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Progettare scaffalature cantilever: dal carico al layout

Tubi, profilati, barre, pannelli, legname: i carichi lunghi e voluminosi non entrano in un portapallet senza compromessi. Vanno tagliati, appoggiati di traverso o accatastati a terra, con spreco di spazio e rischi per la merce e per chi la movimenta. La scaffalatura cantilever risolve il problema eliminando i montanti frontali: il carico appoggia su mensole a sbalzo per tutta la sua lunghezza ed è accessibile lungo l’intero livello.

Proprio lo sbalzo, però, rende la progettazione delle scaffalature cantilever diversa da quella di qualsiasi altro sistema di stoccaggio. Il carico non scende lungo un telaio: genera un momento flettente sulla colonna, che deve essere trasferito alla base e da questa al pavimento. Ogni scelta, dalla sezione della colonna al numero di tasselli, dipende da questo percorso delle forze. In questo articolo ripercorriamo i parametri che decidono capacità e sicurezza di un impianto, prendendo come riferimento la nuova generazione delle scaffalature cantilever industriali Modulblok, frutto di una revisione tecnica e industriale dell’intero sistema. I riferimenti tecnici sono la FEM 10.2.09, il codice europeo di progettazione delle scaffalature cantilever, la UNI 11598:2015, che ne fissa in Italia i principi di progettazione strutturale, e la UNI EN 15635, dedicata all’utilizzo e alla manutenzione delle attrezzature di immagazzinaggio.

1. Partire dal carico, non dalla scaffalatura

Il primo dato di progetto non è l’altezza del capannone, ma l’unità di carico. Sei sue caratteristiche orientano tutto il dimensionamento.

  • Lunghezza. Determina quante colonne, e quindi quante mensole, sostengono ogni unità. Un carico deve appoggiare su almeno due mensole; i materiali molto lunghi ne richiedono di più.
  • Profondità. Determina la lunghezza utile delle mensole.
  • Peso e distribuzione. Il carico per mensola e il carico per colonna, che dipende anche dal numero di livelli in altezza, sono i due valori che il progettista verifica. Un fascio di tubi in acciaio e un pacco di pannelli di pari peso sollecitano il sistema in modo diverso.
  • Rigidezza. Barre e profilati pesanti tollerano interassi ampi tra le colonne. Pannelli sottili, legname e profili in alluminio o guaine flettono tra un appoggio e l’altro e richiedono colonne più ravvicinate o un piano continuo.
  • Forma. I carichi cilindrici, come tubi e bobine, tendono a rotolare. I carichi misti o di piccole dimensioni richiedono invece una superficie d’appoggio continua.
  • Movimentazione. Carrelli laterali, multidirezionali o carroponte condizionano la larghezza dei corridoi di lavoro e la distanza tra i livelli.

2. Colonne e basi: dove si decide la portata

Colonna e base lavorano come un unico elemento strutturale: la colonna riceve il momento generato dalle mensole, la base lo contrasta e lo scarica a terra. Nella nuova generazione del cantilever Modulblok entrambe sono state riprogettate.

L’acciaio. Le colonne passano dall’acciaio S235JR all’S355MC. Nella designazione europea la lettera “S” identifica gli acciai strutturali, mentre il numero indica il limite di snervamento in megapascal: da 235 a 355 MPa, circa il 50% in più. L’S355MC, definito dalla EN 10149-2, è un acciaio laminato termomeccanicamente, che combina resistenza e idoneità alla formatura a freddo, una proprietà decisiva per profili ottenuti per piegatura.

Il processo. Le colonne nascono su una linea di profilatura con punzonatura in linea. Il passo di foratura resta di 75 mm. Il vantaggio non è solo produttivo: un processo continuo garantisce maggiore precisione e costanza del profilo lungo tutta la colonna.

Le sezioni. La gamma è stata razionalizzata su tre profondità e cinque combinazioni di spessore.

Profondità colonnaProfili e spessori
250 mmCX25 – 2,5 mm
300 mmCY30 – 3 mm; CW30 – 4 mm
400 mmCW40 – 4 mm; CZ40 – 5 mm

I rinforzi. La configurazione standard non prevede rinforzi; quando servono, si applicano esclusivamente piatti. Ne guadagnano la semplicità costruttiva e la chiarezza in fase di montaggio e di manutenzione.

Montante uguale base. Ogni profondità di colonna ha una sola base corrispondente, di pari altezza: 250 con 250, 300 con 300, 400 con 400. Le semibasi sono prodotte internamente per profilatura, speculari, con fori di connessione alla colonna e di ancoraggio a terra.

La connessione. Il collegamento tra montante e base utilizza bulloneria strutturale M16 e M20 di classe 10.9 conforme alla EN 14399, serrata con il metodo combinato previsto dalla EN 1090-2:2018. È un serraggio in due fasi: prima con chiave dinamometrica su tutti i bulloni dell’unione, poi con una rotazione controllata del dado. Su un nodo che trasmette l’intero momento della colonna, la qualità del serraggio è parte della sicurezza strutturale.

3. Mensole cantilever: rastremate o parallele

Le mensole, chiamate anche bracci, sono l’elemento a diretto contatto con il carico. Il sistema ne prevede due geometrie.

Mensole rastremate. La sezione si restringe verso la punta e l’inclinazione standard è di 3°: la monta è studiata per compensare la flessione della colonna sotto carico.

Mensole parallele. La sezione mantiene una geometria uniforme per tutta la lunghezza, con un’inclinazione standard di 3°. Le forature distribuite lungo il profilo sono pensate per accogliere piani continui, grigliati o ripartitori di carico.

Per entrambe le geometrie la gamma comprende 30 tipologie di profilo, con spessori da 1,5 a 5 mm e connettori alla colonna di altezza compresa tra 200 e 450 mm.

4. Cantilever monofronte o bifronte

La configurazione dipende dalla posizione dell’impianto nel layout.

  • Colonna monofronte. Le mensole sono su un solo lato. È la soluzione per installazioni a parete o lungo il perimetro del magazzino.
  • Colonna bifronte. Le mensole sono su entrambi i lati. È indicata per file centrali, accessibili da due corridoi.

5. Stabilità: ancoraggi e controventature

Il cantilever è una struttura autostabile: la sua stabilità si decide a terra. Ogni colonna è ancorata al pavimento attraverso le basi, con più punti di fissaggio distribuiti per ripartire le sollecitazioni.

Applicazioni statiche. Lo schema standard prevede sempre 4 tasselli meccanici M12 per colonna.

Applicazioni sismiche. In zona sismica i tasselli sono almeno 4 per colonna, con due alternative: ancoranti meccanici specifici per uso sismico, oppure barre filettate fissate con resina a iniezione. In entrambi i casi l’ancoraggio è completato da piastre di rinforzo. La profondità di posa è variabile e si adatta alle caratteristiche della pavimentazione e ai requisiti di progetto.

Controventature. Tra le colonne, in direzione longitudinale, il sistema prevede controventature in diagonali e traversini. Le versioni statiche mantengono l’allineamento delle colonne e distribuiscono le sollecitazioni nelle normali condizioni d’esercizio. Le versioni sismiche aumentano la capacità della struttura di resistere alle azioni dinamiche.

6. Accessori per la sicurezza del carico

Gli accessori non sono rifiniture: completano la funzione di contenimento che il cantilever, senza montanti frontali, non svolge da sé.

  • Antisbordamento per mensole e basi. Battute che impediscono al materiale di scivolare fuori dal livello. Sono disponibili per mensole rastremate e parallele e per le basi.
  • Angolari portagrigliato. Consentono di installare grigliati sulle mensole.
  • Ripartitori di carico. Applicabili sia alle mensole sia alle basi, distribuiscono il peso su una superficie più ampia e riducono le sollecitazioni concentrate, offrendo un appoggio aggiuntivo per unità di carico particolari.
  • Piani continui in doghe. Trasformano il cantilever in una superficie d’appoggio continua, utile per materiali di piccole dimensioni o non uniformi.

7. All’esterno: le coperture

Quando lo stoccaggio avviene all’aperto, come nei depositi di legname o di materiali edili, il cantilever può integrare una copertura in lamiera grecata. La copertura poggia su mensole dedicate, inclinate di 7° per favorire il deflusso dell’acqua.

In fase di progetto si considerano anche i carichi climatici del sito di installazione, come neve e vento.

Dal percorso delle forze alla gestione nel tempo

Progettare scaffalature cantilever significa seguire, anello per anello, il percorso delle forze: dal carico alla mensola, dalla colonna alla base, dalla base al pavimento. Ogni passaggio va dimensionato sul materiale reale, sulle modalità di movimentazione e sulle condizioni del sito, sismiche e climatiche comprese. La progettazione, però, non si esaurisce con l’installazione: cartelli di portata, ispezioni periodiche e registrazioni sono ciò che conserva nel tempo le prestazioni previste in fase di calcolo. Le specifiche tecniche della gamma descritta in questo articolo sono raccolte nella pagina del Cantilever Standard Modulblok.

Domande frequenti

Qual è la portata di una mensola cantilever?
Dipende dal profilo della mensola, dalla sua lunghezza, dal connettore e dalla colonna su cui è montata. Il valore è definito in fase di progetto e va riportato sul cartello di portata previsto dalla EN 15635.

Meglio monofronte o bifronte?
La monofronte si usa a parete o lungo il perimetro; la bifronte per file centrali accessibili da due lati. La scelta dipende dal layout e dal numero di corsie disponibili.

Un cantilever può essere installato all’aperto?
Sì, con mensole di copertura inclinate di 7° e copertura in lamiera grecata, in configurazione monofronte o bifronte. Vanno considerate in progetto anche le azioni ambientali e la protezione dalla corrosione.

In zona sismica cosa cambia?
Cambiano gli ancoraggi, con almeno 4 tasselli per colonna di tipo sismico meccanico o chimico e piastre di rinforzo, e le controventature, che sono specifiche per le azioni sismiche. Resta essenziale la verifica della pavimentazione.

Ogni quanto va ispezionato un impianto?
La EN 15635 prevede ispezioni d’uso a cura dell’utilizzatore e ispezioni periodiche affidate a una persona tecnicamente competente, con cadenza almeno annuale. Esiti e interventi vanno annotati nel registro delle scaffalature.

Si può ampliare un impianto cantilever esistente?
Sì, previa verifica di compatibilità dei componenti e delle prestazioni. La colonna CW33 del sistema precedente, ad esempio, resta disponibile come ricambio.

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