Fluido idraulico

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. 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

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:

Composizione

Basi

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.

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.

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).

Additivi

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

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.

Principali norme e standard

La tabella seguente mostra le sigle più utilizzate in DIN e ISO/UNI, con una breve descrizione delle loro caratteristiche:

Nota: I riferimenti UNI EN ISO seguono da vicino la classificazione ISO (HL, HM, HV). Pertanto, HM in ISO/UNI corrisponde approssimativamente a HLP in DIN, mentre HV corrisponde a HVLP.

Fluidi per freni

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 comprimibile e conseguente malfunzionamento dell'impianto. I fluidi a base glicolica sono igroscopici e, assorbendo l'umidità, con l'andare del tempo subiscono una diminuzione considerevole del 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.

Sicurezza

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

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.

Caratteristiche specifiche

Oli a base minerale:

• Mil-H-5606: base minerale, infiammabile, piuttosto basso punto di infiammabilità, utilizzabile da -54 °C a 135 °C, di colore rosso, sviluppato nel 1940.
• MIL-PRF-6083: Utilizzabile da -54 °C a 135 °C, dove è richiesta la protezione dalla corrosione e quando non è possibile l'utilizzo del fluido MIL-PRF-46170 (FRH). Ad eccezione dei componenti nei veicoli blindati da combattimento che richiedono FRH, il fluido idraulico viene utilizzato anche come fluido protettivo per impianti idraulici per aeromobili e componenti dove il MIL-H-5606 (OHA) o MIL-PRF-87257 è usato come fluido operativo.

Oli sintentici a base di idrocarburi:

• Questi fluidi sintetici sono compatibili con gli oli idraulici a base minerale e sono stati sviluppati per abbassare il punto di infiammabilità dei fluidi idraulici a base minerale.
• Mil-H-83282: a base di idrocarburi sintetici, con un più alto punto di infiammabilità, autoestinguente, compatibile con il Mil-H-5606, di colore rosso per un uso -40 °C.
• .Mil-H-87257: Uno sviluppo del Mil-H-83282 per migliorarne la viscosità a bassa temperatura.

Note

Voci correlate

• Oleodinamica
• Freno idraulico
• Skydrol
• Fluido per trasmissioni automatiche

Altri progetti

• Wikimedia Commons contiene immagini o altri file su fluido idraulico

Collegamenti esterni

• Fluidi idraulici, su ITIS G.Fauser. URL consultato il 28 febbraio 2013 (archiviato dall'url originale il 9 dicembre 2018).
• Il lubrificante idraulico per sospensioni, su alcotech.eu. URL consultato il 2 marzo 2013 (archiviato dall'url originale il 5 marzo 2016).
• Il lubrificante idraulico per sospensioni, su alcotech.eu. URL consultato il 2 marzo 2013 (archiviato dall'url originale il 6 marzo 2016).