Dal palcoscenico all'ascensore

Serapid rappresenta una soluzione complementare per le applicazioni in cui i sistemi idraulici o di azionamento a fune raggiungono i loro limiti.

di Sascha Göbel, corrispondente di EW

Da oltre 50 anni, Serapid opera come produttrice di sistemi per il trasporto verticale e orizzontale di carichi pesanti. Fondata nel 1972 nel nord della Francia, l'azienda si è affermata grazie al suo esclusivo principio di azionamento meccanico: la tecnologia a catena rigida (RCT), nota anche come tecnologia a catena di spinta.

Dopo decenni di utilizzo nella tecnologia di movimentazione industriale e, dalla metà degli anni '1990, nella costruzione di macchinari per palcoscenico, Serapid è attiva nel mercato degli ascensori tradizionali dal 2019 con il marchio Serapid Lift Systems. In occasione di Interlift 2019, è stato presentato per la prima volta un elevatore per auto completamente funzionante e conforme alla norma EN 81-20/50, una certificazione che in precedenza non era disponibile per questo principio di azionamento nel contesto degli ascensori.

Il principio della catena rigida: forza rigida da una catena flessibile

Il cuore del sistema RCT è una catena composta da maglie in acciaio a forma di blocco, lavorate con precisione, che si incastrano tra loro sotto carico di compressione, sia per forma che per forza. Quando la catena viene spinta in avanti, le singole maglie si assemblano in un attuatore rigido a forma di asta, noto come cremagliera a lanterna, che spinge il carico verticalmente verso l'alto. Durante la corsa di ritorno, tuttavia, le maglie si disinnestano; la catena diventa flessibile e può essere riposta in modo compatto a livello del pavimento, ottimizzando lo spazio.

In termini di ingegneria meccanica, la colonna di catena rigida estesa si comporta sotto carico come una barra vincolata a entrambe le estremità – il cosiddetto caso di Eulero 4, il più favorevole di tutti i casi di Eulero con la lunghezza di instabilità effettiva più breve e, quindi, il carico di instabilità più elevato. Naturalmente, la catena non è una barra solida omogenea e l'arte dell'ingegneria sta nel determinare con precisione il momento d'inerzia effettivo di questa struttura articolata – tenendo conto dei cuscinetti tra le maglie e di tutte le tolleranze dei componenti – e nell'applicare opportuni fattori di sicurezza. Per contestualizzare il dimensionamento: l'azionamento più comunemente utilizzato, il LinkLift80, è specificato con una capacità di carico di 50 kN – il carico limite per la rottura del componente è di 345 kN, e questo non è dovuto all'instabilità ma alla frattura di un asse di maglia sotto sforzo di taglio flessionale.

Per quanto riguarda il comportamento sotto carico, Serapid utilizza un'analogia meccanica: la colonna a catena rigida non si piega bruscamente sotto sovraccarico, bensì si flette, proprio come una colonna vertebrale sotto pressione, e ritorna alla sua forma originale quando il carico viene rimosso. Questo comportamento a due stati – rigido sotto carico operativo, flessibile al ritorno – è la caratteristica progettuale fondamentale del sistema RCT che consente di fare a meno di una sala macchine, cavi, contrappesi e fluido idraulico.

Shuriken, ridondanza e scalabilità: la maturità tecnologica nei dettagli

Un dettaglio tecnicamente interessante del LinkLift di terza generazione è il design brevettato della ruota dentata "Shuriken". Il nome, originariamente un titolo provvisorio interno, deriva dalla forma di una stella da lancio giapponese, spontaneamente associata al profilo della ruota dentata. Il problema da risolvere è di natura cinematica: durante la transizione tra due denti su una ruota dentata convenzionale, si verifica un breve salto di velocità – il cosiddetto "effetto poligono" – che causa vibrazioni e rumore. Il design Shuriken estende il percorso di innesto in modo che il dente successivo e quello precedente si innestino brevemente in simultanea, creando una transizione sovrapposta e cinematicamente più fluida. In fase operativa, ciò si traduce in una minore usura, livelli di rumorosità inferiori e un funzionamento più fluido, soprattutto alle alte velocità.

RCT e idraulica: non competizione, ma complementarietà

Sarebbe troppo semplicistico, e anche ingiusto, descrivere RCT come indiscriminatamente "migliore" dei collaudati sistemi idraulici. I sistemi idraulici hanno dimostrato la loro validità nel corso dei decenni: sono convenienti da acquistare, sono stati testati e collaudati su un'ampia gamma di altezze di sollevamento e beneficiano di una vasta e consolidata rete di assistenza a livello mondiale. Per numerose applicazioni standard nel range di carico medio, rimangono una scelta assolutamente valida ed economica, e RCT non cambia questo dato di fatto.

Tuttavia, la convenienza del sistema RCT aumenta significativamente all'aumentare del carico utile. Serapid è presente da decenni nei settori dei carichi pesanti e superpesanti, dove è necessario movimentare carichi che vanno da poche tonnellate a diverse centinaia di tonnellate. In queste dimensioni, i sistemi idraulici convenzionali raggiungono sempre più i limiti economici e tecnici: installazioni complesse di cilindri, alte pressioni, volumi crescenti di olio idraulico e complessi requisiti di sicurezza rendono il sistema oneroso in termini di manutenzione e più costoso. Il sistema RCT, d'altro canto, si adatta in modo relativamente elegante a questo ambito, essendo puramente meccanico, senza olio e con un ingombro ridotto.

Il bloccaggio continuo delle colonne di sollevamento al millimetro, senza ritorno elastico o sistemi di compensazione, rappresenta un ulteriore vantaggio, particolarmente utile con carichi pesanti e distribuiti in modo non uniforme, come ad esempio nei sollevatori per camion o nelle piattaforme industriali. Allo stesso modo, aree sensibili dal punto di vista ambientale, come stazioni ferroviarie, ospedali o edifici storici, beneficiano del fatto che il sistema sia completamente privo di olio.

Essendo un sistema puramente elettromeccanico, l'azionamento funziona completamente senza olio, eliminando il rischio di contaminazione del suolo e delle falde acquifere.

Il confronto con gli ascensori a fune presenta analoghe sfumature: per altezze di sollevamento elevate e cicli operativi molto intensi, l'ascensore a trazione rimane il sistema più economico e tecnicamente sofisticato. Tuttavia, laddove mancano locali macchine, è necessario adattare i vani in modo compatto o dove sono coinvolti carichi estremi, l'ascensore a trazione può esprimere al meglio i suoi vantaggi.

La conclusione non è quindi un "o l'uno o l'altro", bensì: qual è l'applicazione specifica?

Altezza di sollevamento, carico utile, struttura dell'edificio, frequenza di utilizzo e condizioni ambientali determinano insieme quale tecnologia sia quella più adatta. La tecnologia RCT non è una panacea, ma nel settore dei carichi pesanti rappresenta un'opzione seria che deve essere attentamente valutata caso per caso.

È interessante considerare l'efficienza energetica: i sistemi RCT raggiungono un'efficienza meccanica dell'80-90% e non richiedono olio idraulico. Poiché non sono coinvolti processi di microlivellamento o bloccaggio – periodi durante i quali un elevatore idraulico è fermo mentre un elevatore RCT è già in movimento – è teoricamente possibile raggiungere una velocità massima inferiore mantenendo la stessa capacità di trasporto. Fisicamente parlando, velocità e potenza sono direttamente proporzionali. "Metà velocità, metà potenza" – e la maggiore efficienza accentua ulteriormente questo effetto. In un confronto diretto senza contrappeso, Serapid cita un risparmio del 50% rispetto agli azionamenti idraulici diretti grazie alla possibilità di viaggiare a velocità inferiore mantenendo una capacità di carico comparabile. Se e quando questo aspetto diventerà il criterio decisionale principale dipenderà dal contesto economico, dall'analisi dei costi e, in ultima analisi, dalla legislazione.

Dall'uso industriale al mondo degli ascensori: il percorso di RCT

L'impulso è nato proprio dall'esperienza pratica: i tecnici di scena responsabili sia delle attività teatrali che di quelle relative agli ascensori si sono posti la domanda ovvia: "Se ha funzionato sul palco, perché non dovrebbe funzionare anche per un ascensore?". Gli ascensori merci e i montacarichi nelle aree di carico e scarico dei luoghi degli eventi sono stati dotati di RCT, già collaudato internamente, che ha fornito esattamente i vantaggi attesi: elevata affidabilità operativa, risparmio di spazio ed energia e minori esigenze di manutenzione.

Serapid ha colto al volo quest'opportunità e ha fatto il suo debutto a Interlift ad Augusta nel 2013 per sondare il mercato, tornando poi nel 2015 e nel 2017. Il feedback è stato generalmente positivo, ma non ha portato a ordini significativi. La risposta più comune era essenzialmente: "Tecnologicamente interessante, ma trattandosi di una soluzione di azionamento sconosciuta, non era stata sufficientemente testata per la produzione in serie nel settore degli ascensori". Serapid ha interpretato questo come un segnale strutturale: il mercato non necessitava di un altro componente, bensì di sistemi di riferimento completi e approvati. Di conseguenza, nel 2019, è stata presa la decisione di compiere un passo intermedio mirato: agire come produttore di ascensori offrendo sistemi chiavi in ​​mano, non come modello di business permanente, ma per acquisire visibilità, ottenere le certificazioni standard e realizzare progetti di riferimento verificabili. Si è trattato di un investimento deliberato in credibilità per aprire il mercato a partnership più ampie.

Un esempio concreto e pratico del passo successivo nello sviluppo è arrivato dall'operatore ferroviario britannico Network Rail: nel 2020, l'azienda si è rivolta a Serapid con la richiesta di un ascensore per passeggeri affidabile e accessibile per le sue stazioni più trafficate. Serapid ha sviluppato una soluzione con una portata utile di 1250 kg a 0.63 m/s, inclusa una variante per il funzionamento di emergenza con 450 kg e velocità ridotta, pienamente conforme alla norma EN 81-20/50.

Il rispetto degli standard come base per le partnership

Per Serapid Lift Systems, la conformità alla norma europea EN 81-20/50 non è solo un prerequisito per l'omologazione, ma la condizione stessa che rende possibile la collaborazione con aziende di ascensori affermate. I produttori di ascensori che progettano, installano e si assumono la responsabilità necessitano di tecnologie di azionamento conformi agli standard e ai processi di collaudo consolidati. Serapid offre sistemi chiavi in ​​mano certificati da organismi notificati indipendenti, che possono quindi essere integrati nei flussi di lavoro di progetto e nelle strutture di responsabilità dei partner consolidati.

La gamma standard copre un ampio spettro di carichi utili e dimensioni della cabina. Inoltre, Serapid collabora con studi di progettazione e operatori per sviluppare soluzioni su misura, in particolare quando si tratta di modernizzare edifici esistenti o di dotare edifici storici di ascensori senza alterarne sostanzialmente la struttura.

Naturalmente, una nuova tecnologia in un settore che si è evoluto nel corso di decenni non può essere immediatamente pienamente competitiva in tutti gli ambiti. Con volumi di produzione inizialmente bassi e una crescente varietà di configurazioni, le fasi di sviluppo necessitano di finanziamenti, ma vi sono vantaggi specifici: in questo caso, la robustezza e l'elevata disponibilità dei sistemi che operano a potenza ridotta.

Progetto di riferimento a Parigi: RCT in un progetto di riqualificazione parigina

Un progetto in corso a Parigi offre un illuminante esempio pratico: la ristrutturazione completa di un edificio degli anni '1960, che verrà trasformato in un nuovo centro culturale. L'impresa appaltatrice principale è Vinci, mentre KONE si occupa degli ascensori.

Perché RCT? La risposta deriva da due vincoli indipendenti. In primo luogo: il cliente ha familiarità con Serapid grazie a precedenti progetti congiunti e ha specificato questa tecnologia come soluzione preferita. In secondo luogo: KONE non offre una soluzione standard senza locale macchine (MRL) per ascensori con una capacità di carico superiore a 5 tonnellate. Una soluzione idraulica è stata esclusa per un ulteriore motivo: la posizione, con la sua immediata vicinanza a falde acquifere, stagni e alla Senna, ha di fatto escluso l'utilizzo di sistemi idraulici a olio per ragioni ambientali e di responsabilità.

Serapid è coinvolta in questo progetto dal 2017, inizialmente nell'ambito del pacchetto di lavoro "Scenic" tramite la società di consulenza Ducks Sceno, e successivamente tramite la società di consulenza per il trasporto verticale SETEC per il pacchetto di lavoro "Ascensori speciali". La ristrutturazione ha imposto notevoli esigenze in termini di spazio di installazione disponibile, nonché di carichi ammissibili per l'edificio e le fondazioni. RCT ha fornito soluzioni a queste problematiche critiche che le alternative convenzionali non potevano offrire: assenza di locale macchine, basso carico sull'edificio, trasmissione della forza direttamente nella fossa, funzionamento senza olio, posizionamento preciso, con carichi utili che superano di gran lunga la "zona di comfort" della tecnologia degli ascensori convenzionale.

Il progetto illustra un aspetto spesso sottovalutato nella pratica: la scelta della tecnologia di azionamento non è sempre e solo una questione di costi o di altezza di corsa. Normative ambientali, vicinanza alle falde acquifere e la mancanza di soluzioni standard adeguate nel portfolio dell'appaltatore possono influenzare la decisione in misura maggiore rispetto a qualsiasi analisi delle specifiche tecniche. Allo stesso tempo, dimostra come una partnership di questo tipo possa funzionare nella pratica: KONE fornisce la competenza in materia di ascensori – progettazione, installazione, collaudo e successiva manutenzione; Serapid fornisce la tecnologia di azionamento. Si tratta di una chiara divisione del lavoro che consente a entrambe le parti di concentrarsi sulle proprie competenze principali.

A differenza dell'olio idraulico comprimibile o dei cavi d'acciaio elastici, la catena forma una colonna d'acciaio rigida e incomprimibile sotto carico. La piattaforma Serapid rimane in posizione con precisione millimetrica durante le operazioni di carico, ad esempio con un carrello elevatore, senza cedimenti. I sistemi di bloccaggio meccanici (nodi di bloccaggio) o le lunghe regolazioni (microlivellamento) sono completamente eliminati, riducendo i tempi di percorrenza e aumentando l'affidabilità operativa. Con l'ultima generazione di LinkLift 3, anche il comfort di viaggio per il trasporto passeggeri è stato ottimizzato. Il design brevettato del pignone "Shuriken" riduce le vibrazioni alle alte velocità fino al 20%, garantendo una corsa estremamente fluida e silenziosa.

Sintesi dei punti chiave dell'articolo (progetto di Parigi): 

• Luogo: Parigi 
• Appaltatore principale (GC): Vinci 
• Partner per gli ascensori: KONE 
• Carico utile: 9500 kg per sistema
• Tecnologia: Serapid RCT (LinkLift di terza generazione) 
• Caratteristiche speciali: funzionamento senza olio, fossa poco profonda, posizionamento preciso senza arresto

Conclusioni e prospettive: la tecnologia cerca partner

Il principio di azionamento RCT è ancora relativamente sconosciuto nel settore degli ascensori, eppure è stato tecnicamente collaudato da decenni, è ormai pienamente integrato negli standard ed è stato dimostrato nei primi progetti di riferimento. La decisione di Serapid di agire temporaneamente come produttore di ascensori è stata una mossa strategica per acquisire visibilità, costruire fiducia e dimostrare che l'RCT funziona nel funzionamento degli ascensori. Questa mossa ha raggiunto il suo scopo.

Oggi Serapid Lift Systems non è alla ricerca di ulteriori progetti interni, bensì di partner: aziende che abbiano una conoscenza approfondita del settore degli ascensori, dalla progettazione e installazione fino alla manutenzione e assistenza, e che siano disposte a includere i sistemi di azionamento RCT (Remote Controlled Transmission) come opzione nel loro portfolio, preferibilmente con una presenza nazionale o internazionale e con un occhio di riguardo per le applicazioni in cui né l'idraulica né le funi rappresentano la soluzione ottimale.

La tecnologia non è pensata per competere, ma per integrarsi. E la partnership non intende sostituire, ma ampliare il portafoglio del partner con un sistema di azionamento che offre chiari vantaggi in determinati segmenti. Chi si riconosce in questa descrizione troverà in Serapid un fornitore che offre attivamente supporto, formazione e competenza tecnica.

Il fatto che questa strategia sia concepita su scala globale è dimostrato da un progetto attualmente in corso a Nuova Delhi, in India, che viene realizzato in collaborazione con il partner EASA e che sarà presentato più dettagliatamente in un prossimo numero.