Un assieme, non una ruota
Le rotelle piroettanti sono gruppi ruota che possono orientarsi liberamente attorno a un asse verticale. Il pezzo non è la sola ruota: è un assieme fatto di ruota, forcella che la sostiene, cuscinetto di rotazione detto ralla e attacco al telaio, che può essere una piastra forata, un perno o una boccola a espansione. La ruota gira sul proprio asse orizzontale, la forcella gira attorno al perno verticale, e la somma dei due movimenti porta il carrello in qualsiasi direzione senza manovre di sterzata.
Nel linguaggio dei componenti di movimentazione piroettante, pivotante e girevole valgono come sinonimi, e l’inglese le chiama castor o caster. L’opposto è la ruota fissa, che ruota solo sul proprio asse e tiene una direzione sola.
L’avanzamento, cioè perché una rotella piroettante si allinea da sola
Il dettaglio che fa funzionare tutto è una distanza: l’asse verticale di rotazione non passa per il centro della ruota, ma è spostato rispetto ad esso. Quella distanza orizzontale fra asse di piroetta e asse della ruota si chiama avanzamento, in inglese offset.
Quando il carrello viene spinto, il punto di contatto si trova dietro l’asse verticale: la reazione del pavimento genera un momento attorno al perno che trascina la ruota finché non è allineata alla direzione di marcia. È lo stesso principio della ruota anteriore di un carrello della spesa, ed è la ragione per cui una rotella piroettante non va guidata, si mette da sola nel verso giusto.
L’avanzamento va dosato. Se è troppo piccolo la rotella diventa instabile e comincia a oscillare a destra e a sinistra, il difetto che i costruttori chiamano sfarfallamento. Se è troppo grande, la ruota descrive un arco più ampio prima di allinearsi, serve più forza per cambiare direzione e cresce l’ingombro in manovra, perché girando la ruota spazza un cerchio attorno al perno.
Le grandezze di una rotella piroettante
Il diametro della ruota è il numero che pesa di più. A parità di carico un diametro maggiore riduce la forza necessaria per avviare il movimento e supera meglio soglie, fughe delle piastrelle e cavi a terra, perché l’ostacolo rappresenta una frazione minore del raggio. In cambio alza il piano di appoggio, e su un carrello quell’altezza va sommata a quella del telaio.
Accanto al diametro si dichiarano la larghezza del battistrada, che distribuisce il carico sul pavimento, l’altezza totale misurata dal piano di attacco al suolo, e la portata. La portata non è un valore assoluto: vale per le condizioni della prova, cioè su superficie piana, a una velocità e per un numero di cicli fissati dal metodo, e va ripartita fra le rotelle tenendo conto che su un pavimento irregolare il carico non si divide in parti uguali.
Battistrada e resistenza al rotolamento
Il battistrada decide come la rotella si comporta sul pavimento. Un battistrada duro, in nylon o in poliuretano rigido, rotola con poca resistenza e regge carichi alti, ma trasmette le vibrazioni e sulle superfici delicate lascia il segno. Un battistrada morbido, in gomma termoplastica o in poliuretano elastico, è più silenzioso, assorbe le irregolarità e distribuisce meglio la pressione di contatto, al prezzo di una resistenza al rotolamento maggiore.
La differenza è tanto netta che una norma la codifica: EN 12529, sulle rotelle per sedie girevoli, separa il tipo H, con battistrada duro, destinato ai pavimenti tessili, dal tipo W, con battistrada morbido, destinato ai pavimenti duri di pietra, legno o piastrelle. L’accoppiamento è l’inverso di quello che verrebbe da pensare, e nasce dal fatto che ruota e pavimento devono avere durezze diverse.
In ambiente sanitario si aggiungono altri due requisiti. La pulibilità, perché una forcella chiusa e una ruota liscia si lavano, mentre una gabbia di raggi trattiene sporco. E in alcune aree la conducibilità elettrica, ottenuta con mescole caricate che scaricano a terra le cariche accumulate dal rotolamento.
Freni, bloccaggi e norme di prova
Un freno di rotella può agire su due movimenti distinti. Il freno semplice preme sul battistrada e impedisce alla ruota di rotolare; il bloccaggio direzionale ferma invece la piroetta, tenendo la forcella in una posizione fissa; il freno totale li unisce, ed è l’unico che immobilizza davvero il mezzo. Su letti e barelle il comando è spesso centralizzato: una pedaliera collegata a un albero blocca tutte le rotelle in una volta.
Le norme europee su rotelle e ruote sono una famiglia. EN 12526 fissa vocabolario, simboli e definizioni, EN 12527 i metodi e gli apparecchi di prova, e le altre parti stabiliscono i requisiti applicazione per applicazione: mobili, sedie girevoli, letti ospedalieri, apparecchi spinti a mano. Sul fronte internazionale ISO 22882, nell’edizione del 2016, riguarda le rotelle piroettanti per letti ospedalieri con ruota di diametro pari o superiore a 100 mm dotate di dispositivo di bloccaggio centrale, e ne fissa dimensioni, requisiti e prove.
Rotelle piroettanti, ruote fisse e ruote direzionali
Su un mezzo a quattro appoggi la combinazione cambia il comportamento. Quattro rotelle piroettanti danno la massima libertà di spostamento e nessuna tenuta di direzione: il carrello trasla di lato, ma su un piano inclinato tende a scappare. Due fisse dietro e due piroettanti davanti danno una traiettoria prevedibile, al prezzo di dover sterzare. Le ruote direzionali con blocco stanno in mezzo: piroettano quando serve e si fermano in linea con un innesto quando il percorso è lungo e dritto.
Vale infine la pena di separare le parole. La ruota è il solo corpo rotante, cerchio e battistrada; la rotella, nel linguaggio dei cataloghi tecnici, è l’assieme montato sul suo supporto. Chiedere una ruota da 100 mm o una rotella da 100 mm non porta lo stesso pezzo: nel secondo caso il numero descrive comunque la ruota, ma quello che arriva ha anche forcella, ralla e attacco, e un’altezza totale che va verificata sul telaio prima di montarla.
