamento idraulico. Il primo escavatore (o pala meccanica) venne costruito da William Otis nel 1837. Particolari tipi di escavatori trovano impieghi specifici nelle miniere e nei più svariati ambiti.
Ambito di utilizzo
Gli escavatori vengono impiegati per la realizzazione di scavi di sbancamento, ad esempio per la realizzazione di un edificio, nelle bonifiche e in agricoltura. Trovano anche impiego negli scavi in trincea per la realizzazione di condotte interrate. Grazie al montaggio di martelli demolitori, possono essere impiegati anche in presenza di roccia dura e compatta. Particolari utensili, come le pinze idrauliche o le benne frantoio, rendono efficace il loro impiego anche nelle demolizioni o nell'attività di cava.
Tipologie di escavatori
Gli escavatori vengono classificati in base a diversi aspetti. I principali sono: il peso, la potenza, il tipo di carro, il tipo di utensile montato.
Classificazione in base al peso
Il peso di una macchina escavatrice, essendo direttamente proporzionale alla sua capacità di scavo, viene comunemente utilizzato come prima metodologia di classificazione. La potenza delle macchine è infatti dimensionata in base al peso della stessa. Su macchine più pesanti vengono montati motori e pompe idrauliche più potenti. In generale una macchina più pesante avrà una resa oraria superiore, ovvero riuscirà, con le stesse caratteristiche di terreno, a movimentare una volumetria maggiore di materiale rispetto ad una macchina più leggera. Le case costruttrici spesso denominano le proprie macchine attribuendole un numero indicativo del peso, come per le automobili avviene per la cilindrata. Una JCB 235, ad esempio, è una macchina del peso di 23,5 tonnellate circa. Gli operatori di solito esprimono il peso delle macchine in quintali.
Classificazione in base al tipo di carro
Per consentire il suo spostamento, un escavatore deve essere montato su un carro che ne permetta il movimento questo può essere:
- Gommato, ovvero dotato di ruote con pneumatici, per i casi in cui il suo impiego richieda una capacità di carico limitata ma una buona velocità di spostamento. Un particolare tipo di escavatori gommati sono i caricatori ferroviari.
- Cingolato, ovvero dotato di cingoli, per consentire una migliore distribuzione del peso su suolo permettendo la mobilità a mezzi anche molto pesanti.
- Montato su pattini, ovvero su strutture metalliche orizzontali a contatto con il terreno che possono essere movimentate tramite pistoni idraulici sia verticalmente, consentendone il distacco dal terreno, che orizzontalmente, in modo da permetterne una traslazione. Questo caso è tipico delle grandi macchine da miniera, per le quali gli spostamenti sono molto poco frequenti e spesso minimi, mentre la capacità di carico e di penetrazione deve essere assai elevata.
- Ad appoggi articolati: questo tipo di escavatore è dotato di piedi e staffe articolate che permettono un posizionamento ottimale in situazioni di terreno molto inclinato, oppure in situazioni dove il normale escavatore non riesce ad operare, esempio all'interno di canali. Essendo un tipo molto particolare di escavatore la produzione è molto limitata e attualmente quattro aziende nel mondo producono questo escavatore, in italiano è molto spesso chiamato "ragno" per la sua abilità di raggiungere il luogo di utilizzo spostandosi come l'insetto.
Classificazione in base al tipo di utensile
Un escavatore è munito di un utensile che gli consente di svolgere una lavorazione. I più diffusi sono: la benna o cucchiaia, il martello idraulico, la pinza demolitrice, la benna vagliatrice, le frese rotative, i compattatori.
Una bènna può essere a sua volta di più tipi come ad esempio mordente oppure trascinata.
La bènna mordente viene solitamente impiegata per lavori di scavo che richiedono di raggiungere un punto molto inferiore al piano d'appoggio della macchina, ad esempio nelle grandi fondazioni oppure nel dragaggio di fondali marittimi o lacustri nei pressi della riva o della chiatta su cui l'escavatore è montato. La bènna viene calata aperta sul punto di scavo, dove penetra nel terreno e, grazie ad un azionamento solitamente idraulico, viene chiusa in modo da raccogliere il materiale.
La bènna 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 bènna 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. La cucchiaia può essere rovescia o frontale, a seconda che la bocca della stessa sia rivolta verso l'escavatore o verso il lato opposto.
La cucchiaia rovescia viene utilizzata per effettuare degli scavi al di sotto del piano su cui è posta la macchina, 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.
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.
I grandi escavatori
Le dimensioni di un escavatore dipendono ovviamente dall'ambito in cui vengono utilizzati: nelle grandi 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.
La necessità di movimentare grandi quantità di materiali hanno 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.
Un escavatore a catena di tazze è una macchina dotata di un lungo braccio lungo il quale ruota una serie di cucchiaie che asportano il materiale dalla parete portandolo verso la macchina stessa, dove viene scaricato; le cucchiaie svuotate ritornano, dal lato opposto del braccio, verso l'estremità, dove tornano a contatto con il terreno. Questo tipo di macchina è adatto allo scavo su lunghe pareti regolari.
Un escavatore a ruota di tazze sfrutta un principio sostanzialmente analogo, con le cucchiaie che però sono montate su una grande ruota che imprime loro un movimento dal basso verso l'alto, sostanzialmente ripetendo senza soluzione di continuità l'operazione che viene effettuata dall'escavatore a cucchiaia frontale.
Entrambe queste macchine sono solitamente dotate di un sistema di raccolta del materiale scaricato dalle cucchiaie, che viene automaticamente avviato su un sistema di nastri trasportatori che ne completa la rimozione.
Bibliografia
- R. Mancini - Corso di Tecnica degli scavi e dei sondaggi - Istituto di arte mineraria - Politecnico di Torino
Voci correlate
- Big Muskie la macchina per movimento terra più grande del mondo
- Bulldozer
- Macchine movimento terra
- Motolivellatrice
- Pala caricatrice
- Ruspa
- Terna (macchina)
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