Come calcolare la resistenza al rotolamento

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La resistenza al rotolamento è una forza che si oppone al movimento di rotazione delle ruote di veicoli come autovetture, carrelli elevatori o transpallet. A differenza della resistenza di avviamento, che si riferisce esclusivamente alla quantità di forza necessaria all’avvio, la resistenza al rotolamento si riferisce alla forza permanente che si genera quando una ruota rotola e si oppone al movimento. Spesso viene indicata anche come attrito di rotolamento o attrito volvente.

Quando si utilizzano mezzi di trasporto, autocarri o carrelli industriali, la resistenza al rotolamento degli pneumatici deve essere la più bassa possibile, perché una resistenza elevata comporta un maggiore consumo di carburante o un maggiore sforzo quando si spostano mezzi di trasporto manuali come i carrelli. Scopri qui come calcolare e ottimizzare la resistenza al rotolamento per ottenere risparmi di carburante e valori più bassi di emissioni, ad esempio per i veicoli a motore.

Formule per il calcolo della resistenza al rotolamento

La resistenza al rotolamento può essere calcolata velocemente utilizzando pochi e semplici passaggi.

Calcolare la resistenza al rotolamento su una superficie piana
La resistenza al rotolamento (F_R; denominato anche coefficiente di attrito volvente o di rotolamento) può essere calcolata con la formula:

F_R = C_R x F_N

La resistenza risulta dal coefficiente di resistenza al rotolamento (C_R) e dalla forza normale (F_N). La forza normale in questa formula indica la forza peso del mezzo di trasporto in chilogrammi (kg) su una superficie stradale orizzontale senza pendenza o inclinazione e senza effetti aerodinamici come il sollevamento o la spinta degli pneumatici.
Calcolare il coefficiente di resistenza al rotolamento
Il coefficiente di resistenza al rotolamento dipende dalle caratteristiche del materiale di costruzione dello pneumatico e della pavimentazione, così come dalle dimensioni dello pneumatico (R=raggio) e dal tragitto percorso in metri (d). Ne consegue la seguente formula:

C_R=d/R

La distanza qui definisce la variazione della forza normale al centro della ruota dovuta alle deformazioni durante il rotolamento.
Calcolare la resistenza al rotolamento dato il coefficiente
Non è necessario calcolare il coefficiente di rotolamento se si hanno a disposizione le tabelle con i valori dell’attrito per le varie combinazioni di materiale. In questo caso ti basta cercare il valore corrispondente e applicarlo alla formula per il calcolo.
Calcolare la resistenza al rotolamento degli pneumatici per carrelli elevatori
Per calcolare la resistenza al rotolamento dei carrelli elevatori, oltre alla forza peso del veicolo, occorre tenere conto della massa del carico utile (F_Caricoutile)e dell’accelerazione di gravità g (g = 9,81 m/s²). Se la strada è in piano, utilizzare questa formula per il calcolo:

F_R = (F_N + F_Caricoutile) ∙ g ∙ C_R ∙ cos(α)

Se il carrello industriale viaggia in pendenza, l’angolo di rampa α influenza anche la resistenza al rotolamento degli pneumatici:

F_Gradiente = (F_N + F_Caricoutile) ∙ g ∙ sin(α)

I fattori che influiscono sulla resistenza al rotolamento

La resistenza al rotolamento, nota anche come attrito volvente o coefficiente di resistenza al rotolamento, non è una costante ma dipende da vari fattori:

Pressione dello pneumatico

Minore è la pressione dello pneumatico, maggiore è la resistenza da superare inizialmente. Assicurati perciò che la pressione dello pneumatico dei tuoi mezzi di trasporto, dai carrelli elevatori alle carriole, sia sempre ottimale. Attenzione però a non eccedere, per non mettere a rischio la tua sicurezza. Prima di sostituire gli pneumatici verifica che la loro elevata resistenza al rotolamento non dipenda proprio dalla pressione sbagliata.

Al fine di garantire che gli pneumatici del carrello aderiscano perfettamente alla superficie di lavoro è fondamentale prestare particolare attenzione al battistrada e controllare regolarmente la pressione degli pneumatici. La guida alle verifiche periodiche dei carrelli elevatori fornisce tutte le informazioni necessarie per svolgere correttamente tali controlli, aumentando l’affidabilità dei veicoli industriali e riducendo il rischio di incidenti o collisioni.

Qualità degli pneumatici

Un materiale superficiale più duro riduce la resistenza e permette un rotolamento migliore degli pneumatici. Optando per pneumatici con una miscela di gomma dura devi assicurarti però che questo non incida negativamente sulla qualità di corsa e di frenata. La scelta della gomma ideale per gli pneumatici dipende perciò sostanzialmente dal fondo su cui rotola.

Fondi scivolosi come piastrelle e linoleum richiedono una gomma più morbida, in quanto questa garantisce contemporaneamente una migliore aderenza e una buona resistenza al rotolamento.
Le superfici più dure come l’asfalto o i pavimenti rivestiti in gomma si prestano meglio a pneumatici in nylon o poliuretano. Gli pneumatici in poliuretano espanso offrono diversi vantaggi: con fondi irregolari e impegnativi, oltre a non richiedere praticamente alcun tipo di manutenzione, gli pneumatici in poliuretano presentano una resistenza al rotolamento relativamente bassa e un buon assorbimento degli urti.
Ma sono le ruote in poliammide (nylon) a offrire la migliore resistenza al rotolamento minore sui fondi duri. Grazie alla loro resistenza ai grassi e agli acidi, questi pneumatici resistenti alla rottura vengono impiegati nei settori igienicamente sensibili o con condizioni ambientali critiche.

Struttura e dimensioni degli pneumatici

I moderni pneumatici a bassa resistenza al rotolamento o a risparmio di carburante sono caratterizzati da un design ottimizzato per la resistenza al rotolamento che riduce la deformazione dello pneumatico durante la guida. Questa deformazione, insieme alla scelta dei materiali, è in gran parte responsabile della resistenza al rotolamento.

Come regola generale, le ruote larghe e piatte hanno una resistenza maggiore rispetto a quelle strette e alte. Ma ciò dipende anche dalla superficie. Ad esempio, i veicoli con pneumatici stretti possono essere spostati solo con grande sforzo su superfici cedevoli come la sabbia. In questo caso, per ridurre al minimo la resistenza al rotolamento, sono più adatti pneumatici più larghi.

Stato degli pneumatici

Pneumatici vecchi e consumati, abbinati a un fondo altrettanto usurato, rendono più complicata la movimentazione di transpallet, carrelli elevatori o altri mezzi di trasporto. Tuttavia, anche gli pneumatici nuovi possono presentare inizialmente una resistenza elevata. Tieni d’occhio la resistenza al rotolamento degli pneumatici e sostituiscili quando necessario.

Domande frequenti sulla resistenza al rotolamento

Che cos’è la resistenza al rotolamento degli pneumatici?

La resistenza al rotolamento è un parametro che contrasta il movimento rotatorio delle ruote di veicoli come automobili, carrelli elevatori o muletti. Quando si utilizzano mezzi di trasporto, autocarri e carrelli industriali, la resistenza al rotolamento deve essere la più bassa possibile, perché una resistenza elevata comporta un maggiore consumo di carburante o un maggiore sforzo quando si spostano i mezzi di trasporto manuali.

Qual è la differenza tra resistenza al rotolamento e resistenza all’avviamento?

A differenza della resistenza all’avviamento, che si riferisce esclusivamente allo sforzo richiesto all’avvio, la resistenza al rotolamento si riferisce alla forza permanente che si genera quando una ruota rotola ed è diretta nella direzione opposta al movimento.

Perché la resistenza al rotolamento deve essere la più bassa possibile?

Più alta è la resistenza al rotolamento degli pneumatici, più energia è necessaria per l’avanzamento del veicolo. Per i veicoli da trasporto con un chilometraggio annuo di circa 50.000 chilometri, ad esempio, l’uso di pneumatici con resistenza al rotolamento ottimizzata può far risparmiare diverse centinaia di euro all’anno. Ma è anche consigliabile preferire pneumatici a bassa resistenza al rotolamento dei veicoli per il trasporto manuale: ciò rende il trasporto più veloce, più facile e più ergonomico, con conseguente vantaggio sia per i lavoratori sia per i mezzi di trasporto.