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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 sidovrebbe parlare ma di categoria. Inoltre non è una questione limitata alsettore tissue ma riguarda tutte le macchine immesse sul mercato dell’UnioneEuropea (e per estensione sui mercati di moltissimi altri paesi cheriutilizzano tal quale la normativa europea EN). Proviamo a fare un pochino dichiarezza avvertendo da subito: la norma di riferimento è cambiata a cavallofra 2006 e 2007 in modo radicale, quindi esamineremo il passato e parleremoanche 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 sistemidi comando legate alla sicurezza – Principi generali per la progettazione”.Questa norma definisce i requisiti dei “sistemi di sicurezza”, ovvero di quegliinsiemi di dispositivi che a fronte del rilievo di una condizione di pericolointervengono mettendo in sicurezza una macchina (oppure impediscono di accederea zone pericolose fino a che la condizione di pericolo non è stata rimossa). Irequisiti riguardano sostanzialmente il livello di affidabilità dell’intera“catena” che svolge la funzione di sicurezza (figura 1), e sono espressitramite 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 protezionevenga aperta; evidentemente non basta rilevare l’apertura in modo affidabile,ma è necessario anche che la macchina si arresti davvero (interrompendol’alimentazione elettrica di potenza al motore);

• il sensore di vibrazioni di una turbina a gas per cogenerazioneche arresta la macchina qualora si rilevino vibrazioni troppo elevate chepotrebbero condurre al distacco delle palette della turbina dal rotore (ingergo tecnico: spalettamento); non è solo un rischio di macchina perché nelleturbine di derivazione aeronautica la cassa è molto sottile e le palette laperforano facilmente volando in giro per lo stabilimento (lo sapevate chepotrebbe esistere questo rischio?);

• l’elettroserratura (interblocco con blocco della chiusura) sulleprotezioni perimetrali di una ribobinatrice che non consente l’accesso primache gli svolgitori siano fermi; se non si rileva in modo affidabile la velocitàzero degli svolgitori, le porte potrebbero aprirsi quando gli svolgitori stannomarciando.

 

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

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

 

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

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

 

COSA CAMBIA CON LA EN 13849-1: L’INTRODUZIONE DEL PERFORMANCELEVEL. A novembre2006 è stata pubblicata a livello europeo (febbraio 2007 in Italia) la norma13849-1 “Parti dei sistemi di comando legate alla sicurezza - Parte 1: Principigenerali per la progettazione” che sostituirebbe la EN 954-1 (alcuni cavillilegali hanno creato un periodo transitorio di coesistenza); l’impostazionegenerale è simile a quella della precedente ma cambia un fattore fondamentale:alle categorie vengono sostituiti i Performance Levels (PL) che (vedi tabella1) sono veri indicatori di affidabilità (guasti per ora di funzionamento);quindi fra i due “indici” non esiste una correlazione diretta. Quello che restaquasi inalterato è l’albero delle scelte che si basa sugli stessi fattori distima del rischio visti in precedenza (figura 3). Dal punto di vista tecnico ilcambiamento totalmente è condivisibile; fra l’altro apre la strada all’uso deiPLC per la gestione di funzioni di sicurezza (a patto di conoscerel’affidabilità dell’hardware e di saper validare il software). Si è solo creatoun problema contingente perché nessun costruttore di componenti (o pochissimi)indicava la affidabilità degli stessi per cui calcolare la affidabilità dellacatena in figura 1 era impossibile. Ad oggi la questione è in via dirisoluzione almeno per la parte elettrica ed elettronica; addirittura alcunicostruttori di componenti per automazione industriale supportano i clienti nelcalcolo dei PL.

 

CONSIDERAZIONI TECNICO LEGALI (DOVE È IL GROSSO PROBLEMA?). Con la pubblicazione dellaEN 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 EN1010-1 mi parla di categoria 3, quale PL devo adottare? Non è possibilerispondere univocamente (anche se qualche considerazione saremmo in grado difarla). Quindi anche i costruttori di macchine soggette a norme di tipo Cdovranno passare per il Risk Assessment per scegliere il giusto PL.

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

Concludiamo con una nota per gli utilizzatori: tutto questo sembraun problema che riguarda solo i costruttori; nulla di più sbagliato! Ladirettiva sociale 95/63/CE inerente la sicurezza delle attrezzature di lavoro(e i relativi obblighi del datore di lavoro) stabilisce che al momento dellascelta delle attrezzature di lavoro (fra cui le macchine) il datore di lavorotiene in presente che “I sistemi di comando devono essere sicuri ed esserescelti tenendo conto dei guasti, dei disturbi e delle sollecitazioniprevedibili nell'ambito dell'uso progettato”. Quindi il datore di lavoro deveaccertarsi che le macchine che mette a disposizione dei propri lavoratoriabbiano i sistemi di sicurezza con la giusta categoria o il giusto PL (aseconda dei casi). Questa prescrizione è entrata in vigore in tutti i paesi UEfra il 1997 (per esempio in Spagna) e il 1999 (in Italia), ed è stata recepitada tutti i nuovi paesi membri prima dell’ammissione alla UE (il recepimentodelle direttive nella legislazione nazionale è un prerequisito per essereammessi). Quindi, almeno nella UE, la questione delle categorie o dei PLriguarda davvero una vasta pluralità di soggetti; per questo è importantecapire bene di cosa stiamo parlando!

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