I ripari sono una misura di protezione presente su pressoché tutte le macchine; la loro progettazione deve soddisfare i requisiti essenziali di sicurezza e di tutela della salute della direttiva 2006/42/CE  loro applicabili.

La Direttiva Macchine 2006/42/CE, al requisito essenziale di sicurezza e di tutela della salute 1.3.7 (rischi dovuti agli elementi mobili), indica che:

1.3.7. Rischi dovuti agli elementi mobili

Gli elementi mobili della macchina devono essere progettati e costruiti per evitare i rischi di contatto che possono provocare infortuni oppure, se i rischi persistono, essere muniti di ripari o dispositivi di protezione.

Tipi di ripari

I ripari si dividono in tre tipologie — da scegliere in funzione della frequenza di accesso alla zona pericolosa e delle esigenze di utilizzabilità della macchina — che si differenziano a seconda della loro realizzazione:

  • ripari fissi: i requisiti dei ripari fissi sono stabiliti dal requisito essenziale di sicurezza e di tutela della salute 1.4.2.1 della direttiva 2006/42/CE;
  • ripari mobili: i ripari mobili sono descritti nel requisito essenziale di sicurezza e di tutela della salute 1.4.2.2 della direttiva 2006/42/CE;
  • ripari regolabili: le caratteristiche dei ripari regolabili sono indicate dal requisito essenziale di sicurezza e di tutela della salute 1.4.2.3 della direttiva 2006/42/CE.

I ripari mobili

I ripari mobili comprendono sia gli sportelli che consentono l'accesso solamente a parti del corpo — tipicamente gli arti superiori — che le porte di accesso all'interno delle protezioni perimetrali, che permettono quindi di entrare completamente all'interno della zona protetta.

 

I ripari mobili:

  • devono restare uniti alla macchina quando aperti (mediante cerniere, guide scorrevoli, ecc.);
  • devono essere dotati di un dispositivo di interblocco con o senza bloccaggio del riparo, in modo da impedire l'avviamento delle parti mobili fino a che queste possano essere raggiunte e da fornire un comando di arresto quando i ripari non sono chiusi.

I ripari mobili possono essere aperti e chiusi senza necessità di nessun tipo di utensile, ma, alla loro apertura, il dispositivo di interblocco arresta gli elementi in movimento protetti in modo che non possano causare lesioni alle persone.

Questo tipo di ripari deve essere utilizzato quando la loro apertura è frequente — per esempio più di una volta alla settimana — in quanto il loro azionamento è semplice e veloce.

Una tipica applicazione dei ripari mobili è la protezione di accessi alla macchina richiesti per il carico e/o scarico dei prodotti in lavorazione o per il reintegro dei materiali di consumo della macchina.

Per i ripari mobili interbloccati il requisito essenziale di sicurezza e di tutela della salute 1.4.2.2 della direttiva 2006/42/CE chiede, tra l'altro, che:

I ripari mobili interbloccati devono essere associati a un dispositivo di interblocco che:
 – impedisca l’avviamento di funzioni pericolose della macchina fin quando i ripari sono chiusi, e
 – dia un comando di arresto non appena essi non sono più chiusi.

Le norme tecniche indicano le modalità per la progettazione e la realizzazione dei ripari e dei dispositivi di protezione ad essi associati in conformità ai requisiti di sicurezza riportati dalla direttiva macchine 2006/42/CE.

Nel caso in cui vengano utilizzati ripari mobili, dovranno essere dotati di dispositivi di interblocco che arrestino il movimento degli elementi protetti all'apertura dei ripari. Tali dispositivi sono oggetto della norma UNI EN ISO 14119 “Sicurezza del macchinario - Dispositivi di interblocco associati ai ripari - Principi di progettazione e di scelta”, pubblicata nel mese di novembre 2013, che ha sostituito la norma UNI EN 1088:2008 apportando significativi cambiamenti ai requisiti che i dispositivi di interblocco devono soddisfare.

La norma comprende quattro tipi di dispositivi di interblocco:

  • tipo 1: con principio di attuazione meccanico non codificato;
  • tipo 2: con principio di attuazione meccanico codificato;
  • tipo 3: senza contatto non codificato;
  • tipo 4: senza contatto codificato.

Elusione dei dispositivi di interblocco dei ripari 

Uno dei punti focali della norma UNI EN ISO 14119:2013 sono le misure per limitare la possibilità di elusione dei ripari mobili, pratica purtroppo abbastanza diffusa.

Ciò in ottemperanza al requisito essenziale di sicurezza e di tutela della salute 1.4.1 della direttiva macchine 2006/42/CE, che richiede esplicitamente che vengano adottate misure contro l’elusione dei ripari e dei dispositivi di protezione:

1.4.1 Requisiti generali
I ripari e i dispositivi di protezione:

− devono essere di costruzione robusta,
− devono essere fissati solidamente,
− non devono provocare pericoli supplementari,
non devono essere facilmente elusi o resi inefficaci,
− …

Per ridurre le possibilità di elusione dei dispositivi di interblocco dei ripari mobili la norma UNI EN ISO 14119:2013 prevede che possano essere adottate le seguenti misure:

  • prevenzione dell’accesso agli elementi del dispositivo di interblocco:
    • montaggio non raggiungibile;
    • ostacoli fisici e protezioni;
    • montaggio in posizioni nascoste;
  • prevenzione della sostituzione degli attuatori:
    • livello di codifica degli attuatori basso, medio o alto;
  • prevenzione dello smontaggio o spostamento degli elementi usando dispositivi non rimovibili (ad esempio saldatura, incollaggio, viti non smontabili, rivettatura):
    • questa misura può non essere adatta se si potesse rendere necessaria una sostituzione veloce del dispositivo di interblocco a seguito di una rottura;
  • integrazione con un sistema di monitoraggio e controllo:
    • monitoraggio dello stato; ad esempio il sistema di controllo della macchina può controllare che il riparo venga aperto in determinate fasi del ciclo nelle quali ciò è necessario (ad esempio per lo scarico dei pezzi);
    • controlli periodici;
  • aggiunta di un ulteriore interblocco, ad esempio con principi di attuazione differenti:
    • in questo caso il sistema di controllo della macchina può verificare la plausibilità dello stato di entrambe i sensori.

Le motivazioni per l’elusione dei dispositivi di interblocco dei ripari mobili comprendono vari aspetti, tra cui:

  • intralcio all’esecuzione di alcuni compiti sulla macchina;
  • necessità di controlli del processo di lavorazione per evitare scarti o difetti;
  • regolazioni fini della lavorazione.

L’allegato H della norma UNI EN ISO 14119:2013 riporta un esempio di metodo per identificare le motivazioni di elusione dei dispositivi di interblocco (per una macchina automatica):

  • devono essere tenute in considerazione tutte le modalità di funzionamento della macchina;
  • se un compito è necessario e non è possibile senza eludere i dispositivi di interblocco è necessario riconsiderare la progettazione della macchina;
  • se sono presenti potenziali benefici nell’esecuzione delle operazioni senza dispositivi di protezione (+ o ++) bisogna verificare se è possibile migliorare le misure di protezione;
  • se l’incentivo all’elusione dei dispositivi di interblocco non può essere completamente eliminato bisogna rendere più difficile o impossibile l’elusione dei dispositivi di interblocco.

Ridondanza meccanica nei sensori di interblocco  

Se vengono utilizzati sensori ad azionamento meccanico (per esempio del tipo a linguetta) è necessario considerare, tra i possibili guasti, anche i  malfunzionamenti di origine meccanica.

Tra i malfunzionamenti possiamo considerare, per esempio, la  rottura della camma di azionamento del sensori, il distacco di parte del corpo dei sensori, ecc.

Quindi, nel caso si voglia utilizzare il principio della ridondanza  questa dovrà essere anche meccanica e non solo elettrica, ovvero si dovranno utilizzare due sensori distinti (per esempio un sensori azionato da una linguetta sul battente del riparo ed un altro integrato nella cerniera del riparo stesso) e non semplicemente un sensore con doppio contatto elettrico.

La ridondanza meccanica non è necessaria se il guasto meccanico viene escluso; si tenga presente però che, a tale proposito, il rapporto tecnico CEI CLC/TR 62061-1:2011 (Guida all'applicazione delle Norme ISO 13849-1 ed IEC 62061 nella progettazione di sistemi di controllo relativi alla sicurezza per macchinari) indica:

7.2.2.4 In generale, l'uso delle esclusioni delle avarie non si applica agli aspetti meccanici degli interruttori elettromeccanici di posizione e degli interruttori ad azionamento manuale (es. un dispositivo di arresto di emergenza) per conseguire un PL e o un SIL 3 nella progettazione di un SRP/CS o di un SRECS. Queste esclusioni delle avarie applicabili a specifiche condizioni di avarie meccaniche (es. usura/corrosione, frattura) sono descritte nella ISO 13849-2.

Inoltre, lo stesso rapporto tecnico CEI CLC/TR 62061-1:2011 specifica:

7.2.2.3 In generale, quando è specificato un PL e, o un SIL 3 per una funzione di sicurezza da realizzare attraverso un SRP/CS o un SRECS, non è normale affidarsi alla sola esclusione delle avarie per conseguire tale livello prestazionale. Questo dipende dalla tecnologia utilizzata e dall'ambiente di funzionamento previsto. Pertanto è essenziale che il progettista ponga un'attenzione supplementare nell'uso delle esclusioni delle avarie man mano che il PL o il SIL aumenta.

Anche la tabella D.8 della norma UNI EN ISO 13849-2:2013 (Sicurezza del macchinario - Parti dei sistemi di comando legate alla sicurezza - Parte 2: Validazione) specifica che l'esclusione dei guasti per aspetti meccanici ed elettrici non è consentita nei circuiti di comando che devono raggiungere un PL e:

For PL e, a fault exclusion for mechanical (e.g. the mechanical link between an actuator and a contact element) and electrical aspects is not allowed.

Infine, la norma UNI EN ISO 14119:2013 precisa al §8.2:

Where an interlocking system requires PLr e in accordance with ISO 13849-1 or SIL 3 in accordance with IEC 62061 a minimum fault tolerance of 1 is required (e.g. by implementing two Type 1 interlocking devices). In order to achieve this it is normally not justifiable to exclude faults, such as broken actuators. […] The same requirement applies for PLr d and SIL 2 unless a full justification is provided in accordance with ISO 13849-1 or IEC 62061.

Qualora vengano utilizzati due sensori differenti, per realizzare la funzione di interblocco di uno stesso riparo, è necessario anche evitare per quanto possibile guasti da causa comune.

Ad esempio, montando due sensori del tipo a linguetta sullo stesso elemento di un riparo mobile a battente è possibile che una stessa causa di guasto — l'inserimento di entrambe le chiavette ad una velocità superiore a quella massima consentita dal fabbricante dei sensori a seguito della chiusura violenta del riparo — possa provocare il guasto contemporaneo di entrambe i dispositivi.

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