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Università degli Studi di L'Aquila

Dipartimento di Ingegneria Meccanica, Energetica e Gestionale

La sicurezza nell'Industria manifatturiera: 2 valutazione funzionale

Direttive e norme

Indice:

Presentazione

Per poter partecipare attivamente al libero scambio delle merci all’interno dell’Europa, ogni costruttore di macchine ha l’obbligo di rispettare alcune prescrizioni. Il rispetto di queste direttive, per qualsiasi macchina nuova o usata, consente di garantire le prescrizioni in materia di sicurezza e sanità. Le prescrizioni riguardano due aspetti che è necessario differenziare: le direttive e le norme.

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Direttive

Per quanto riguarda la sicurezza, le direttive sulle macchine sono ritenute le più importanti. Esse si pongono al centro delle considerazioni e definiscono essenzialmente e unicamente i fini e gli obiettivi della sicurezza, senza però descrivere le modalità per raggiungerli.
Per alcune categorie di macchine, queste condizioni sono invece descritte in modo esauriente nel testo della norma corrispondente.
Il costruttore può quindi eludere i riferimenti di una norma, ma ha l’obbligo di garantire il rispetto della sicurezza e dell’igiene nella stessa misura in cui sono riportate nella direttiva e nella norma.
Per le macchine speciali esistono delle direttive per la sicurezza supplementari (per esempio nel caso di apparecchiature e strumenti medicali). I testi completi delle direttive sono disponibili gratuitamente su Internet e in diverse lingue. Gli interessati possono contattare il sito http://europa.eu/
Per i costruttori di macchine, l’allegato IV delle direttive riveste una particolare importanza, poichè vi sono elencati tutti i tipi di macchine in grado di generare un elevato potenziale di pericolo.

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Norme

Fondamentalmente si differenziano tre di norme:

  • tipo A: norme di base, che fissano i concetti fondamentali relativi alla concezione all’utilizzo delle macchine;

  • tipo B: norme di base, che fissano i concetti fondamentali relativi alla concezione all’utilizzo delle macchine;

  • tipo B1: norme collettive, suddivise a loro volta nei tipi B1 e B2;

  • tipo B2: norme riguardanti i dispositivi per la sicurezza che si possono utilizzare per diversi tipi di macchine;

  • tipo C: norme specifiche sui prodotti contenenti prescrizioni concrete sui provvedimenti sulla sicurezza applicabili ad macchina o ad una categoria di macchina.

Le norme di tipo C fanno riferimento quanto possibile alle norme di base (tipo e/o a e collettive, in modo da rivestire maggiore importanza. Nel caso in cui per alcune macchine non esistano norme specifiche applicabili oppure non sussistano pericoli per la sicurezza non trattati nel testo della stessa norma, il costruttore deve avvalersi dei contenuti delle norme collettive.

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Marchio CE

L’obbiettivo di ogni costruttore è quello di dotare la propria macchina o impianto del marchio CE, in modo da poterli commercializzare liberamente all’interno del mercato dell’Unione Europea senza temere alcun impedimento.
 Per ottenere l’autorizzazione ad applicare il marchio CE, il costruttore deve per prima cosa compilare ciò che viene denominata una “dichiarazione di conformità”, con la quale si attesta che la macchina corrisponde alle prescrizioni delle direttive EN e delle norme. Alcuni esempi di questi documenti sono disponibili su Internet. Per chiarire la procedura di conformità si possono citare gli esempi sottostanti. In tutti e tre i casi presentati, si esige dal costruttore la stesura di una documentazione dettagliata con i seguenti contenuti.

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Analisi dei rischi

L’analisi dei rischi è descritta nella norma EN 292-1, dove vengono formulati i rischi e i pericoli da considerare nonchè i principi di base da adottare al fine di minimizzarli. A tale scopo occorre tenere presenti i seguenti temi: definizione delle caratteristiche della macchina identificazione dei rischi procedure da seguire per valutare i rischi.
Per una corretta analisi dei rischi, il costruttore è tenuto ad adottare le seguenti misure rispettandone la sequenza precisa:

  1. procedere alla costruzione della macchina rispettando i parametri di sicurezza;

  2. prendere le misure di protezione necessarie;

  3. fornire tutte le informazioni all’utilizzatore.

Questa successione di azioni significa che non è sufficiente inserire nel manuale di istruzioni una nota del tipo "abbassare la testa se un pezzo della macchina vola", bensì che bisogna cominciare prendendo delle misure già in fase di costruzione ed in un secondo tempo a livello tecnico, dati che poi dovranno essere raccolti in una documentazione.
Solo quando questo procedimento sarà concluso, si potrà provvedere ad informare l’utilizzatore.
Si consiglia di non attendere il termine dello sviluppo e della costruzione della macchina per cominciare ad analizzare i rischi, bensì di integrare e di documentare l’analisi già in fase di progettazione.

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Valutazione dei rischi

Il procedimento per la valutazione dei rischi viene effettuato secondo la norma EN 1050. La valutazione dei rischi non deve essere confusa con l’analisi dei rischi. Per stabilire in modo certo se è presente un sufficiente grado di sicurezza, bisogna procedere per tappe dopo aver effettuato diverse analisi.
Solo quando sono stati raggiunti i parametri di sicurezza richiesta, cioè quando non sussiste più alcun rischio, il procedimento di valutazione può considerarsi concluso.

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Scelta dei componenti di comando

Dopo aver effettuato la valutazione dei rischi, si pone il problema di quali componenti di comando integrare nella macchina.
Attualmente esistono sul mercato diversi tipi di sistemi di comando, suddivisi a seconda del loro livello di sicurezza.
 La norma EN 954-1 fornisce le informazioni necessarie per decidere quale categoria
meglio si adatta all’applicazione.
Per prima cosa occorre valutare la gravità potenziale delle lesioni ed in secondo luogo la frequenza e la durata dell’esposizione ai rischi dell’evento pericoloso.
L’ultimo fattore che il costruttore della macchina deve tenere in considerazione è la possibilità di evitare incidenti.
Quando questa sequenza è stata conclusa e risulta ad esempio un livello di rischio 4, tutti i componenti del circuito di sicurezza devono corrispondere al livello 4.
La sempre più imponente presenza dei sistemi di sicurezza programmabili ha portato l’Unione Europea ad emettere la norma IEN 61508. Al posto delle categorie , questa norma definisce i cosiddetti “fattori di livello di sicurezza integrata” (SIL), che forniscono informazioni sulla probabilità che si verifichi un errore o un malfunzionamento all’interno di un componente di sicurezza.

Classificazione dei livelli per i componenti della sicurezza


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Collegamento dei componenti di sicurezza:

Dopo aver effettuato la scelta dei componenti di sicurezza, si rendono necessari l’installazione sulla macchina, nel rispetto delle norme, e il collegamento al sistema di comando in base ai principi sulla sicurezza vigenti.

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1) Installazione:

Installazione corretta

Installazione errata

 

  • Accesso nella zona pericolosa dalla parte superiore, dalla parte inferiore e dai lati

    Le barriere di sicurezza devono essere  installate in maniera tale da permettere l’accesso alle zone pericolose solo attraverso l’area di controllo protetta.
     E’ necessario prendere delle precauzioni supplementari al fine di rendere impossibile l’accesso e/o il passaggio dalla parte superiore, dalla parte inferiore e dai lati, cosi come dal retro oppure dal davanti.
    Esistono due norme particolarmente importanti per l’installazione delle barriere di sicurezza:

    • EN 999: calcolo della distanza di una barriera di sicurezza dal punto pericoloso

    • EN 294: altezza dell’area di controllo protetta per evitare l’introduzione degli arti superiori del corpo nella zona a rischio.

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  • Controllo accesso dal retro della macchina

    Le barriere di sicurezza devono essere installate in modo tale che nessuno possa sostare tra l’area di controllo protetta e la zona pericolosa. In caso si desideri aumentare la distanza di sicurezza, sono disponibili soluzioni con barriere di sicurezza a cascata.

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  • Distanza minima di sicurezza

    La distanza di sicurezza è calcolata in funzione della norma EN 999 secondo la seguente formula:

    La norma EN 999 fornisce i valori dei parametri K e C in funzione delle differenti applicazioni (p.e. protezione delle dita e delle mani). La regola d’oro è la seguente: quanto più veloce è l’arresto della macchina e più piccola è la risoluzione, tanto più vicina alla macchina potrà essere installata la barriera.
    Occorre altresì verificare che non esistano rischi di riflessi (EN 61496), per esempio nel caso in cui un oggetto riflettente si trovi in prossimità dell’area da proteggere.
    L’utilizzatore potrebbe far passare la mano nell’area di controllo senza che ciò venga rilevato dal dispositivo di protezione. Le seguenti tre applicazioni presentano le prescrizioni tipiche riguardanti le barriere di sicurezza.

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  • Protezione verticale di zone pericolose

    La distanza minima di sicurezza è calcolata nel caso di installazione verticale secondo la seguente formula:


    La risoluzione “d” di questo sistema di barriere di sicurezza deve essere = di 40 mm.
    In caso S sia maggiore di 500 mm, è necessario ripetere nuovamente il calcolo con una velocità K = 1.6 mm / ms. In questo caso S(min) non può essere inferiore a 500 mm.

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  • Protezione verticale dell’accesso in una zona pericolosa

    In caso le barriere di sicurezza siano destinate al controllo dell’accesso oppure di una determinata area, occorre assicurarsi che le zone pericolose non siano accessibili:

    • introducendosi sotto i raggi luminosi;

    • introducendosi nella zona pericolosa;

    • raggiungendo la zona pericolosa al di sopra dell’area di controllo;

    • raggiungendo la zona pericolosa passando attraverso i fasci luminosi.

    Per la protezione verticale dell’accesso è possibile anche l’impiego di barriere con risoluzione superiore a 40 mm.
    La distanza dei raggi luminosi e il loro numero dipendono dalla valutazione dei rischi e/o dalle prescrizioni specifiche della macchina, come ad esempio la norma EN 692.
    La distanza minima di sicurezza è calcolata nel modo seguente:
    S = (1.6 mm/ms x T) + 850 mm
    Nel caso di un’applicazione industriale l’altezza del raggio luminoso più basso deve essere ≤ 300 mm e l’altezza del raggio luminoso più alto deve essere ≥ 900 mm.
    Se si tratta poi di una protezione a più raggi luminosi (protezione perimetrale) con una risoluzione “d” maggiore di 70 mm, l’utilizzatore è tenuto a rispettare le seguenti altezze di montaggio dei singoli raggi:

    Numero di Raggi Altezze consigliate (in mm)
    4 300, 600, 900, 1200
    3 300, 700, 1100
    2 400, 900

Protezione verticale di zone pericolose

Protezione verticale dell’accesso in una zona pericolosa                                   

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  • Protezione orizzontale di una zona pericolosa

    In caso di installazione orizzontale per il controllo di una zona pericolosa, è necessario tenere in considerazione il fatto che l’altezza di montaggio dell’area di controllo protetta in rapporto al suolo non deve essere superiore a 1000 mm. Se l’altezza è superiore a 300 mm (ridotta a 200 mm in caso di presenza di bambini) sussiste il rischio di introdursi al di sotto dell’area da proteggere. Ciò va tenuto presente in sede di valutazione dei rischi. L’altezza di montaggio più bassa consentita dipende dalla risoluzione della barriera di sicurezza, in modo da assicurare la rilevazione delle gambe e delle caviglie.


La distanza minima di sicurezza viene calcolata nel modo seguente:
S = (K x T) + (1200 mm - 0.4 x H)
Smin = 850mm
in cui: H è l’altezza di montaggio dell’area di controllo protetta in rapporto al suolo
K rappresenta la velocità di un uomo a piedi = 1.6 mm/ms
Condizioni per l’altezza:
Hmax = 1000 mm
Hmin = 15 x (d - 50 mm)
con d = risoluzione della barriera di sicurezza

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2) Cablaggio

Dopo aver deciso il tipo della barriera che si intende installare ed in quale modo, non resta che effettuare il cablaggio, che dovrà naturalmente essere a norme. La norma EN 60204-1 definisce le modalità di arresto di una macchina e il collegamento al suo circuito di comando.
Un arresto di emergenza non può essere effettuato utilizzando un normale PLC. Nel caso di una barriera di sicurezza le uscite non possono essere collegate direttamente al PLC.
Infatti il collegamento dei componenti nel circuito di sicurezza deve avvenire utilizzando una centralina di sicurezza. Una barriera collegata ad un sistema bus oppure ad un PLC rispondenti alle prescrizioni sulla sicurezza permette di far fronte a tutti i rischi e di assicurare un cablaggio conforme alla norma IEC 61508.

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