Ripari delle macchine: ridondanza meccanica nei sensori di interblocco

La Direttiva Macchine 2006/42/CE, al punto 1.3.7. (Rischi dovuti agli elementi mobili), indica che: [dt_quote type=”blockquote” font_size=”big” animation=”none” background=”plain”]

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.

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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 1.4.2.1 dell’allegato I della direttiva 2006/42/CE
  • ripari mobili: i ripari mobili sono descritti nel requisito 1.4.2.2 dell’allegato I della direttiva 2006/42/CE
  • ripari regolabili: le caratteristiche dei ripari regolabili sono indicate dal requisito 1.4.2.3 dell’allegato I della direttiva 2006/42/CE.

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.

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.

Ripari con sensori ad azionamento meccanico

Se vengono utilizzati sensori ad azionamento meccanico (per esempio del tipo a chiavetta) 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 chiavetta 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:

[dt_quote type=”blockquote” font_size=”big” animation=”none” background=”plain”]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.[/dt_quote]

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

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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.

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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:

[dt_quote type=”blockquote” font_size=”big” animation=”none” background=”plain”]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.[/dt_quote]

Infine, la norma UNI EN ISO 14119:2013 (Sicurezza del macchinario – Dispositivi di interblocco associati ai ripari – Principi di progettazione e di scelta) precisa al §8.2:

[dt_quote type=”blockquote” font_size=”big” animation=”none” background=”plain”]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.[/dt_quote]

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 chiavetta 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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