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Il frantumatore in sé non è il problema — è il caricatore a essere responsabile
Chiedere quale modello di frantumatore idraulico sia adatto al lavoro ad alta quota sembra una domanda di raccomandazione prodotto. Non lo è. Il meccanismo d’urto di un frantumatore idraulico — accumulatore di azoto, pistone, valvola di controllo — è ermeticamente sigillato rispetto all’atmosfera. Non aspira aria. Non perde energia d’urto perché l’aria è rarefatta. Il frantumatore trasmette esattamente la potenza idraulica che riceve dal caricatore. È il caricatore il componente che risente dell’altitudine. E quando il caricatore funziona in modo subottimale, anche il frantumatore ne risente.
La conseguenza pratica è la seguente: un interruttore che funziona correttamente a livello del mare funzionerà correttamente anche a 3.000 metri, purché il circuito ausiliario della macchina continui a fornire la portata e la pressione richieste. La domanda non è quale modello di interruttore tollera l’altitudine, bensì quanta portata ausiliaria la macchina fornisce effettivamente in quota e se l’interruttore selezionato è dimensionato per operare entro tale portata ridotta. La maggior parte dei problemi relativi all’interruttore in quota sono in realtà problemi di declassamento della macchina, che assumono l’aspetto di problemi dell’interruttore.
Quattro regolazioni specifiche per l’altitudine — Effetto, Azione richiesta, Attenzione sul campo
La tabella sottostante illustra le quattro variabili che variano in quota e che richiedono una regolazione specifica. La colonna «Azione richiesta» indica ciò che deve essere modificato prima del primo turno operativo, non dopo il primo guasto.
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Variabile |
Effetto dell’altitudine |
Azione richiesta |
Attenzione sul campo |
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Potenza erogata dal motore della macchina |
I motori sovralimentati iniziano a ridurre la potenza al di sopra di circa 1.500 m; i motori aspirati naturalmente al di sopra di circa 1.000 m — una perdita di potenza approssimativa del 3% ogni 300 m oltre la soglia |
Ridurre la frequenza di battiti prevista dell’attrezzo frantumatore (BPM) della stessa percentuale della riduzione di potenza del motore di trazione; non far funzionare l’attrezzo frantumatore alle impostazioni di carico pieno e attendersi la portata ausiliaria nominale |
A 3.500 m, un escavatore sovralimentato può erogare il 15–20% in meno di portata ausiliaria rispetto al livello del mare — la scelta dell’attrezzo frantumatore deve essere dimensionata per operare entro questa portata ridotta |
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Viscosità dell'olio idraulico |
I cantieri ad alta quota sono tipicamente anche freddi; un olio che soddisfa le specifiche a 20 °C al livello del mare potrebbe risultare troppo viscoso a −10 °C durante le partenze mattutine sul plateau, causando carenza di flusso nel circuito dell’attrezzo frantumatore all’avviamento |
Passare a un olio idraulico a bassa viscosità per condizioni climatiche fredde (ISO VG 32 o VG 46, a seconda della temperatura minima ambiente); riscaldare il sistema idraulico a una temperatura di almeno 40 °C prima di attivare l’attrezzo frantumatore |
Far circolare un circuito freddo ad alta viscosità nel dispositivo di interruzione all'avviamento è una causa comune di guasto delle guarnizioni nelle installazioni in alta quota: le guarnizioni sono progettate per funzionare con olio nell'intervallo operativo normale |
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Carica di azoto nell'accumulatore |
La pressione dell'azoto aumenta con la temperatura e diminuisce al calare della temperatura; un dispositivo di interruzione caricato a 55 bar a livello del mare potrebbe registrare valori diversi in quota e a basse temperature ambientali se la differenza di temperatura è significativa |
Verificare nuovamente la pressione di azoto nell'accumulatore dopo che l'unità sia stata sul sito per 24 ore, alla quota operativa e alla temperatura ambiente previste; regolare tale pressione secondo le specifiche del produttore originale (OEM) nelle condizioni effettive |
Una carica che risulta corretta in un deposito caldo e in pianura risulterà insufficiente in una mattinata fredda a 4.000 m di altitudine; la riduzione dell'energia d'impatto è equivalente a quella causata da una bassa pressione di azoto a qualsiasi quota |
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Raffreddamento dell'olio e dissipazione del calore |
L'aria più rarefatta in quota riduce la dissipazione del calore proveniente dai tubi idraulici e dal radiatore del veicolo; la temperatura dell'olio aumenta più rapidamente sotto lo stesso carico rispetto al livello del mare |
Monitorare la temperatura dell'olio durante il primo turno in altitudine; se supera i 70 °C entro 2 ore dall'avvio, ridurre il ciclo di lavoro o installare un ulteriore scambiatore di calore per l'olio prima di passare a un funzionamento completo per turno |
Il surriscaldamento delle guarnizioni in altitudine provoca un guasto silenzioso: l'olio si riscalda, le guarnizioni iniziano a perdere internamente e il primo segnale è una graduale diminuzione dell'energia d'impatto nel corso di alcuni giorni, non un guasto improvviso |
Selezione del modello di demolitore per l'altitudine: ridurre le dimensioni, non aumentarle
La regola controintuitiva per la scelta della dimensione del frantumatore in ambienti ad alta quota prevede di selezionare un frantumatore all'estremità inferiore dell'intervallo di peso compatibile con il caricatore, anziché all'estremità superiore. A livello del mare, si consiglia invece di privilegiare l'estremità superiore dell'intervallo di peso compatibile con il caricatore, al fine di garantire stabilità e produttività. In quota, dove la portata ausiliaria è ridotta a causa della declassazione del motore, un frantumatore che richiede 160 L/min da un caricatore che ora eroga soltanto 130 L/min opera al di fuori delle proprie specifiche tecniche in ogni ciclo di frantumazione. Un frantumatore più piccolo, con un fabbisogno compreso tra 110 e 130 L/min, adeguato alla reale portata ridotta del caricatore, fornisce un'energia d'impatto più costante e genera meno calore rispetto a un'unità di dimensioni maggiori che funzioni continuamente al di sotto della propria soglia minima di portata.
La selezione del modello di frantumatore dovrebbe quindi iniziare con una misurazione, non con un confronto tra schede tecniche. Misurare il flusso ausiliario effettivo della macchina operatrice all'altitudine di esercizio dopo un'ora di riscaldamento. Questo singolo valore determina quali modelli di frantumatore sono idonei. Le serie BLT e BLTB di BEILITE, ad esempio, coprono un intervallo di esigenze di portata che va da 20 L/min per i modelli compatti fino a oltre 400 L/min per le unità pesanti; i modelli di media gamma (BLT-85 fino a BLT-120) rientrano invece in una fascia di portata che generalmente rimane raggiungibile anche dopo una derating del 15–20% su una macchina operatrice sovralimentata da 15–25 t, a un’altitudine compresa tra 3.000 e 4.000 m. Il numero del modello è meno importante della corrispondenza tra portata e altitudine.
Un ultimo punto sulla selezione del modello per altitudini estreme superiori a 3.500 m: se la durata del progetto supera alcune settimane, richiedere al produttore una configurazione ad alta quota prima della spedizione delle attrezzature. Alcuni interruttori sono disponibili con specifiche di carica dell’azoto nell’accumulatore adattate all’intervallo di altitudine operativa e con materiali per guarnizioni adatti al freddo (poliuretano a bassa temperatura anziché nitrile standard), che mantengono l’elasticità alle temperature mattutine di avvio, alle quali una guarnizione standard si indurirebbe. Si tratta di modifiche non particolarmente complesse: sono opzioni documentate nella gamma di prodotti BEILITE e di altri importanti produttori. Il loro inserimento nell’ordine comporta un costo trascurabile; il costo per installarle successivamente, invece, è notevolmente più elevato, soprattutto dopo l’arrivo sul sito in altipiano, a tre giorni dall’inizio di un contratto per lo scavo di una strada.
