CORSO DI SISTEMI DI MOVIMENTAZIONE E STOCCAGGIO UNITA DI CARICO UNITA DI TRASPORTO UNITA DI MOVIMENTAZIONE PARTE C

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1 CORSO DI SISTEMI DI MOVIMENTAZIONE E STOCCAGGIO UNITA DI CARICO UNITA DI TRASPORTO UNITA DI MOVIMENTAZIONE PARTE C M.Lupi "Sistemi di Movimentazione e Stoccaggio"- A.A. 2011/12 - Università di Pisa - Polo della Logistica di Livorno 1

2 UNITA DI MOVIMENTAZIONE Le unità di movimentazione sono gli elementi che consentono alle unità di carico di aderire alle unità di trasporto: veicoli stradali, carri ferroviari, navi; in modo da trasferire le forze agenti sulle unità di carico. Esse inoltre sono utilizzate per trasferire le unità di carico da un tipo di unità di trasporto ad un altro (esempio: dal pianale di un semirimorchio al pianale di un carro ferroviario) e quindi nel trasporto intermodale; esse sono utilizzate anche per lo stoccaggio delle unità di carico. 2

3 CARRELLO ELEVATORE FRONTALE Il carrello elevatore frontale ( front loader, fork-lift ) innalza il contenitore mediante movimentazione lungo linee fisse verticali. E un unità di movimentazione di derivazione industriale (utilizzato per la movimentazione nei magazzini: carrello elevatore frontale o a forche frontali ). Ha come pregio la facilità di uso e la mobilità. Come difetti: il baricentro si modifica fra la fase di carico e quella di scarico; movimentazione praticamente assente a macchina ferma. Asse sterzante Asse fisso 3

4 La figura precedente si riferisce ad un classico fork lift con presa a forche dal basso. I carrelli elevatori frontali più recenti sono equipaggiati con uno speciale telaio di sollevamento al quale è agganciato uno spreader. Esistono macchine per la movimentazione dei container vuoti, empty container handler, ( Lifting capacity 7,000 10,000 kg, ) Essi possono avere diversi tipi di presa dei container. Per esempio dall alto 4

5 oppure frontale FDC 18k5 5

6 Ci sono i loaded container handler, per la movimentazione di contenitori pieni (Lifting capacity: t ). Fonte: Fonte: 6

7 TRATTORE A RALLA PER TERMINALI ( Terminal Tractor ) Fonte: Spinetti C. Tecniche di funzionamento e gestione dei piazzali portuali, Tesi in Ingegneria civile, Univ. di Pisa, Sono simili ai trattori degli autoarticolati: spostano i contenitori trainando i rimorchi (pianali) su cui i contenitori sono appoggiati. 7

8 Fonte: Ci sono anche trattori ibridi, diesel-elettrici (ossia il motore diesel serve a produrre energia elettrica che alimenta un motore elettrico direttamente collegato alle ruote). Sono dei mezzi a basso impatto ambientale. La figura si riferisce ad un loro utilizzo nel porto di Huston. 8

9 Fonte: 009/jul/Eastern-Europe/ Nel caso di navi Ro-Ro il trattore può anche salire sulle navi (nella figura l unità di carico è costituita dall intero rimorchio). Rispetto ai normali trattori degli autoarticolati questi terminal tractor sono ottimizzati per un uso su brevi distanze e per eseguire velocemente le manovre di aggancio e di sgancio dei rimorchi (ma comunque sono ottimizzati per eseguire le manovre dei rimorchi in generale: per esempio hanno un ottimo raggio di sterzata, visibilità..). 9

10 MULTITRAILER Il multitrailer è costituito da un terminal tractor a cui vengono agganciati più rimorchi ( trailers ) su gomma. Sui trailer sono poggiate le unità di carico. Il multitrailer si guida come un normale mezzo per il trasporto di rimorchi: le manovre di curvatura, ed in particolare quella di inversione ad U, sono un po delicate. 10

11 Normalmente nei terminali è utilizzato per spostamenti su lunghe distanze. 11

12 CARRELLO CAVALIERE - STRADDLE CARRIER - Caratteristica dello Straddle Carrier è quella di innalzare il contenitore al proprio interno: il baricentro rimane all interno delle aree di impronta delle ruote in qualsiasi condizione di carico. 12

13 Gli assi delle ruote sono generalmente tutte sterzanti. L attacco con i contenitori avviene mediante spreader dall alto. L attacco ai semirimorchi e casse mobili avviene con piggy-back dal basso. I carrelli cavalieri consentono movimenti fino alla quarta altezza e quindi l utilizzo dei piazzali fino alla terza altezza. 13

14 Il tipico impiego di questo mezzo e quello di supporto alle grandi gru di banchina ( portainer, ship-to-shore gantry crane ): per la movimentazione di unità di carico fra le zone di scarico adiacenti alle banchine (le cosiddette buffer areas, aree di transito ) e le zone di stoccaggio, ad alta densità, dei terminal marittimi. Inoltre essi operano la movimentazione dei container all interno dei piazzali di stoccaggio ( storage yards ) dei terminali marittimi. Questo mezzo ha il vantaggio di potere sollevare il contenitore verticalmente e di poterlo trasportare orizzontalmente (senza dovere operare in sincronia con la grande gru di banchina, come per esempio nel caso di un trattore a ralla, operazione cosiddetta di decupling : disaccoppiamento, sganciamento). Inoltre ha il vantaggio di un limitato ingombro trasversale e perciò la possibilità di movimentare unità di carico nelle zone dei terminali ad alta densità di stoccaggio. 14

15 Esempio di caratteristiche di uno straddle carrier Meccanismo di sollevamento Capacità di sollevamento Peso proprio, circa Velocità di spostamento Velocità di sollevamento Velocità di abbassamento Distanziale sollevato mediante catena a comando idraulico. Distanziale telescopico: la lunghezza può essere regolata automaticamente per i container da 20 e da 40.Altezza di sollevamento : 7820 mm Kg Kg Senza carico 26 Km/h con carico 24 Km/h Senza carico 15 m/min Senza carico 15 m/min con carico 15 m/min. Distanza massima utile Produttività media Costo medio 800 metri 7,6 TEUs/h euro 15

16 REACH STACKER, GRU FRONTALE (IMPILATORE) Caratteristica del reach stacker, gru semovente frontale o impilatore, è quella di potere movimentare le unità di carico, sia verticalmente, sia orizzontalmente a macchina ferma. Sono utilizzati in particolare nel caso del trasporto combinato strada-ferrovia: in questo caso il reach stacker permette di movimentare velocemente, con macchina ferma, un unità di carico dal pianale di un autoveicolo a quello di un carro ferroviario. 16

17 L attacco dei contenitori avviene mediante spreader dall alto 17

18 L attacco delle casse mobili o semirimorchi mediante piggyback spreader. 18

19 Movimentazione di un semirimorchio

20 Movimentazione di una cassa mobile

21 I nuovi modelli permettono l impilamento fino alla quinta-sesta altezza. CS45 KM 21

22 Esempio di caratteristiche di uno di un reach stacker Lunghezza telaio 8.6 m Lunghezza interasse 6.5 m Lunghezza totale compreso spreader m con braccio a 0 Larghezza misurata all'asse anteriore 4.18 m Altezza con braccio a m Capacità di sollevamento sotto lo 42 t spreader per la prima fila Capacità di sollevamento sotto lo 35 t spreader per la seconda fila Capacità di sollevamento sotto lo 19 t spreader per la terza fila Produttività media 12,9 TEUs/h Costo medio euro 22

23 Le dimensioni longitudinali della macchina (circa 10m) e la necessità di agganciare le unità di carico trasversalmente per avvicinare il baricentro determinano un area di ingombro in esercizio piuttosto ampia. Fonte: Spinetti C. Tecniche di funzionamento e gestione dei piazzali portuali, Tesi in Ingegneria Civile,Univ. di Pisa, In ogni caso l ampia versatilità del mezzo ha fatto sì che tutti i terminali intermodali strada-ferrovia, ed anche quelli marittimi, dispongano di questo tipo di macchina di movimentazione. 23

24 CARRELLO LATERALE ( SIDELOADER ) Fonte: Bonora G. ocacci C.,Funzionalità e progettazione degli impianti ferroviari CIFI

25 Carrello laterale (Fantuzzi-Reggiane) 25

26 Carrello laterale Fonte: 26

27 GRU A PORTALE TRANSTAINER Caratteristica della gru a portale (transtainer) è quella di potere movimentare le unità di carico, sia verticalmente sia orizzontalmente, mantenendo il baricentro all interno della macchina. 27

28 Sono generalmente mezzi di grosse dimensioni che hanno un carico per asse notevolmente elevato e perciò pressioni specifiche sul terreni che necessitano di adeguate vie di corsa. Abbiamo due tipi fondamentali di transtainer : - Transtainer con ruote in gomma ( Rubber Tyred Gantry Crane, RTG) - Transtainer con ruote in acciaio su rotaia ( Rail mounted Gantry Crane, RMG) 28

29 Rubber Tyred Gantry Crane (RTG) Fonte: Spinetti C. Tecniche di funzionamento e gestione dei piazzali portuali, Tesi in Ingegneria Civile, Univ. di Pisa, Rail Mounted Gantry Crane (RMG) 29

30 Le gru a portale sono molto utili nel caso di piazzali con notevole ricambio: per esempio nei terminali strada-rotaia dei grossi interporti per la formazione di treni blocco. In generale per il passaggio veloce di unità di carico da unità di trasporto stradale a treni e viceversa; oppure fra treni di tipo diverso (come nei cosiddetti interporti gateway ). 30

31 Linea di confine Terminale gateway (porta: sia in ingresso, sia in uscita). 31

32 Il sistema gateway (in Ferrovia) 32

33 Ci può essere un terminal gateway anche in destinazione. Si ha una situazione analoga a quella del transhipment del trasporto marittimo. Terminale gateway Linea di confine Terminale gateway 33

34 ritorniamo alle transtainer L interasse dei portali è generalmente di circa metri nel caso di transtainer su gomma e di nel caso di transtainer su rotaia. RTG Kalmar SISU M.Lupi "Sistemi di Movimentazione e Stoccaggio"- A.A. 2011/12 - Università di Pisa - Polo della Logistica di Livorno 34

35 Le gru a portale consento di impilare fino alla quinta altezza utilizzando la sesta per le manovre. La struttura di gru a portale permette notevole velocità di manovra e quindi di realizzare performance notevoli in termini di tiri anno ( in particolare maggiori nel caso di gru su rotaia). 35

36 Esempio di caratteristiche di Rubber Tyred Gantry Crane (RTG). Fonte: 36

37 Esempi di dimensioni di Rubber Tyred Gantry Crane (RTG). Fonte: Fonte: 37

38 Esempio di caratteristiche di Rail mounted Gantry Crane (RMG) Fonte: 38

39 GRU PORTUALE PER CONTENITORI ( SHIP-TO- SHORE GANTRY CRANE ) Sono macchine utilizzate per la movimentazioni lungo un molo: per lo scarico, e il carico, dei contenitori da bordo nave a terra. Si muovono su rotaie 39

40 Esempio di caratteristiche di una gru portuale 40

43 Sequenza di operazioni che deve eseguire una gru portuale ship-toshore : aggancio del contenitore, sollevamento, traslazione, messa sul molo (o direttamente sulla unità da trasporto) e sgancio. Per velocizzare le manovre alcuni operazioni possono essere fatte contemporaneamente (per esempio) per esempio sollevamento e traslazione Tempi medi di manovra, delle gru portuali per contenitori (secondi) Produttività all incirca: contenitori/ora per navi madre e contenitori/ora per navi feeder. 43

44 Attualmente si stanno diffondendo, per velocizzare le operazioni di carico e scarico, i multi-lift spreader