Aderenza
L'aderenza è la forza che si oppone allo scorrimento relativo di due superfici a contatto e la cui estensione determina tale forza, per tale motivo si distingue dagli attriti i quali invece dipendono dalla forza normale[1].
Molti elementi hanno capacità aderenti, le colle garantiscono un'elevata aderenza, gli organi di tenuta come i paraoli sono aderenti all'oggetto che ruota o scorre su o dentro di loro.
Molto spesso si parla di aderenza riguardo ai veicoli dotati di ruote; in tal caso si dice di trovarsi in condizioni di aderenza se le forze tangenziali e longitudinali (di frenata o di trazione) permettono il rotolamento e non conducono al pattinamento della ruota.
Coefficiente di aderenza
[modifica | modifica wikitesto]Si dice aderenza impegnata il rapporto tra la forza tangenziale alla superficie di contatto e il peso del corpo scaricata su tale superficie:
Si deduce che è una grandezza adimensionale ed è nulla quando non sono applicate forze esterne al veicolo. Aumentando il valore della forza tangenziale si giunge al suddetto fenomeno del pattinamento.
Il coefficiente di aderenza è il valore dell'aderenza impegnata quando la forza tangenziale è massima () pur rimanendo in condizioni di aderenza:
Spesso per brevità il coefficiente di aderenza viene semplicemente detto aderenza.
Tale coefficiente dipende dai seguenti fattori:
- i materiali di contatto ruota/suolo;
- la velocità di rotolamento;
- l'umidità e la presenza di altro materiale interposto che non permette un contatto perfetto al suolo (foglie, olio, ecc.)
Riferimento al trasporto
[modifica | modifica wikitesto]A) Asfalto asciutto
B) Asfalto drenante in condizioni di bagnato
C) Asfalto in condizioni di bagnato
D) Neve
E) Ghiaccio
In particolare nel contatto tra ruota e suolo di un veicolo o veicoli ferroviari si hanno normalmente coefficienti di aderenza longitudinale (i valori sono molto eterogenei a seconda delle fonti):[2][3][4]
Asciutto | Bagnato | Con fango | Con ghiaccio | |
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pneumatico/asfalto | 0,6 - 0,9 | 0,4 - 0,5 | 0,2 - 0,4 | 0,1 - 0,3 |
pneumatico/cemento rugoso | 0,9 - 1,1 | 0,6 - 0,85 | 0,2 - 0,3 | |
pneumatico/macadam compatto | 0,6 - 0,7 | 0,5 - 0,6 | ||
pneumatico/macadam molle | 0,5 - 0,6 | 0,4 - 0,5 | ||
pneumatico/ghiaietta | 0,4 - 0,5 | 0,3 - 0,4 | ||
pneumatico/pietra ruvida | 0,55 - 0,65 | 0,45 - 0,5 | ||
pneumatico/pietra liscia | 0,45 - 0,55 | 0,3 - 0,4 | ||
ferro/rotaia | 0,14 - 0,33 | 0,08 - 0,26 |
Esiste anche una correlazione tra il coefficiente di aderenza e la velocità del veicolo, in particolare a velocità nulla l'aderenza è massima (). Con l'aumentare della velocità diventa sempre più piccolo con la seguente legge empirica:
A) Asfalto rullato a caldo
B) Ghiaia
C) Quarzite
D) Conglomerato cementizio
E) Mastice d'asfalto
F) Ghiaia sedimentaria (non legata)
L'aderenza venne inizialmente studiata longitudinalmente in quanto i primi studi vennero eseguiti in ambito ferroviario, successivamente si approfondì con l'aderenza trasversale o laterale, che coinvolge i veicoli su ruote durante le svolte e curve, evidenziando come alcuni manti stradali pur offrendo buona aderenza longitudinale non garantivano prestazioni altrettanto buone in senso trasversale.
Per quanto riguarda la presenza di materiale sulla superficie di contatto, tutto dipende dal tipo di materiale: la presenza di foglie, umidità, ghiaccio, neve od olio provocherà una diminuzione, in alcuni casi consistente, del coefficiente di aderenza, mentre, ad esempio, sabbia finissima può migliorare l'aderenza sui veicoli ferroviari. È per questo che i treni sono equipaggiati con sabbiere per spruzzare un getto di sabbia immediatamente davanti alle ruote quando il sistema di antipattinamento lo ritiene necessario.
Il cemento che viene utilizzato come manto stradale per migliorare l'aderenza in condizione di bagnato viene arricchito dalla zigrinatura superficiale, ma risente anche più rapidamente dell'usura data con il contatto durante il transito dei mezzi stradali[5].
Note
[modifica | modifica wikitesto]- ^ differenza tra attrito e aderenza.
- ^ Per saperne di più: aderenza, forza aderente e perdita di aderenza (archiviato dall'url originale il 3 giugno 2016).
- ^ analisi critica del fenomeno dell'aderenza in campo stradale e ferroviario (PDF), su stradelandia.it. URL consultato il 17 maggio 2016 (archiviato dall'url originale il 31 maggio 2013).
- ^ Coefficienti di attrito radente per varie superfici stradali.
- ^ Di sicuro la superficie stradale deve..., su buonasfalto.it. URL consultato il 17 maggio 2016 (archiviato dall'url originale il 23 giugno 2016).
Bibliografia
[modifica | modifica wikitesto]- Alessandro Orlandi, Meccanica dei trasporti, Bologna, Pitagora, 1990. ISBN 88-371-0505-3.
Altri progetti
[modifica | modifica wikitesto]Wikimedia Commons contiene immagini o altri file su aderenza
Collegamenti esterni
[modifica | modifica wikitesto]- Descrizione dell'aderenza per pneumatici motociclistici, su digilander.libero.it.
Controllo di autorità | Thesaurus BNCF 17748 |
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