Fluido idraulico

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Fluido idraulico esausto versato in un contenitore per lo stoccaggio

Il fluido idraulico è il mezzo di trasporto dell'energia in un impianto oleodinamico. A seconda del tipo di base, i fluidi idraulici possono essere classificati come oli minerali, vegetali o sintetici.[1][2] I fluidi idraulici trovano uso in svariate applicazioni tra cui escavatori, elevatori, freni idraulici, impianti servosterzo, comandi di volo di aeromobili e molti altri macchinari industriali.

Funzioni e proprietà[modifica | modifica sorgente]

Oltre la funzione primaria di trasporto dell'energia meccanica, il fluido idraulico ha anche la proprietà di proteggere, lubrificare e raffreddare i componenti con i quali viene in contatto. Nella tabella sono riportate le principali funzioni di un fluido in relazione alle sue proprietà:[3]

Funzione Proprietà
Mezzo di trasporto dell'energia e controllo
  • Bassa comprimibilità
  • Rapida separazione da aria o gas
  • Bassa tendenza schiumogena
  • Bassa volatilità
Mezzo per il trasferimento di calore
  • Buona capacità e conduttività termica
Sigillante
  • Adeguata viscosità in un ampio spettro di temperature (indice di viscosità)
  • Stabilità della viscosità durante la vita operativa
Lubrificante
  • Viscosità sufficiente a mantenere il film lubrificante
  • Fluidità a basse temperature
  • Stabilità termica e all'ossidazione
  • Idrorepellente
  • Trasparente e filtrabile
  • Demulsionabile
  • Caratteristiche antiusura
  • Protettivo contro la corrosione
Meccanismi di pompaggio
  • Adeguata viscosità per ridurre le perdite interne
  • Alto indice di viscosità
Funzioni speciali
  • Resistenza al fuoco
  • Resistenza alla frizione
  • Resistenza elettromagnetica
Impatto ambientale
Vita operativa
  • Compatibilità con i materiali con cui entra in contatto

Composizione[modifica | modifica sorgente]

Basi[modifica | modifica sorgente]

Il più antico fluido idraulico (da cui il nome) fu l'acqua, utilizzata già ai tempi dell'antico Egitto. A partire dagli anni venti furono introdotte basi costituite da oli minerali ricavati dalla distillazione del petrolio grazie alle loro intrinseche proprietà lubrificanti e resistenza a temperature superiori al punto di ebollizione dell'acqua. Marcati da un colorante rosso, sono infiammabili e hanno la tendenza a variare in maniera abbastanza netta la loro viscosità con la temperatura. Devono essere impiegati solo con tubazioni e guarnizioni in gomma sintetica. La quasi totalità dei fluidi idraulici oggi in commercio è basata su oli minerali.[1]

Oli vegetali come quello di colza sono usati quando le loro caratteristiche legate alla biodegradabilità e alle energie rinnovabili sono considerate necessarie. Questo tipo di fluidi, in genere marcati da un colorante blu, sono compatibili con tubazioni e guarnizioni in gomma naturale.[1]

Basi sintetiche (ad esempio, glicoli, esteri, glicole propilenico e oli siliconici) sono utilizzate per impieghi particolari, come applicazioni a temperature elevate o protezione contro il fuoco. Hanno un basso coefficiente di dilatazione termica, bassa corrodibilità e basso punto di congelamento. Per queste caratteristiche sono impiegati largamente in campo aeronautico. Devono essere impiegati solo con tubazioni e guarnizioni di gomma sintetica (prevalentemente a base di gomma nitrilica).[1]

Additivi[modifica | modifica sorgente]

I fluidi idraulici possono contenere una gran quantità di sostanze chimiche tra cui olio, butanolo, esteri (ad esempio, ftalati, come il DEHP, e acidi adipici come l'Adipato di 2-etilesile), organofosfati (ad esempio, tributilfosfato), siliconi, poliolefine e inibitori della corrosione.

Fluidi idraulici biodegradabili[modifica | modifica sorgente]

Applicazioni sensibili all'impatto ambientale (come trattori agricoli o draghe marine) traggono beneficio dall'impiego di fluidi idraulici biodegradabili basati su oli vegetali in modo da ridurre i rischi in caso di perdite dagli impianti. Tipicamente questi oli rispondono alle specifiche ISO 32, ISO 46, e ISO 68.

Fluidi per freni[modifica | modifica sorgente]

Il fluido per freni è un sottotipo di fluido idraulico con un elevato punto di ebollizione, sia quando è puro che dopo l'assorbimento di umidità. Sotto l'effetto del riscaldamento dei freni trasmesso all'impianto, sia l'acqua libera che il vapore acqueo possono bollire dando origine a sacche di vapore compressibile e conseguente malfunzionamento dell'impianto. I fluidi a base glicolica sono igroscopici e, assorbendo l'umidità, con l'andare del tempo diminuiscono assai il loro punto di ebollizione. I fluidi a base siliconica non sono igroscopici, ma il loro ridotto potere lubrificante non li rende adatti per tutti gli impianti frenanti.[4]

Sicurezza[modifica | modifica sorgente]

Dal momento che i sistemi idraulici industriali operano a pressioni e temperature elevate, l'eventuale cedimento di un componente può causare gravi ferite o morte se non vengono rispettate le precauzioni necessarie nella manutenzione di impianti idraulici.

La resistenza al fuoco è una proprietà disponibile nei fluidi speciali.

Sistemi idraulici aeronautici[modifica | modifica sorgente]

Con l'incremento delle prestazioni degli aeromobili nella seconda metà del XX secolo, la forza richiesta per operare i comandi di volo meccanici divenne eccessiva e furono introdotti gli impianti idraulici per ridurre lo sforzo del pilota. Gli attuatori idraulici sono controllati da valvole a loro volta comandate direttamente dall'equipaggio (comandi idro-meccanici) o da computer (fly-by-wire).

L'energia idraulica è utilizzata anche per altri scopi. Può essere immagazzinata in accumulatori per avviare un'unità di potenza ausiliaria (APU) in grado poi di far partire i motori principali. Molti aerei equipaggiati con cannoni M61 usano la potenza idraulica per motorizzare la sequenza di sparo con una cadenza di fuoco elevata e affidabile.

La potenza idraulica deriva da pompe che possono essere mosse direttamente dai motori o da pompe elettriche, come in molti moderni aeromobili commerciali. Nel caso tutti i motori andassero in avaria contemporaneamente, su alcuni velivoli è previsto l'azionamento automatico di un generatore elettrico di emergenza (ram air turbine) che provvede all'alimentazione delle pompe idrauliche elettriche.

Note[modifica | modifica sorgente]

  1. ^ a b c d Fluidi idraulici in ITIS G.Fauser. URL consultato il 28 febbraio 2013.
  2. ^ W. Givens, P. Michael, Fuels and Lubricants Handbook, G. Totten ed., ASTM International, 2003, p. 373, ISBN 0-8031-2096-6.
  3. ^ D. Placek, Synthetics, Mineral Oils and Bio-based Lubricants, L. Rudnick ed., CRC Press, 2006, p. 519, ISBN 1-57444-723-8.
  4. ^ Robert Bosch GmbH, Bosch Automotive Handbook, 4th Edition, 1996, pp. 241 - 243, ISBN 0-8376-0333-1.

Voci correlate[modifica | modifica sorgente]

Collegamenti esterni[modifica | modifica sorgente]