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Sicurezza dei sistemi di comando delle macchine: facciamo il punto della situazione?

Da circa dieci anni nel mondo del tissue, specialmente nel settore della cartotecnica, si parla di sistemi di sicurezza delle macchine evocando il fantomatico “livello 3” in contrapposizione al “livello 2”.

Non è nulla di magico e, per la precisione, non di livello si dovrebbe parlare ma di categoria. Inoltre non è una questione limitata al settore tissue ma riguarda tutte le macchine immesse sul mercato dell’Unione Europea (e per estensione sui mercati di moltissimi altri paesi che riutilizzano tal quale la normativa europea EN). Proviamo a fare un pochino di chiarezza avvertendo da subito: la norma di riferimento è cambiata a cavallo fra 2006 e 2007 in modo radicale, quindi esamineremo il passato e parleremo anche della nuova norma.

 

Alessandro Mazzeranghi

 

LE CATEGORIE DI SICUREZZA SECONDO EN 954-1.

Nel 1996 è stata pubblicata a livello europeo (nel 1998 in Italia) la norma in oggetto dal titolo: “Sicurezza del macchinario - Parti dei sistemi di comando legate alla sicurezza – Principi generali per la progettazione”. Questa norma definisce i requisiti dei “sistemi di sicurezza”, ovvero di quegli insiemi di dispositivi che a fronte del rilievo di una condizione di pericolo intervengono mettendo in sicurezza una macchina (oppure impediscono di accedere a zone pericolose fino a che la condizione di pericolo non è stata rimossa). I requisiti riguardano sostanzialmente il livello di affidabilità dell’intera “catena” che svolge la funzione di sicurezza (figura 1), e sono espressi tramite la definizione della architettura dei sistemi in oggetto.

Fermiamoci un attimo su alcuni esempi di sistemi di sicurezza:

 

• il micro interruttore (in linguaggio tecnico “interblocco”) sulla protezione di una tubiera che arresta la macchina qualora la protezione venga aperta; evidentemente non basta rilevare l’apertura in modo affidabile, ma è necessario anche che la macchina si arresti davvero (interrompendo l’alimentazione elettrica di potenza al motore);

• il sensore di vibrazioni di una turbina a gas per cogenerazione che arresta la macchina qualora si rilevino vibrazioni troppo elevate che potrebbero condurre al distacco delle palette della turbina dal rotore (in gergo tecnico: spalettamento); non è solo un rischio di macchina perché nelle turbine di derivazione aeronautica la cassa è molto sottile e le palette la perforano facilmente volando in giro per lo stabilimento (lo sapevate che potrebbe esistere questo rischio?);

• l’elettroserratura (interblocco con blocco della chiusura) sulle protezioni perimetrali di una ribobinatrice che non consente l’accesso prima che gli svolgitori siano fermi; se non si rileva in modo affidabile la velocità zero degli svolgitori, le porte potrebbero aprirsi quando gli svolgitori stanno marciando.

 

Veniamo dunque alle categorie: grossolanamente possiamo affermare che si va (dal meno affidabile al più affidabile) da sistemi di comprovata affidabilità (che però in caso di singolo guasto perdono la loro funzione senza che chi conduce la macchina se ne possa accorgere), a sistemi il cui buon funzionamento viene controllato periodicamente (categoria 2), a sistemi in cui al controllo periodico viene aggiunto il fatto che un singolo guasto non comporta la perdita della funzione di sicurezza (categoria 3) per arrivare, infine, a sistemi che oltre ai requisiti di categoria 3 aggiungono un controllo continuo del buon funzionamento (categoria 4); nel box 1 sono riportate per esteso le definizioni della norma.

A questo punto, per la scelta della categoria di sicurezza appropriata per un sistema di sicurezza, si aprono due scenari:

 

1. esiste una norma di settore (norma per una specifica categoria di macchine, detta norma di tipo C) che indica al suo interno le categorie “giuste” per determinate funzioni di sicurezza; è il caso delle macchine da trasformazione per le quali la EN 1010-1 “Requisiti di sicurezza per la progettazione e la costruzione di macchine per la stampa e per la trasformazione della carta – requisiti comuni” indica la categoria 3 per i sistemi di sicurezza “elettrici” (facendo però uno sconto sugli attuatori che non devono essere ridondanti) salvo diverse indicazioni di norme ancora più specifiche;

2. non esiste una norma specifica (è il caso delle macchine da confezionamento) per cui si deve applicare l’albero delle scelte dell’allegato B della EN 954-1, riportato in figura 2, che richiede di stimare tre fattori: gravità del danno, frequenza e durata della esposizione, possibilità di evitare il danno, e su tale base indica la/le categoria/e giusta/e indicata/e dal pallino arancione grande. Giova osservare che i parametri di stima sono tre dei quattro indicati dalla EN 1050 per il Risk Assessment delle macchine che è, di fatto, il cuore del fascicolo tecnico del costruttore che deve essere costituito per la marcatura CE.

 

COSA CAMBIA CON LA EN 13849-1: L’INTRODUZIONE DEL PERFORMANCE LEVEL. A novembre 2006 è stata pubblicata a livello europeo (febbraio 2007 in Italia) la norma 13849-1 “Parti dei sistemi di comando legate alla sicurezza - Parte 1: Principi generali per la progettazione” che sostituirebbe la EN 954-1 (alcuni cavilli legali hanno creato un periodo transitorio di coesistenza); l’impostazione generale è simile a quella della precedente ma cambia un fattore fondamentale: alle categorie vengono sostituiti i Performance Levels (PL) che (vedi tabella 1) sono veri indicatori di affidabilità (guasti per ora di funzionamento); quindi fra i due “indici” non esiste una correlazione diretta. Quello che resta quasi inalterato è l’albero delle scelte che si basa sugli stessi fattori di stima del rischio visti in precedenza (figura 3). Dal punto di vista tecnico il cambiamento totalmente è condivisibile; fra l’altro apre la strada all’uso dei PLC per la gestione di funzioni di sicurezza (a patto di conoscere l’affidabilità dell’hardware e di saper validare il software). Si è solo creato un problema contingente perché nessun costruttore di componenti (o pochissimi) indicava la affidabilità degli stessi per cui calcolare la affidabilità della catena in figura 1 era impossibile. Ad oggi la questione è in via di risoluzione almeno per la parte elettrica ed elettronica; addirittura alcuni costruttori di componenti per automazione industriale supportano i clienti nel calcolo dei PL.

 

CONSIDERAZIONI TECNICO LEGALI (DOVE È IL GROSSO PROBLEMA?). Con la pubblicazione della EN 13849-1 tutte le norme di tipo C sono diventate obsolete, da cui la domanda: non esistendo una corrispondenza precisa fra categorie e PL, se la norma EN 1010-1 mi parla di categoria 3, quale PL devo adottare? Non è possibile rispondere univocamente (anche se qualche considerazione saremmo in grado di farla). Quindi anche i costruttori di macchine soggette a norme di tipo C dovranno passare per il Risk Assessment per scegliere il giusto PL.

Fortunatamente è un problema ben noto al comitato europeo di normazione (CEN) che anche per questo (l’altro motivo è la “prossima” entrata in vigore della nuova direttiva macchine 2006/42/CE in data 29/12/2009) sta facendo forte pressione per una rapida revisione delle norme di tipo C. Ma anche con tutta la buona volontà è un discorso di anni.

Concludiamo con una nota per gli utilizzatori: tutto questo sembra un problema che riguarda solo i costruttori; nulla di più sbagliato! La direttiva sociale 95/63/CE inerente la sicurezza delle attrezzature di lavoro (e i relativi obblighi del datore di lavoro) stabilisce che al momento della scelta delle attrezzature di lavoro (fra cui le macchine) il datore di lavoro tiene in presente che “I sistemi di comando devono essere sicuri ed essere scelti tenendo conto dei guasti, dei disturbi e delle sollecitazioni prevedibili nell'ambito dell'uso progettato”. Quindi il datore di lavoro deve accertarsi che le macchine che mette a disposizione dei propri lavoratori abbiano i sistemi di sicurezza con la giusta categoria o il giusto PL (a seconda dei casi). Questa prescrizione è entrata in vigore in tutti i paesi UE fra il 1997 (per esempio in Spagna) e il 1999 (in Italia), ed è stata recepita da tutti i nuovi paesi membri prima dell’ammissione alla UE (il recepimento delle direttive nella legislazione nazionale è un prerequisito per essere ammessi). Quindi, almeno nella UE, la questione delle categorie o dei PL riguarda davvero una vasta pluralità di soggetti; per questo è importante capire bene di cosa stiamo parlando!

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