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Autore dei testi nel sito www.ingegneriarchitettiparma.it : Vincenzo Mainardi, Borgo della Salnitrara 4, Parma

SICUREZZA DELLE MACCHINE:
PARTI DEI SISTEMI DI COMANDO LEGATE ALLA SICUREZZA


di Pier Giorgio Nasuti

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Le direttive europee, in particolare la direttiva “macchine” (2006/42/EC), fissano i requisiti di sicurezza cui devono rispondere le macchine al fine di poter apporre la marcatura CE.

La metodologia utilizzata per rendere una macchina rispondente ai requisiti di sicurezza fissati dalle direttive è quella dell’analisi di rischio, mediante la quale i rischi della macchina stessa vengono completamente analizzati e ridotti, con opportuni provvedimenti, ad un livello accettabile, sulla base delle normative tecniche vigenti.

Nell’ambito delle strategie per la riduzione del rischio un ruolo fondamentale è giocato dai sistemi di comando  con funzioni di sicurezza (realizzati, a seconda dei casi, in tecnologia elettrica, elettronica, pneumatica ecc.). Esempi di tali sistemi sono rappresentati dal controllo di barriere per evitare l’accesso a parti pericolose della macchina, dagli arresti di emergenza, dai doppi comandi ecc.

Dal punto di vista normativo la materia ha subito una notevole evoluzione: si è passati dalla precedente norma EN954-1 alle attuali  EN 62061 e EN 13849-1. In linea con quanto accaduto in altri ambiti, la normativa si è spostata da un approccio prescrittivo ad un approccio di tipo prestazionale , rendendo di fatto più razionale ma anche più complessa la ricerca delle soluzioni tecniche da adottare.

Le norme EN 62061 e EN 13849-1 possono essere considerate “parallele” ed in parte sovrapponibili: entrambe sono state sviluppate partendo dai medesimi presupposti concettuali e metodologici, ma mentre la prima è di derivazione “elettrica” ed è applicabile esclusivamente ai sistemi elettrici ed elettronici, la seconda è di derivazione “meccanica” ed è di utilizzo più generale trovando applicazione, con alcune limitazioni, ai sistemi elettrici ma anche ai sistemi di tecnologia pneumatica, idraulica ecc.

Nella pratica la norma EN 13849-1 risulta essere quella maggiormente applicata, in virtù della sua universalità e soprattutto di una maggiore semplicità di utilizzo (ottenuta però a scapito della possibilità di affrontare sistemi elettrici/ elettronici di elevata complessità).

Limitandoci a prendere in considerazione quest’ultima norma, la “sicurezza” di un sistema di comando legato alla sicurezza (SRP/CS) è qualificata tramite un parametro detto PL (performance level) che può assumere cinque valori  (A, B, C, D, E in ordine crescente di sicurezza).

La scelta del PL da conseguire (detto PLr) è frutto dell’analisi di rischio della macchina e, per alcune famiglie di macchine, è fissato direttamente da norme specifiche.

Il PL effettivamente conseguito da un sistema dipende dai seguenti fattori:

  1. 1.l’architettura del sistema, in merito si segnala che possono esistere architettura singolo canale (nelle quali il guasto di un singolo elemento del sistema comporta la perdita di funzionalità dell’intero sistema), ovvero architetture ridondanti, nelle quali i componenti risultano duplicati  (e, conseguentemente,  un singolo guasto non comporta la perdita di funzionalità del sistema).

  2. 2.affidabilità dei componenti del sistema;

  3. 3.copertura diagnostica ossia la capacità di individuare avarie del sistema; la copertura diagnostica richiede la presenza di sottosistemi in grado di rilevare eventuali guasti del sistema stesso e intraprendere opportune azioni .

  4. 4.immunità ai guasti di causa comune. I guasti di causa comune (“nodi di guasto”), molto insidiosi, sono importanti per le architetture ridondanti, e rappresentano guasti che, in modo indipendente, comportano la perdita di funzionalità di entrambi i canali.

  5. 5.Oltre ai precedenti  devono essere soddisfatti ulteriori requisiti, tra i quali l’assenza di guasti di natura sistematica ossia connessi a errori nella progettazione, realizzazione o manutenzione dei sistemi.

Il punto di forza di questa norma, e allo stesso tempo suo punto di debolezza (per la rigidità che introduce), risiede nell’utilizzo delle “architetture designate” ossia una serie di cinque differenti architetture proposte dalla norma stessa e individuate  come categoria 0, 1, 2, 3, 4. In sostanza queste architetture costituiscono un punto di partenza del progetto del sistema e consentono di instradare il progettista verso il raggiungimento di un determinato PL. 

In ogni caso lo sviluppo di un progetto richiede la disponibilità di dati relativi all’affidabilità dei componenti utilizzati e reperibili nei cataloghi dei costruttori ovvero, in mancanza, da tabelle presenti nella norma stessa.

Indubbiamente l’utilizzo della norma in oggetto presenta oggettive difficoltà, tra le quali la necessità di sviluppare calcoli piuttosto laboriosi; un aiuto ( che comunque richiede una approfondita conoscenza della norma) è fornito dal software “sistema” sviluppato dall’Ente Tedesco IFA (Institut für Arbeitsschutz der Deutschen Gesetzlichen Unfallversicherung – l’ente tedesco per la salute e la sicurezza sociale), scaricabile gratuitamente ( download Software Sistema ).


Pier Giorgio Nasuti

29.09.2014

Provider web: Aruba.it

Esempio di riparo per il controllo dell’accesso a zone pericolose di una macchina (pressa)

Il software Sistema è un aiuto per i “cuochi” della sicurezza (fonte IFA)