Guida alla scelta di un dinamometro

Il dinamometro, dal greco dýnamis, forza, e métron, misura, è uno strumento utilizzato in fisica e in meccanica per misurare l'intensità di una forza. Le misure rilevate dal dinamometro possono essere in Kg o in Newton, l’unità di misura predefinita di una forza.

I dinamometri sono costituiti da una molla elastica a cui può essere appeso un oggetto dotato di massa. Solitamente il materiale di cui è fatta la molla è l’acciaio oppure il bronzo.

Questa tipologia di materiale rende reversibile la deformazione subita dalla molla stessa la quale può essere allungata, compressa o anche torta.

Per gravità la massa appesa all’estremità del dinamometro tende verso il basso, allungando la molla. E’ il valore della deformazione che permette di ottenere l’intensità della forza peso che ha prodotto l’allungamento della molla stessa.

La deformazione della molla viene quindi misurata tramite un’apposita scala graduata che indica il valore dell’allungamento raggiunto.

Per misurare pesi più grandi, i dinamometri devono essere dotati di agganci idonei come pinze (pesi piccoli fino a 1Kg), ganci (pesi sino a 50 Kg) e moschettoni (pesi sino a 100 Kg). L’aggancio deve essere robusto e viene solitamente realizzato in acciaio inox.

I campi di applicazione dei dinamometri sono molto vari e riguardano in particolare il settore meccanico e quello fisico sperimentale. Grazie alla loro composizione, sono dispositivi adatti a pesare oggetti pesanti sospesi come ad esempio il materiale usato in edilizia o in ambito dell’industria meccanica. Un uso importante di questi strumenti è per motivi di sicurezza sul lavoro quando è necessario il controllo del peso a seguito della movimentazione degli oggetti e in generale per controllare la forza di traino e spinta o di trazione e compressione.

Si è detto che il dinamometro misura l’intensità di una forza ad esso applicata. Si tratta di una misura indiretta e non assoluta perché dipende da come è stato tarato lo strumento per costruire la scala graduata. L’accelerazione di gravità g varia, infatti, con la posizione geografica, ovvero con l’altezza rispetto il suolo. Questo significa che spostandosi dal luogo in cui è stato tarato lo strumento, la scala ottenuta non corrisponderà più alle misure originali e sarà necessario ai fini della precisione strumentale, ricorrere ad un fattore correttivo.

I dinamometri sono strumenti di misura precisi e di facile utilizzo in quanto basta applicare la forza incognita all’estremità del dispositivo tramite un apposito sistema di aggancio e osservare il valore indicato dalla scala graduata (nel caso di dinamometri meccanici ) oppure il valore visualizzato su di un display (nel caso di dinamometri digitali).

Per non incorrere in errori di misura, il dinamometro deve essere ben fissato su di un idoneo sostegno o, come avviene comunemente, al soffitto. Perché non sia distorta, la lettura della misura deve avvenire rigorosamente con lo strumento in posizione verticale.

Vista la grande quantità di modelli presenti sul mercato, i dinamometri sono classificabili in vario modo, ma il più funzionale è in base al campo di applicazione.

Dinamometri meccanici

I dinamometri meccanici sono strumenti utilizzati per misurare sia l’entità della trazione e/o compressione che l’entità di un peso. Si predilige il loro uso quando non è possibile ricaricare batterie o in ambito agricolo e militare in cui il contesto può richiedere esigenze particolari. Questi strumenti vengono impiegati per prove di tiro, di trazione e/o di compressione, di peso. Alcuni modelli sono dotati di display per la lettura delle misure (sia in Kg che in Newton) e sono costruiti per un uso esterno anche per ambienti estremi, umidi e piovosi.

La qualità dei dinamometri di tipo meccanico è generalmente superiore a quella dei dispositivi digitali elettronici, le misure sono precise ed affidabili ed il costo può risultare più elevato.

Dinamometri a molla

I dinamometri a molla misurano peso e forza attraverso l’impiego di opportune molle, resistenti e durevoli. Sono presenti sul mercato anche come bilance dinamometriche o bilance a molla meccaniche. Si tratta di dispositivi semplici, per test rapidi effettuati in ambiti diversi (laboratori, scuole, industria, meccanica, edilizia, manutenzioni di vario genere e anche per pesare piccoli animali). Possono essere forniti di ganci, di clips di aggancio o di altri sistemi per fermare l’oggetto che si vuol misurare. Sono ideali per effettuare prove su carichi medio piccoli (fino a circa 50 Kg) mentre per carichi più pesanti è possibile ricorrere ai dinamometri di tipo meccanico.

I dinamometri per uso a mano

Questa tipologia di strumento si utilizza in ambito medico per verificare le funzionalità degli arti di persone in riabilitazione o anche per valutare la forza di presa delle mani al fine di individuare una fisioterapia adeguata. Le molle utilizzate possono variare a seconda della forza da misurare e quindi a seconda dell’età del paziente.

Il dinamometro per valigie

Si tratta di uno strumento piccolo, robusto, preciso e maneggevole che si utilizza a scopo personale per valutare il carico messo nella valigia che dovrà viaggiare su di un aereo. E’ noto infatti che le compagnie aeree impongono un limite massimo sia al bagaglio a mano che a quello da imbarcare, pena multe salate. Sono particolarmente diffusi i modelli con display che facilitano la lettura da parte di persone che avrebbero altrimenti difficoltà ad interpretare una scala graduata.

I dinamometri di precisione

I dinamometri di precisione sono strumenti impiegati sia in laboratorio che nel settore industriale, in particolare per misurare le forze più o meno leggere che gravano su gru di piccole dimensioni e in generale su tutti i sistemi di sollevamento carichi tipicamente impiegati nell’industria meccanica ed in edilizia. I dinamometri di precisione possono essere di tipo meccanico (elastico) oppure di tipo digitale con display.

Il dinamometro professionale

Questo strumento viene utilizzato per misurare carichi pesanti anche una tonnellata. Per tale motivo i dinamometri professionali devono essere molto robusti, duraturi e stabili, adatti agli ambienti esterni e a condizioni ambientali anche impervie.

I dinamometri digitali

Il dinamometro digitale è uno strumento di misura largamente impiegato in tutti gli ambiti grazie al display a LED o LCD che permette la facilità di lettura delle misure di forza effettuate. Questi dinamometri sono dotati di una porta RS 232 o di una porta USB per la connessione al computer, di un software generalmente proprietario per il controllo remoto e il rilevamento delle misure e la stampa dei dati acquisiti.

I dinamometri professionali sono costruiti per la pesatura in ambienti commerciali ed industriali. Questa tipologia di dinamometri hanno i requisiti per la pesata in qualsiasi contesto e sono disponibili in una gamma di portate dai 20 kg fino ai 100000 kg.

Per essere annoverati nella sfera industriale, questi dinamometri devono avere la certificazione della taratura (rapporto di taratura o certificato ISO 17025 ACCREDIA) e marcatura metrologica CE secondo EN-45501. Tra questi dinamometri troviamo:

Dinamometro per gru

Tra le applicazioni del dinamometro in ambito industriale, particolare interesse ha quella specifica per le gru. Trattandosi di impieghi in cui i carichi risultano particolarmente pesanti, questi strumenti sono dotati di schermi opportunamente grandi per la visualizzazione delle misure rilevate, anche retroilluminati.

I dinamometri per gru possono tollerare da carichi piccoli (dell’ordine di decine di Kg) a carichi dell’ordine di decine di tonnellate. Sono caratterizzati da una struttura solida, stabile e robusta poiché devono lavorare in condizioni che possono essere estreme. Generalmente hanno un telecomando a corredo per facilitarne l’utilizzo, batterie di riserva e caricatore per ricaricarle una volta esauste.

Dinamometro per test su cinghie e imbracature

Questa particolare applicazione del dinamometro serve a misurare l’entità della tensione di cinghie e imbracature presenti sui mezzi di trasporto telonati. I test effettuati sono importanti per la sicurezza sia di chi viaggia che del carico trasportato. L’allentamento delle cinghie può infatti comportare la perdita di materiale con conseguente pericolo per chi si trova sulla strada e può anche portare ad uno sbilanciamento del mezzo in caso di vento forte.

Il dinamometro per test su fili da pesca

Per valutare la resistenza alla trazione del filo utilizzato nelle canne da pesca, i professionisti ricorrono al dinamometro in quanto strumento idoneo a misurare il carico di rottura del filo quando sottoposto ad una forza di trazione costante e disomogenea. Questi dinamometri sono ideati appositamente per l’utilizzo con fili di nylon o similari. La misura del carico di rottura permette di capire se il filo utilizzato è adatto alle proprie esigenze di pesca.

Dinamometro per test su filati

Ogni fibra di tessuto possiede una resistenza peculiare che deve essere testata per garantire la qualità del filato per la vendita sul mercato. Uno dei diversi controlli che si possono effettuare è determinare il carico di rottura del filato tramite dinamometro. Queste misure sono molto importanti in particolare per i tessuti tecnici ad uso specifico. I dinamometri tessili sono realizzati appositamente per questo tipo di applicazioni ed in commercio se ne trovano di diversi modelli, a seconda della tipologia di test su tessuto da effettuare.

Dinamometri per test su archi

Per mettere a punto l’arco utilizzato nella disciplina sportiva omonima, si può utilizzare il dinamometro. La calibrazione dell’arco è soggettiva e può variare nel corso del tempo mano a mano che la tecnica personale evolve o variano le esigenze sportive. I dinamometri per la calibrazione del tiro con l’arco sono realizzati specificamente e misurano il picco di potenza dell’attrezzo ossia, in pratica, la forza che deve esercitare l’arciere per aprire l’arco e scoccare la freccia.

Dinamometri per test traino e spinta

Per garantire la sicurezza dei lavoratori in ambienti in cui avviene la movimentazione di carichi, esistono delle norme apposite riportate dal decreto legislativo 81/08. Per essere a norma, i sistemi di traino e spinta devono essere testati per verificare se sussistono condizioni di rischio e come controllo di qualità. Questi test possono essere effettuati con dinamometri per traino e spinta che generalmente sono strumenti digitali realizzati per misurare la forza di trazione e compressione di un carico.

Per legge, le prove per traino e spinta devono verificare la forza di inerzia e la forza di mantenimento. Tali valori serviranno a valutare gli indici di rischio per i lavoratori. I dinamometri per test traino-spinta sono indicati dai costruttori come idonei a misurazioni secondo il decreto legislativo 81/08.

La scelta di un dinamometro non può prescindere dall’utilizzo che se ne vuol fare: in commercio esistono infatti tantissimi modelli di dinamometri ma non tutti sono adatti ad ogni applicazione. E’ importante considerare il tipo di forza che verrà applicata e il peso dei carichi che solleciteranno i componenti dello strumento. Queste considerazioni unitamente alle specifiche tecniche del costruttore, porteranno all’acquisto dello strumento più confacente alle proprie esigenze.