Quali sono i diversi tipi di pese a ponte?

Le pese a ponte, chiamate anche pese per autocarri o sistemi di pesatura assi, sono disponibili in diversi tipi distinti, ciascuno progettato per ambienti, capacità di carico ed esigenze operative specifici. I principali tipi di pese a ponte sono le pese a ponte montate su fossa, a superficie (senza fossa), portatili, ad asse e i sistemi di pesatura a bordo. Scegliere il tipo sbagliato può comportare costose imprecisioni, problemi strutturali o non conformità normativa, quindi comprendere le differenze è essenziale prima di qualsiasi decisione di acquisto o installazione.

Le moderne pese a ponte possono gestire carichi di veicoli che vanno da poche tonnellate a oltre 200 tonnellate e sono utilizzate in settori quali l'estrazione mineraria, l'agricoltura, la logistica, la gestione dei rifiuti, l'edilizia e la produzione. Il mercato globale delle pese per autocarri è stato valutato a circa 1,2 miliardi di dollari nel 2023 e si prevede che crescerà costantemente, riflettendo il ruolo fondamentale che la misurazione accurata del peso gioca nel commercio, nella conformità e nelle operazioni.

Montaggio su fossa Pese a ponte

Le pese a ponte montate su fossa vengono installate in una fossa di cemento in modo che la piattaforma di pesatura sia a filo con il livello del suolo circostante. I veicoli salgono sulla bilancia senza incontrare rampe o bordi rialzati, rendendo l'avvicinamento e l'uscita senza soluzione di continuità. Questo design è particolarmente comune in strutture permanenti e ad alto traffico come cave, porti, silos per il grano e stazioni di trasferimento dei rifiuti.

Costruzione e celle di carico

Il ponte della pesa poggia su una serie di celle di carico a compressione o taglio posizionate alla base della fossa. La maggior parte delle installazioni in fossa utilizzano da quattro a otto celle di carico, a seconda della lunghezza del ponte. Le pese a ponte standard per fosse utilizzate nelle applicazioni di autotrasporto commerciale sono in genere 18 metri di lunghezza e 3 metri di larghezza , che possono ospitare autotreni e veicoli pesanti fino a 60 tonnellate o più.

Vantaggi e limiti

• Avvicinamento fluido al veicolo: non sono necessarie rampe, riducendo così il rischio di danni al veicolo o di esitazione da parte del conducente
• Integrazione estetica: la piattaforma si trova a livello della superficie del cantiere, mantenendo pulita la disposizione del sito
• Adatto per operazioni di pesatura ad alta frequenza, che spesso registrano centinaia di transazioni al giorno
• Costi di installazione più elevati dovuti a lavori di ingegneria civile: lo scavo, la formazione e l'impermeabilizzazione della fossa possono comportare un aumento dal 20% al 40% al costo totale del progetto rispetto alle alternative a montaggio superficiale
• Il drenaggio è una sfida persistente di manutenzione; L'accumulo di acqua nella fossa può corrodere le celle di carico e i componenti elettronici se non gestiti correttamente
• Una volta installate, il trasferimento è estremamente difficile: si tratta essenzialmente di strutture permanenti

Le pese a ponte a fossa sono la scelta tradizionale nel Regno Unito e in gran parte dell'Europa, in particolare negli impianti consolidati di trattamento degli aggregati e dei rifiuti. Molte autorità locali e organismi di regolamentazione li utilizzano per applicazioni legali per il commercio ai sensi della legislazione su pesi e misure.

Pese a ponte a montaggio superficiale (senza pozzo).

Le pese a ponte montate in superficie, spesso chiamate pese a ponte senza fossa, si trovano direttamente su una fondazione in cemento preparata a livello del suolo. I veicoli accedono alla piattaforma tramite rampe di accesso angolate a ciascuna estremità. Questo progetto ha guadagnato una notevole popolarità negli ultimi due decenni perché evita le opere civili costose e dispendiose in termini di tempo associate alla costruzione delle fosse.

Requisiti di installazione e fondazione

Una pesa a ponte senza pozzo richiede una piattaforma piana in cemento armato anziché una fossa. La profondità della fondazione è generalmente inferiore – circa 200-300 mm di cemento armato – rispetto agli 1,5-2 metri di profondità necessari per l'installazione di una fossa. Ciò si traduce direttamente in costi inferiori per le opere di fondazione e in una messa in servizio più rapida. Il tempo di installazione per una pesa a ponte senza fossa è spesso di due o tre giorni, contro una o due settimane per un'installazione a fossa.

Quando scegliere una pesa a ponte senza pozzo

Le pese a ponte da superficie sono la scelta giusta quando:

• Il sito ha una falda freatica alta, che rende gli scavi profondi poco pratici o costosi
• In futuro potrebbe essere necessario spostare l'attività: i ponti senza fossa possono essere sollevati e spostati con attrezzature adeguate
• I vincoli di bilancio rendono indesiderabili le grandi opere civili
• Il sito si trova su un terreno contaminato dove lo scavo di un pozzo darebbe luogo a complesse normative ambientali

Il compromesso è che le rampe di avvicinamento dei veicoli creano un leggero cambiamento di pendenza che può causare problemi con veicoli o rimorchi con inclinazione molto bassa. L'altezza della rampa è generalmente compresa tra 400 e 600 mm e l'angolo di approccio deve essere sufficientemente graduale per evitare l'incaglio. Nonostante ciò, le pese a ponte senza pozzo rappresentano ora la maggior parte delle nuove installazioni di pese a ponte in molti mercati.

Pese a ponte portatili e modulari

Le pese a ponte portatili sono progettate per siti che richiedono la misurazione del peso senza un'installazione permanente. Sono tipicamente modulari: assemblati da sezioni ad incastro che possono essere collegate per formare una piattaforma di pesatura a tutta lunghezza, quindi smontate e trasportate in un'altra posizione. Alcuni modelli portatili sono montati su rimorchio per una rapida implementazione.

Applicazioni tipiche

• Cantieri temporanei — monitorare le consegne dei materiali o la rimozione dei rifiuti senza investire in una struttura permanente
• Controlli di applicazione e conformità — le autorità stradali utilizzano pesatrici per assi portatili e pese a ponte portatili a lunghezza intera durante le campagne di ispezione stradale
• Uso agricolo stagionale — impiegato al momento del raccolto per pesare i camion del grano e rimosso durante il resto dell'anno
• Operazioni di mining remote o temporanee dove la costruzione di infrastrutture permanenti non è economicamente fattibile
• Noleggio e noleggio — le aziende possono noleggiare pese a ponte portatili per progetti a breve termine a una frazione del costo di un'installazione permanente

Precisione e capacità

Le pese a ponte portatili devono comunque soddisfare i requisiti di precisione legali se utilizzate per il commercio. Nel Regno Unito, le pese a ponte portatili omologate per il commercio sono verificate ai sensi della direttiva sugli strumenti di pesatura non automatici (NAWI). La classe di precisione è tipicamente Classe III OIML, con errori massimi consentiti di dallo 0,5% all'1% del carico applicato. Le capacità vanno da 30 a 80 tonnellate per la maggior parte dei modelli portatili commerciali, sebbene esistano versioni per carichi pesanti fino a 150 tonnellate.

Una limitazione delle pese a ponte portatili è che richiedono una superficie ragionevolmente piana e solida per letture accurate. Terreni morbidi o pendenze significative possono influenzare le prestazioni delle celle di carico e causare errori. Alcuni operatori utilizzano piastre di terra in acciaio sotto le celle di carico per distribuire il peso e migliorare la stabilità.

Pese a ponte per assi e sistemi multipiattaforma

Una pesa a ponte per assi (chiamata anche bilancia per assi o pesatrice per cuscinetti per assi) è una piattaforma di pesatura corta che misura il peso di uno o due assi alla volta, anziché il peso lordo del veicolo in un unico passaggio. Le letture dei singoli assi vengono quindi sommate per ottenere il peso totale del veicolo. Questi sono talvolta chiamati dispositivi di "pesa in movimento" quando il veicolo è in movimento, o bilance statiche per assi quando il veicolo si ferma su ciascun cuscinetto in sequenza.

Pesatrici statiche per assi

Le pesatrici per assi statiche richiedono che il conducente si fermi con ciascun asse o gruppo di assi posizionato sulla piattaforma. Una volta effettuata la lettura, il veicolo avanza per posizionare il gruppo di assi successivo. L'intero processo di pesatura prevede più fermate. Anche se questo metodo funziona bene per il controllo della conformità, ci vogliono dai tre ai cinque minuti per veicolo , rendendolo inadatto per operazioni ad alto rendimento.

Sistemi di pesatura in movimento (WIM).

I sistemi di pesatura in movimento utilizzano sensori incorporati nella superficie stradale per rilevare i carichi sugli assi mentre i veicoli passano a velocità di viaggio normale, a volte fino a 80 km/h. I sensori WIM includono piastre di piegatura, sensori piezoelettrici al quarzo e cavi piezoelettrici polimerici. La tecnologia consente il monitoraggio continuo del traffico senza fermare i veicoli, rendendola preziosa per le autorità stradali che gestiscono i limiti di carico del ponte e l'usura della pavimentazione.

I sistemi WIM non vengono generalmente utilizzati da soli come dispositivi di pesatura omologati per il commercio, ma le installazioni WIM preselezionate segnalano i veicoli in sovrappeso per la deviazione verso una pesa a ponte statica per la misurazione confermata. Questo flusso di lavoro può ridurre i tempi di ispezione fino al 70% escludendo automaticamente i veicoli conformi.

Configurazioni di pese a ponte multipiattaforma

Alcune operazioni richiedono la pesatura di veicoli molto lunghi – autotreni o combinazioni intermodali superiori a 25 metri – che non possono essere sistemati su un unico ponte standard. Le pese a ponte multipiattaforma collegano due o più piattaforme di pesatura indipendenti end-to-end. Ciascuna piattaforma è collegata all'indicatore centrale e il peso lordo totale è la somma di tutte le letture della piattaforma effettuate contemporaneamente. Questa configurazione è comune nei siti minerari e agricoli australiani e sudafricani dove le combinazioni di autotreni sono standard.

Sistemi di pesatura a bordo

I sistemi di pesatura di bordo non sono pese a ponte tradizionali, nel senso che non richiedono che un veicolo si sposti su una piattaforma fissa. Invece, celle di carico o sensori di pressione sono integrati nel veicolo stesso – tipicamente montati sull’asse, sulle sospensioni o sulla carrozzeria – e misurano il carico trasportato in tempo reale. A volte vengono chiamate bilance montate su veicolo o pesatrici a bordo.

Come funzionano

Le comuni tecnologie di pesatura a bordo includono:

• Monitoraggio della pressione delle sospensioni pneumatiche — misura la pressione dell'airbag, che è correlata al carico; comune sui veicoli commerciali pesanti con sospensioni pneumatiche
• Sensori del perno di carico — integrato nei punti di montaggio delle sospensioni o nelle ralle per misurare la forza di taglio del carico
• Sistemi basati su estensimetri — i sensori fissati al telaio del veicolo o all'asse misurano la deformazione causata dal carico
• Rilevamento del carico idraulico — utilizzato su carrelli elevatori e caricatori, misura la pressione del fluido idraulico per determinare il carico sollevato

Applicazioni nella gestione dei rifiuti e nell'edilizia

La pesatura a bordo è diffusa nei veicoli per la raccolta dei rifiuti, dove i comuni la utilizzano per registrare il peso dei rifiuti raccolti da ogni cliente domestico o commerciale. Alcune autorità locali del Regno Unito hanno utilizzato i dati di pesatura a bordo per implementare schemi di tariffazione in base al peso per i rifiuti commerciali. Nel settore edile, gli escavatori e gli autocarri con cassone ribaltabile dotati di pesatrici di bordo consentono agli operatori di monitorare il carico utile per ciclo senza tornare a una pesa a ponte fissa, migliorare l'efficienza di carico dal 10% al 20% nelle tipiche operazioni di movimento terra.

Le limitazioni di precisione sono lo svantaggio principale. La maggior parte dei sistemi di bordo raggiungono una precisione di Da ±1% a ±3% , rispetto a ±0,1% o migliore per una pesa a ponte statica ben calibrata. Ciò li rende inadatti per scopi legali a fini commerciali nella maggior parte delle giurisdizioni, sebbene siano eccellenti per la gestione operativa e la prevenzione del sovraccarico.

Pese a ponte con ponte in acciaio e pese a ponte con ponte in cemento

Indipendentemente dal fatto che una pesa a ponte sia montata su fossa o senza fossa, il ponte stesso può essere in acciaio fabbricato o in cemento armato. Questa distinzione è estremamente importante per i requisiti di costi, durata e manutenzione a lungo termine.

Le pese a ponte con ponte in cemento sono sempre più preferite per installazioni permanenti in ambienti difficili come impianti di calcestruzzo preconfezionato, stabilimenti chimici e impianti di smaltimento dei rifiuti, dove acidi, alcali e forte abrasione degraderebbero rapidamente un ponte in acciaio. I piani in acciaio rimangono lo standard per le applicazioni portatili e modulari in cui il peso e la facilità di trasporto sono priorità.

Tecnologia delle celle di carico nelle moderne pese a ponte

Il tipo di cella di carico utilizzata in una pesa a ponte influisce direttamente sulla precisione, sui requisiti di manutenzione e sulla longevità. Tutte le pese a ponte moderne utilizzano celle di carico elettroniche, ma il design specifico delle celle varia in base all'applicazione.

Celle di carico a compressione

Le celle di carico a compressione sono il tipo più comune utilizzato nelle pese a ponte da fossa. Il ponte poggia direttamente sulle celle, le quali vengono compresse all'aumentare del carico. Sono robusti, compatti e adatti ad applicazioni ad alta capacità. Le capacità tipiche vanno da 30 a 150 tonnellate per cella. Sono disponibili versioni in acciaio inossidabile sigillate ermeticamente per ambienti corrosivi o umidi.

Celle di carico a taglio

Le celle a taglio sono ampiamente utilizzate nelle pese a ponte senza fossa e montate in superficie. La cella è fissata ad un'estremità e caricata all'altra, generando una forza di taglio misurata da estensimetri fissati alla trave. Offrono un'eccellente precisione e sono relativamente insensibili al carico decentrato, una caratteristica importante quando gli assi del veicolo non sono sempre perfettamente centrati sulla piattaforma.

Celle di carico digitali e pesatura intelligente

Le celle di carico digitali convertono il segnale dell'estensimetro analogico in un'uscita digitale sulla cella stessa, anziché sull'indicatore. Ciò riduce significativamente la degradazione del segnale su cavi lunghi e rende ogni cella indirizzabile individualmente. Gli installatori possono diagnosticare quale cella specifica sta funzionando male senza rimuovere il deck. L’integrazione con il software di gestione delle pese a ponte, comprese le piattaforme basate su cloud che registrano ogni transazione con timestamp, registrazione del veicolo e immagine, è semplice con le reti cellulari digitali. Alcuni sistemi ora utilizzano celle di carico digitali wireless, eliminando completamente i cavi e semplificare gli adeguamenti ai pozzi esistenti.

Selezione della pesa a ponte: fattori chiave da valutare

Con così tanti tipi di pese a ponte disponibili, la scelta della giusta configurazione richiede una valutazione lucida del sito, del carico di lavoro, del contesto normativo e del budget. I seguenti fattori dovrebbero essere presi in considerazione prima di specificare qualsiasi installazione di pesa a ponte.

Volume e throughput del traffico

I siti che pesano più di 100 veicoli al giorno traggono notevoli vantaggi dal riconoscimento automatico delle targhe (ANPR), dal funzionamento della pesa a ponte senza personale e dai sistemi di controllo dei semafori. Le operazioni ad alto volume, come le cave di aggregati e le stazioni di trasferimento dei rifiuti, elaborano abitualmente da 200 a 400 transazioni al giorno e richiedono sistemi robusti e a risposta rapida con un intervento manuale minimo.

Requisiti legali per il commercio

Se la pesa a ponte deve essere utilizzata come base per la fatturazione, ad esempio addebitando ai clienti la tonnellata di materiale venduto, deve essere verificata come strumento legale per il commercio. Nel Regno Unito, ciò significa l'approvazione ai sensi del Weights and Measures Act del 1985 e la verifica da parte di un funzionario degli standard commerciali o di un verificatore approvato. La pesa a ponte deve raggiungere la classe di precisione richiesta ed essere nuovamente verificata a intervalli regolari (tipicamente ogni due anni per applicazioni industriali pesanti). Non tutti i tipi di pesa a ponte sono idonei: le pese a ponte statiche permanenti sono molto più facili da certificare rispetto ai sistemi portatili o di bordo.

Condizioni del sito e condizioni del terreno

I siti con una falda acquifera alta, un substrato roccioso poco profondo o un terreno contaminato che non può essere scavato escluderanno le pese a ponte a fossa e favoriranno alternative senza fossa o portatili. La capacità portante del terreno deve essere valutata da un ingegnere strutturale prima di specificare le dimensioni della fondazione: fondazioni inadeguate sono una delle principali cause di danni alle celle di carico e letture imprecise nel tempo.

Tipi e lunghezze di veicoli

Il veicolo più lungo previsto per utilizzare la pesa a ponte determina la lunghezza minima della piattaforma. Un autoarticolato standard del Regno Unito è lungo fino a 18,75 metri , il che significa che la piattaforma e la zona di avvicinamento insieme devono accoglierlo senza che il veicolo sporga dal piano di pesatura. Per le operazioni che ricevono unità di casse mobili, treni B o mega-trailer europei, possono essere necessarie piattaforme di lunghezza compresa tra 20 e 24 metri. Una pesa a ponte troppo corta fornirà letture imprecise perché parte del peso del veicolo grava sulla rampa di accesso o sul terreno circostante anziché sulle celle di carico.

Requisiti ambientali e per aree pericolose

Le pese a ponte negli impianti di lavorazione alimentare, negli impianti chimici o nelle zone classificate ATEX (dove possono essere presenti atmosfere esplosive) richiedono celle di carico e indicatori appositamente specificati. Le celle di carico classificate ATEX utilizzano design a sicurezza intrinseca o a prova di esplosione che prevengono il rischio di ignizione. Allo stesso modo, le pese a ponte in climi molto freddi (sotto i -20°C) necessitano di celle di carico e indicatori adatti al funzionamento a bassa temperatura, e potrebbero essere necessari armadi indicatori riscaldati per garantire prestazioni affidabili tutto l'anno.

Software e integrazione per pese a ponte

La piattaforma hardware è solo una parte di una moderna installazione di pesa a ponte. Il software di gestione delle pese a ponte ha trasformato quello che una volta era un processo puramente meccanico in un'operazione basata sui dati. I sistemi contemporanei offrono una gamma di funzionalità che aggiungono un valore operativo significativo oltre la semplice registrazione del peso.

• Biglietteria e fatturazione automatizzate — il sistema genera un ticket di peso ed esporta i dati verso sistemi contabili o ERP senza immissione manuale, riducendo errori e tempi di amministrazione
• Integrazione telecamera ANPR — i veicoli vengono identificati automaticamente dalla targa di immatricolazione, visualizzando i dati dei clienti, i materiali consentiti e la tara senza l'interazione del conducente
• Accesso remoto e reporting sul cloud — i gestori possono visualizzare i dati delle transazioni in tempo reale e i report storici da qualsiasi dispositivo, utili per operazioni multisito
• Allarmi di sovraccarico — avvisi automatici quando un veicolo supera il peso lordo consentito per il sito o per una specifica categoria di materiale
• Integrazione con la reportistica dell'Agenzia per l'Ambiente — negli impianti di smaltimento dei rifiuti autorizzati, il software della pesa a ponte può generare automaticamente i registri di trasferimento dei rifiuti richiesti dalle autorità di regolamentazione
• Controllo del semaforo — i segnali automatizzati guidano i veicoli dentro e fuori dalla piattaforma, impedendo l'ingresso simultaneo da entrambe le estremità

Le configurazioni di pese a ponte senza personale, in cui l'intero processo dall'arrivo del veicolo alla stampa dei biglietti è automatizzato senza la presenza di alcun operatore, sono ormai comuni nelle cave, nei centri di riciclaggio e nei depositi di aggregati che operano con orari prolungati. Questi sistemi in genere combinano ANPR, citofoni, barriere stradali e monitoraggio CCTV remoto per consentire Operazioni di pesatura 24 ore su 24, 7 giorni su 7, senza sale di controllo con personale permanente.

Requisiti di manutenzione e calibrazione

Una pesa a ponte che non viene mantenuta correttamente perderà la calibrazione, producendo letture imprecise che potrebbero comportare sanzioni normative, controversie commerciali o perdite finanziarie. La manutenzione regolare non è facoltativa: è una necessità pratica e, per gli strumenti legali per il commercio, un requisito legale.

Attività di manutenzione ordinaria

• Ispezione e pulizia di celle di carico, scatole di giunzione e percorsi di cavi: detriti e infiltrazioni d'acqua sono le cause più comuni di guasti elettronici
• Controllo e pulizia del drenaggio del ponte: particolarmente importante per le pese a ponte da fossa, dove l'accumulo di acqua può danneggiare i componenti sottocoperta
• Ispezione della struttura dell'impalcato per verificare la presenza di corrosione (impalcati in acciaio) o fessurazione (impalcati in cemento)
• Verifica delle rampe di accesso e controllo dell'integrità strutturale dei binari
• Controllo del punto zero: conferma che l'indicatore indica zero con la piattaforma vuota; qualsiasi deriva può indicare celle di carico danneggiate o detriti sotto il ponte

Calibrazione e verifica

La calibrazione prevede l'applicazione di pesi di prova noti alla pesa a ponte e la regolazione del sistema finché le letture non rientrano nelle tolleranze accettabili. Per una pesa a ponte omologata per il commercio, questo processo è seguito da una verifica formale da parte di un organismo autorizzato. Pesi di prova di almeno 50% della capacità massima della pesa a ponte sono necessari per un controllo approfondito della calibrazione. La maggior parte delle società di servizi di pesa a ponte trasporta pesi di prova calibrati su veicoli dedicati, in genere con incrementi di 1 o 5 tonnellate. I contratti di servizio annuali che includono i controlli di calibrazione sono una pratica standard per le pese a ponte commerciali.

Ogni volta che una pesa a ponte viene sottoposta a riparazione, trasferimento o modifica strutturale, deve essere ricalibrata e verificata nuovamente prima di tornare all'uso legale per il commercio. Anche eventi ambientali significativi, come la collisione di un veicolo con la rampa di accesso o un grave allagamento di una fossa, dovrebbero richiedere un'ispezione e una ricalibrazione prima dell'uso continuato.