Carroponte

Un carroponte monotrave, in fase di movimentazione di un carico su pallet, in un ambiente industriale tradizionale. Sono visibili le vie di corsa, il ponte, l'argano, il paranco e la pulsantiera a filo.

Il carroponte (o gru a ponte) è una macchina destinata al sollevamento ed allo spostamento di materiali, con movimenti ristretti e confinati (solitamente lungo 3 assi), presente all'interno di ambienti industriali dove è necessario movimentare carichi pesanti con una certa regolarità. Esso è riconoscibile e distinguibile da altre attrezzature di sollevamento dalla presenza di due rotaie parallele su cui scorre il ponte mobile, il quale attraversa e sovrasta l'area di operatività (per esempio la campata di un capannone); un carrello, di supporto ad un argano, scorre agganciato alla trave mobile e permette il sollevamento dei carichi.

A differenza delle gru mobili e a torre, le gru a ponte sono tipicamente utilizzate per applicazioni di produzione e manutenzione, dove l'efficienza e il fermo macchina sono fattori critici.

Esistono carriponte per portate che variano generalmente da centinaia di chili a centinaia di tonnellate, installati sia all'aperto, sia al chiuso.

Il carroponte presenta elementi in comune con la gru a portale e con la gru a cavalletto, le cui strutture di sostegno della trave scorrono però su binari posizionati al suolo, grazie a quattro pilastri di sostegno.

• Esempi di utilizzi in ambiente industriale
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  Carroponte in un magazzino
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  Carroponte in fase di prova di carico
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  Carroponte esterno
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  Serie di carroponti in fase di installazione

Storia

Nel 1876 l'ingegnere britannico Sampson Moore progettò e costruì il primo carroponte elettrico, utilizzato per sollevare i cannoni al Royal Arsenal di Woolwich, quartiere a sud est di Londra.

L'associazione statunitense AISE (Association of Iron and Steel Electrical Engineers, ora sciolta) indica l'Alliance Machine, azienda produttrice statunitense fondata nel 1901 e inglobata in Morgan Engineering Inc nel 2002, come costruttrice di uno dei primi carroponti del mercato statunitense, ancora in servizio fino al 1980 e successivamente conservato in un museo di Birmingham, Alabama.

Nel corso degli anni, innovazioni importanti, come il freno di carico Weston (oggi raro) e il paranco a fune metallica (ancora popolare), si sono susseguite.

Principali eventi storici della tecnica del carroponte

• 1830: il tedesco Ludwig Stuckenholz, dipendente delle Mechanische Werkstätten Harkort & Co., si distacca e avvia una sua officina indipendente di caldareria a vapore, la Märkische Maschinenbauanstalt Ludwig Stuckenholz, a Wetter.
• 1840: in Germania ha inizio una significativa produzione di carroponti.
• 1854: l'azienda Sampson Moore & Co di Liverpool brevetta un nuovo meccanismo per verricello che permette ad un motore elettrico il sollevamento di masse maggiori (come i cannoni navali).
• 1861: il primo carroponte a vapore è installato da John Ramsbottom presso l'officina Crewe Railway Works. La gru a ponte era mossa da una puleggia azionata da un motore stazionario per mezzo di una fune di cotone ad anello continuo.
• Rudolph Bredt, ingegnere capo e successore di Ludwig Stuckenholz dal 1867, viene a conoscenza del carroponte dell'officina Crewe Railway Works, lo studia e successivamente lo migliorerà, trasformando in breve tempo trasforma l'azienda tedesca da lui guidata, la Märkische Maschinenbauanstalt Ludwig Stuckenholz, in uno dei maggiori produttori di carroponti a livello internazionale.
• 1887: l'azienda Märkische Maschinenbauanstalt Ludwig Stuckenholz sviluppa vari componenti elettrici per i carroponti e consegna il primo carroponte elettrico, progettato da Rudolph Bredt.
• 1900: il primo argano a motore è lanciato dall'azienda Märkische Maschinenbauanstalt Ludwig Stuckenholz.
• 1910: in Germania inizia la produzione di massa del paranco elettrico.
• 1912: la Deutsche Maschinenfabrik (successivamente Demag) lancia sul mercato tedesco un carroponte con azionamento elettrico separato per lo scorrimento del carroponte e i movimenti di sollevamento.

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  Carroponte utilizzato durante i lavori di costruzione del ponte Miramachi della Intercolonial Railway, anni 1873 - 1874.
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  Carroponte a vapore prodotto da Stuckenholz AG, Wetter, Germania, 1875. Progetto sviluppato da Rudolf Bredt a partire da una prima installazione presso Crewe Railway Works.
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  Carroponte rotativo in una fonderia, 1883
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  Carroponte a vapore, 1891. Tre diversi motori, a 2 cilindri, fornivano la spinta trasversale, longitudinale e verticale; il sollevamento poteva avvenire a ponte in movimento.
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  Carroponte nell'officina meccanica pesante Elswick Works, Newcastle upon Tyne, anno 1900 circa.
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  Carroponte in una centrale elettrica di Immingham, UK (1912)
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  Operaia nella cabina di comando di un carroponte, 1914
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  Carroponte in un'officina di costruzione di armamenti navali presso la Coventry Ordnance Works, settembre 1917.
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  Spostamento della canna di un cannone mediante carroponte elettrico, Coventry Ordnance Works, settembre 1917
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  Un carroponte elettrico solleva un cannone navale presso la Coventry Ordnance Works. La cabina di guida è visibile sulla destra. Settembre 1917.
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  Carroponti in un'affollata officina di produzione di canne per obici presso la Coventry Ordnance Works nel settembre 1917
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  Carroponte bitrave nella sala macchine della struttura "G" della D.A.T., fortificazioni di Salbert Hill, vecchia stazione NATO.

Descrizione e funzionamento

Il carroponte rientra negli apparecchi di sollevamento, così come definiti dalla norma UNI ISO 4306-1: "apparecchio a funzionamento discontinuo, destinato a sollevare e movimentare nello spazio carichi sospesi mediante gancio o altri organi di presa".

La norma UNI EN 15011 specifica che si definisce gru a ponte (o carroponte) una "gru fissa o in grado di muoversi lungo vie di corsa avente almeno una trave prevalentemente orizzontale e provvista di almeno un meccanismo di sollevamento".

In particolare esso è un apparecchio di sollevamento a portata fissa: infatti la portata massima è la medesima in tutte le posizioni in cui si trova il carico all'interno dell'area di lavoro. Esso inoltre basa la propria stabilità sulla gravità: i carichi sospesi agiscono verso il basso, mantenendo il baricentro della gru all'interno della sua base di appoggio. Per ottenere quindi un sollevamento equilibrato e sicuro, il gancio viene posizionato sulla verticale del baricentro del carico; a tal fine anche il metodo di imbragatura è determinante.

Le parti principali di un carroponte sono:

• l'argano (o in alcuni casi il paranco) installato su un carrello; l'argano solitamente comprende un tamburo avvolgifune mosso da un motore elettrico; all'estremità libera della fune d'acciaio è collegato l'accessorio di sollevamento (ad esempio il gancio di sollevamento, con eventuale bozzello);
• il ponte costituito da una trave (carroponte monotrave) o anche due o più travi nei carroponti più grandi (carroponte bitrave o multitrave). Il ponte presenta due testate (dette anche "travi porta ruote") laterali, di solito imbullonate alla trave per avere maggiore resistenza alla flessione; ogni testata poggia su un binario per mezzo di ruote in acciaio duro (con bordini laterali per evitare la fuoriuscita dal binario stesso);
• le rotaie (dette anche "corsie di scorrimento" o "vie di corsa") sono installate in quota e sostenute dalla struttura portante del capannone o da una struttura dedicata. In gru a basse prestazioni sono costituite da profili metallici (piatti o quadri), mentre in installazioni ad alte prestazioni si usano profili a fungo, rotaie Burbach (con larga base d’appoggio) o Vignoles (più strette). Gli stessi profili sono usati per il carrello sulla trave, mentre per i carrelli sospesi si utilizzano guide scanalate;
• il dispositivo di comando, costituito da una pulsantiera pensile a filo, da un radiocomando, da una cabina di controllo (fissata al ponte o scorrevole con il carrello) o da una postazione con pulpito al di fuori dell’area di lavoro. Gli azionamenti possono essere di tipo on/off (le velocità di spostamento sono ottenute con pulsanti a doppia pressione o con doppi pulsanti lenta/veloce) oppure con joystick ad azionamento proporzionale. In ogni postazione di comando è generalmente obbligatoria la presenza di un pulsante di arresto di emergenza;
• dispositivi di segnalazione e sicurezza, quali per esempio respingenti e piastre di finecorsa, dispositivi elettromeccanici di finecorsa, avvisatori acustici (come cicalini di movimento e sirena di pericolo per limite di portata), luci di segnalazione dello stato della macchina, limitatore di carico, sistemi anticollisione, targa di portata, targa delle direzioni.

Unità di sollevamento del carico

La fune (o catena), il gancio (con eventuale bozzello) e l'argano (o il paranco) costituiscono l'unità di sollevamento (del carico). Il carrello può supportare uno o più unità di sollevamento. Le gru a doppia unità di sollevamento possono avere varie configurazioni:

• doppia unità sullo stesso carrello: utile per un sollevamento più veloce ma di minore portata;
• doppia unità indipendente: può prevedere unità di uguale o differente prestazione;
• unità gemelle (dette in tandem) possono essere usate in modo indipendente o accoppiate per movimenti contemporanei.

All'argano sono applicate una o più funi, le quali permettono il sollevamento dei pesi, con un sistema di carrucole, rinvii e ganci o altri dispositivi di sollevamento. Gli accessori di sollevamento comunemente impiegati sui carroponti includono: ganci a C, brache, funi, catene, benne, polipi, pinze, elettromagneti, sollevatori magnetici, golfari, grilli, bilancini, staffe, ecc.

Il limitatore di carico blocca tutti i movimenti della gru, tranne la discesa del gancio, al raggiungimento del carico massimo di taratura, con contestuale accensione di un segnale acustico. Mentre il limitatore è obbligatorio sulle attrezzature di sollevamento con portata di almeno 1000 kg, su quelle con portata inferiore è installata una frizione di sovraccarico, che scollega il motore dal pignone al raggiungimento del carico di taratura, lasciando quindi il carico libero di scendere (a differenza del limitatore).secondo quale normativa?

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  Argano e paranco da installare sul carrello di un carroponte
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  Argano e paranco a fune metallica

Unità di scorrimento

L'unità di scorrimento permette il movimento dell'intera macchine sulle vie di corsa, mentre l'unità di traslazione permette il movimento del carrello sulla trave (o ponte). In gru di piccole dimensioni il movimento del carrello può essere manuale.

I movimenti tipici di un carroponte sono quindi:

• scorrimento, lineare o circolare, del ponte sui binari;
• traslazione del carrello sulla trave;
• sollevamento verticale del carico per mezzo dell'argano o del paranco;
• rotazione dell'unità di sollevamento (solitamente il gancio ha moto rotativo libero).

La trave può avere diverse forme e grandezze, dalle più semplici costituite da una putrella (IPE, HEA, ecc.) alle travi a cassone costituite da due lamiere (dette "piattabanda superiore" e "piattabanda inferiore") e due anime laterali. Le macchine più vecchie o alcune per utilizzi particolari presentano una struttura a traliccio: le travi sono costruite mediante sezioni angolari o tubolari disposte a travatura reticolare.

Sulla testata sono normalmente presenti una ruota folle ed una ruota motrice, mentre per esecuzioni più gravose si usano ruote accoppiate con doppio binario o una coppia di testate motorizzate per ogni trave.

Alimentazione e motori

Riguardo l'alimentazione elettrica, generalmente si ha una linea principale situata parallelamente a uno dei piani di scorrimento e una linea secondaria che corre parallelamente alla trave principale del ponte per l’alimentazione del carrello. Le linee possono essere costruite con cavi isolati flessibili avvolti a spirale, a festoni sostenuti da carrellini su rotaie o con gancetti su funi metalliche tese orizzontalmente. Il quadro di comando è generalmente posizionato sulla trave principale, mentre il quadro di alimentazione si trovare genericamente all'interno dell’ambiente di lavoro dove è installata la gru a ponte.

Segnale di pericolo all'ingresso di una zona a rischio esplosione

In ambienti classificati ATEX, come per esempio le cabine di verniciatura, si usano principalmente gru ad azionamento pneumatico. Il compressore per l’alimentazione dei motori pneumatici è posizionato fuori dalla zona a rischio esplosione.

I motori elettrici, generalmente alimentati con corrente trifase, sono utilizzati per i moti di traslazione, scorrimento e sollevamento. Coassiale all'albero del motore è presente un sistema frenante, principalmente a ganasce, comandato da un elettromagnete. Per attrezzature in ambienti ATEX, si usano attuatori pneumatici; il sistema di frenatura e attuazione sono pilotati da valvole pneumatiche.

La velocità dei motori è regolata da un convertitore di frequenza o inverter. Gli obiettivi principali sono azionamenti e arresti progressivi, così da ridurre le sollecitazioni ai motori e alla struttura e l'oscillazione del carico. Uno svantaggio tipicamente presente è il mancato arresto immediato al rilascio del comando.

• Componenti e accessori di sollevamento
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  Carrello e argano
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  Radiocomando
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  Gancio a C
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  Bilancino di sollevamento
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  Accessorio per il sollevamento di bobine di cavi
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  Carroponte bitrave a cabina dotato di "polipo"
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  Carroponte bitrave con accessorio "ragno"

Tipi

Carroponte monotrave

Il carroponte monotrave è il più comune. Viene utilizzato per applicazioni leggere, solitamente fino a 10 tonnellate. È costituito da un'unica trave portante, con uno o più gruppi di sollevamento.

Carroponte monotrave da 10 tonnellate

Carroponte bitrave

La struttura del carroponte bitrave è adatta per applicazioni più pesanti, fino a 125 tonnellate e con una campata di oltre 30 metri. Questo tipo può essere utile anche per aumentare l'altezza di sollevamento, poiché l'argano è posizionato sopra la coppia di travi e il gancio passa tra di esse.

Carroponte sospeso

I binari di un carroponte sospeso sono fissati al soffitto dell'edificio. L'assenza di colonne di supporto dedicate limita l'ingombro a pavimento, ma anche la capacità di sollevamento.

Carroponte sospeso, bitrave, con doppio carrello e argano di sollevamento

Carroponte rotativo

Questo tipo di carroponte ha un'estremità della trave montata su un perno fisso e l'altra estremità scorrevole su un binario anulare; il ponte sovrasta l'area circolare sottostante. Questa particolare installazione offre benefici rispetto a una gru a braccio in quanto si raggiunge una maggiore portata e si eliminano le sollecitazioni laterali sulle pareti del capannone.

Carroponte polare

Questo tipo di gru a ponte ha entrambe le estremità della trave montate su un binario anulare. Il ponte si estende per l'intero diametro dell'anello, a differenza di un carroponte rotante che ne percorre solo il raggio. Le gru a ponte polare sono comunemente utilizzate negli edifici di contenimento delle centrali nucleari, adattandosi alla forma circolare necessaria per il contenimento della pressione del vapore.

Applicazioni

Gli usi più comuni hanno luogo all'interno di fabbriche e magazzini per il trasferimento di semilavorati e di prodotti finiti tra un reparto e l'altro o verso l'area di carico e scarico.

Vi sono anche carroponti destinati all'uso siderurgico con funzioni di parco rottami, carroponte da carica o per movimentazione billette.

Quasi tutte le cartiere utilizzano carroponti per la manutenzione ordinaria, che richiede la rimozione di pesanti rulli di pressatura e altre attrezzature. I carroponti sono utilizzati nella costruzione iniziale delle macchine per la carta perché facilitano l'installazione dei pesanti tamburi di essiccazione in ghisa e di altre attrezzature di grandi dimensioni, alcune delle quali pesano fino a 70 tonnellate.

Di recente i carroponti sono stati utilizzati anche nel settore eolico, nella fase industriale di costruzione delle turbine eoliche.

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  Sollevamento di lingotti di alluminio
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  Movimentazione di rifiuti all'interno di un inceneritore
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  Sollevamento di un vagone ferroviario
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  Sollevamento della più lunga turbina eolica del mondo presso LM Wind Power
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  Carroponte automatico per il sollevamento di tubi in acciaio
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  Carroponte nella centrale elettrica Østre Elektricitetsværk a Østerbro a Copenaghen
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  Nell'impianto di produzione della Stazione Spaziale un carroponte a cabina sposta la struttura reticolare S3/S4.

Normativa e standard

Avviso di pericolo di carichi sospesi secondo lo standard ISO 7010.

Il carroponte è un'apparecchiatura di sollevamento soggetta a specifiche normative progettuali, costruttive, manutentive e di verifica periodica.

Apposite celle di carico misurano il peso dei carichi spostati dal carroponte e ne bloccano il funzionamento nel caso in cui tale peso sia superiore alla portata del carroponte. È comunque vietato spostare pesi superiori alla portata del carroponte ed è necessario anche tenere conto delle portate degli accessori di sollevamento.

In Europa

Per i carroponti sono state elaborate alcune regole FEM (Federazione Europea della Manutenzione) e sono presenti specifiche norme ISO, le quali, assieme alle condizioni operative a cui lo specifico carroponte sarà destinato, ne permettono la corretta scelta.

I parametri necessari per determinare il gruppo di appartenenza (o classe di utilizzo), e quindi i relativi limiti di impiego, della gru a ponte e dei relativi meccanismi sono:

• la portata effettiva;
• lo stato di sollecitazione: tiene conto dell'entità del carico movimentato, con quattro condizioni tipiche di impiego (leggero, per gru che movimentano raramente il carico massimo e prevalentemente carichi ridotti; medio, per gru che movimentano circa nello stesso rapporto carico massimo, carichi medi e carichi ridotti; pesante: per gru che movimentano frequentemente il carico massimo e normalmente i carichi medi; molto pesante, per gru che movimentano regolarmente carichi prossimi al valore massimo);
• il tempo medio di funzionamento giornaliero suddiviso per operazioni di sollevamento, di traslazione e di scorrimento: esso è funzione della corsa effettiva del gancio (o del percorso medio di traslazione o scorrimento), dei cicli operativi, del tempo di impiego e della velocità di sollevamento, traslazione o scorrimento.

Tali parametri permettono di determinare il gruppo di servizio dei meccanismi di sollevamento e traslazione secondo la norma ISO 4301-1 e secondo la regola FEM 9.511. Inoltre la regola FEM 9.683 determina la correlazione tra il gruppo di servizio e la scelta dei motori di sollevamento e traslazione.

In Italia

In Italia i lavoratori addetti all'utilizzo del carroponte devono essere abilitati così come richiesto dall'articolo 73, comma 5, del D.lgs. 81/2008. A seguito dell'Accordo Stato Regioni del 17 aprile 2025 tale abilitazione consiste in un corso di formazione teorico e pratico, formato da un modulo base teorico e tecnico di 4 ore e un modulo pratico di 6 ore. Tale corso viene comunemente, e informalmente, chiamato "patentino del carroponte". Solo un soggetto autorizzato può organizzare questo corso.

I carroponti sono sottoposti a verifiche periodiche e, inoltre, a indagine supplementare dopo un periodo di 20 anni:

• le verifiche periodiche sono finalizzate ad accertare la conformità alle modalità di installazione previste dal fabbricante nelle istruzioni d'uso, lo stato di manutenzione e conservazione, il mantenimento delle condizioni di sicurezza previste in origine dal fabbricante e specifiche dell'attrezzatura di lavoro, l'efficienza dei dispositivi di sicurezza e di controllo;
• l'indagine supplementare individua eventuali difetti o anomalie prodotte durante l'uso dell'attrezzatura in esercizio da oltre 20 anni e stabilisce la vita residua durante la quale la macchina può operare in sicurezza, con eventuali nuove portate nominali. Essa è svolta da "ingegnere esperto".

Bibliografia

• (EN) Karl - Eugen Kurrer, The History of the Theory of Structures - From Arch Analysis to Computational Mechanics, Berlino, Ernst & Sohn, 9 giugno 2008, ISBN 978-3-433-01838-5.
• (EN) Improved overhead steam traveling crane, in Scientific American, XXXI, n. 794, New York, 21 marzo 1891.
• (EN) Overhead power travelling crane for the Gun Factory of the Royal Arsenal, in The Engineer, 22 settembre 1876.
• (EN) Henry Robinson Towne, A Treatise on Cranes, Stamford, CT, Yale and Towne, 1883, OCLC 938144.

Voci correlate

• Movimentazione dei materiali
• Gru (macchinario)
• Gru a cavaliere
• Accessori sottogancio

Altri progetti

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• Wikizionario
• Wikimedia Commons

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Collegamenti esterni

• UNI ISO 4301-1:1988 Apparecchi di sollevamento. Classificazione. Generalità., su store.uni.com, 31 marzo 1988. URL consultato l'8 gennaio 2026.
• Marta Dalla Vecchia, Utilizzo degli apparecchi di sollevamento e trasporto - Carriponte (PDF), su pd.infn.it, febbraio 2008. URL consultato il 9 gennaio 2026.
• UNI ISO 4306-1:2010 Apparecchi di sollevamento - Vocabolario - Parte 1: Generalità, su store.uni.com, 8 aprile 2010. URL consultato il 9 gennaio 2026.
• UNI ISO 4306-5:2010 Apparecchi di sollevamento - Vocabolario - Parte 5: Gru a ponte e a portale, su store.uni.com, 8 aprile 2010. URL consultato il 9 gennaio 2026.
• DECRETO 11 aprile 2011 Disciplina delle modalità di effettuazione delle verifiche periodiche di cui all'All. VII del decreto legislativo 9 aprile 2008, n. 81, nonché i criteri per l'abilitazione dei soggetti di cui all'articolo 71, comma 13, del medesimo decreto legislativo, su gazzettaufficiale.it, 11 aprile 2011. URL consultato il 15 gennaio 2026.
• Documentazione prodotta da vari soggetti, pubblici e privati in materia di sistemi, attrezzature e procedure legate al sollevamento dei carichi, su grupposavio.it, 8 giugno 2011. URL consultato il 9 gennaio 2026.
• UNI ISO 9927-1:2016 Apparecchi di sollevamento - Ispezioni - Parte 1: Generalità, su store.uni.com, 6 dicembre 2016. URL consultato il 14 gennaio 2026.
• UNI EN 15011:2021 Apparecchi di sollevamento - Gru a ponte e gru a cavalletto, su store.uni.com, 18 ottobre 2022. URL consultato il 19 febbraio 2026.
• (EN) A Brief History of the Alliance Machine Company, su morganengineering.com, 14 novembre 2023. URL consultato il 4 gennaio 2026.
• UNI ISO 4301-5:2025 Apparecchi di sollevamento - Classificazione - Parte 5: Gru a ponte e a cavalletto, su store.uni.com, 12 giugno 2025. URL consultato il 7 gennaio 2026.
• Demag, dal 1819 fino a oggi, su demagcranes.com. URL consultato il 4 gennaio 2026.
• Gru speciali per impianti nucleari, su zerbinatisrl.com. URL consultato il 9 gennaio 2026.
• Norme FEM carriponte: quali sono e cosa dicono?, su orzicarrellielevatori.com. URL consultato il 10 gennaio 2026.
• Paranchi e argani a fune, su demagcranes.com. URL consultato il 10 gennaio 2026.
• Classificazione e scelta degli apparecchi di sollevamento (PDF), su comasgru.com. URL consultato il 10 gennaio 2026.