Direttiva Macchine 2006/42/CE: un pilastro della sicurezza industriale
Il riferimento per la costruzione di macchinari industriali è la Direttiva Macchine 2006/42/CE: l'obiettivo è quello di assicurare un livello comune di sicurezza per le macchine immesse sul mercato europeo a prescindere dal luogo in cui il macchinario viene prodotto o installato. La Direttiva Macchine fissa, in particolare, i requisiti essenziali di salute e sicurezza EHSR (Essential Health and Safety Requirements). Questi requisiti devono essere rispettati nella progettazione della macchina in mdo tale da poter essere utilizzata, configuarata e sottoposta a manutenzione durante tutte le fasi del cilco di vita con livelli di rischio minimi per le persone e per l'ambiente.
La Direttiva Macchine stabilisce che i costruttori di macchine debbano applicare alcune regole:
- Eliminare o ridurre i fattori di pericolo: gli aspetti relativi alla sicurezza devono essere considerati nelle fasi di progettazione e costruzione della macchina;
- Adottare le misure di protezione necessarie contro i pericoli che non possono essere eliminati;
- Informare dei rischi ancora presenti nonostante l'implementazione delle misure di protezione realizzabili. Quest'ultimo principio include l'addestramento del personale e l'utilizzo di dispositivi di protezione individuale.
Direttive e normative di sicurezza macchine: le differenze
Le direttive sono emanate dal Parlamento europeo, mentre le norme dali enti normatori, inoltre le direttive sono obbligatorie, mentre le normative sono su base volontaria.
La Direttiva Macchine riporta i requisiti essenziali di sicurezza: questi requisiti devono essere soddisfatti dai prodotti per essere immessi sul mercato europeo. La Direttiva, quindi, definisce cosa bisogna raggiungere e rimanda alle norme le modalità necessarie a conseguirlo.
Al contrario, le normative definiscono come, quindi i principi e i metodi da utilizzare per conseguire gli obiettivi, sono realizzate dagli enti di normazione e contengono le specifiche tecniche per progettare e fabbricare prodotti in conformità ai requisiti stabiliti dalle direttive.
Tra le diverse normative vi è un gruppo ristretto denominato "norme armonizzate", che si distinguono da tutte le altre perché forniscono la presunzione di conformità alle direttive di riferimento. Ciò vuol dire che se il progettista progetta la macchina seguendo le indicazioni riportate nelle norme armonizzate, soddisfa automaticamente alcuni dei requisiti di Sicurezza e Salute della Direttiva Macchine.
Questo concetto è noto appunto come Presunzione di Conformità.
Quali sono le principali norme per la sicurezza macchine?
Come sottolineato, l'obiettivo dell'implementazione delle soluzioni di sicurezza è la protezione da danni e lesioni. I sistemi di sicurezza funzionale hanno il compito di:
- Ridurre la probabilità di eventi non desiderati;
- Minimizzare il numero di incidenti durante l'utilizzo delle macchine.
Le normative da seguire per i costruttori di macchine che implementano sistemi di sicurezza funzionale in conformità con la Direttiva Macchine sono sviluppate dall'ISO (Organizzazione Internazionale per la Standardizzazione) e dalla IEC (Commissione Elettrotecnica Internazionale).
EN ISO 13849-1 per la realizzazione di macchine sicure
La normativa EN ISO 13849-1 stabilisce i requisiti di sicurezza e fornisce orientamenti sui principi di progettazione e integrazione delle parti del sistema di controllo legate alla sicurezza, compresa la progettazione del software.
Si applica alle parti del sistema di controllo legate alla sicurezza indipendentemente dalla tecnologia ed energie usate (pneumatica, meccanica, idraulica o elettrica).
Questa norma definisce il Performance Level (PL) necessario per soddisfare le funzioni di sicurezza. Questo vale per le parti dei sistemi di comando legate alla sicurezza e per tutti i tipi di macchine.
EN ISO 12100 per l'identificazione dei pericoli rilevanti e la minimizzazione del rischio
La norma EN ISO 12100 ha come oggetto principale la sicurezza del macchinario e la riduzione del rischio, e fornisce dunque le linee guida su come mettere in sicurezza un impianto.
Lo scopo della norma EN ISO 12100 è quello di descrivere i pericoli fondamentali e quindi supportare il costruttore nell'identificazione di pericoli rilevanti e nell'effettuare l'analisi dei rischi.
EN ISO 13849-2 validazione delle parti dei sistemi di comando
La norma EN ISO 13849-2 definisce la validazione delle parti dei sistemi di comando legati alla sicurezza e dei loro componenti. Il produttore della macchina valida il sistema di comando mentre il produttore dei componenti i relativi componenti.
EN IEC 62061 sistemi elettrici ed elettronici sicuri
La norma EN IEC 62061 fornisce indicazioni per la progettazione di sistemi elettrici ed elettronici per applicazioni di sicurezza. Tale norma copre l'intera catena di sicurezza e definisce il livello di integrità della sicurezza (Safety Integrity Level, abbreviato in SIL).
Riassunto delle normative di sicurezza macchine
| Norma |
Ambito di applicazione |
Cosa definisce |
| EN ISO 13849-1 |
Parte dei sistemi di controllo legate alla sicurezza, indipendentemente dalla tecnologia usata (pneumatica, meccanica, idraulica, elettrica) |
Requisiti di sicurezza e principi di progettazione e integrazione, compresa la progettazione del software |
| EN ISO 12100 |
Sicurezza del macchinario in generale |
Linee guida per l'identificazione dei pericoli e l'analisi/riduzione del rischio |
| EN ISO 13849-2 |
Parti dei sistemi di comando legate alla sicurezza e relativi componenti |
Metodi di validazione dei sistemi di comando e dei componenti |
| EN IEC 62061 |
Sistemi elettrici ed elettronici per applicazioni di sicurezza, intera catena di sicurezza |
Indicazioni di progettazione per sistemi elettrici ed elettronici sicuri |
Come valutare la sicurezza dei macchinari industriali?
La Direttiva Macchine 2006/42/CE prevede che le macchine siano sicure, ma non sempre è possibile eliminare tutti i rischi. Per capire come rendere una macchina sicura è necessario effettuare una valutazione del rischio.
La norma EN ISO 12100 fornisce le indicazioni sulla valutazione del rischio e minimizzazione dei rischi.
La valutazione del rischio è il processo obbligatorio, richiesto dalla Direttiva Macchine 2006/42/CE e disciplinato dalla norma EN ISO 12100, che permette di identificare i pericoli di un macchinario e stabilire quali misure di sicurezza adottare per ridurli o eliminarli. La Direttiva impone che le macchine siano sicure, ma non sepre è possibile eliminare ogni rischio: per questo la EN ISO 12100 fornisce il metodo per analizzarlo in modo strutturato.
Il processo si articola in quattro fasi principali:
- Identificazione dei pericoli: si analizzano le operazioni che la macchina deve eseguire, le mansioni delle persone che vi interagiscono, i materiali lavorati e l'ambiente d'uso, per individuare i pericoli ragionevolmente prevedibili in ogni fase del ciclo di vita della macchina.
- Stima del rischio: per ciascun pericolo identificato si stima il rischio associato, in funzione della gravità del possibile danno e della probabilità che si verifichi.
- Valutazione della probabilità: la probabilità si calcola considerando tre fattori: l'esposizione delle persone al pericolo, la frequenza con cui può verificarsi l'evento pericoloso e la possibilità di evitare o limitare il danno.
- Definizione delle misure di riduzione del rischio: in base al livello di rischio stimato, si stabilisce se e quali misure di protezione adottare (progettazione intrinsecamente sicura, protezioni complementari, informazioni per l'uso).
Per condurre l'analisi, i punti chiave da chiarire sono: quali aspetti della macchina possono causare lesioni al personale, e chi interagisce con la macchina, quando e perché.
Come rendere la macchina industriale sicura?
Quando non è possibile eliminare tutti i potenziali rischi in fase di progettazione, la norma EN ISO 12100 prevede una gerarchia di tre misure di riduzione del rischio, da applicare in ordine di priorità: progettazione intrinsecamente sicura, protezioni complementari, informazioni per l'uso.
Progettazione intrinsecamente sicura
È la prima misura da applicare ed è quella con maggiore priorità nella gerarchia ISO 12100: consiste nell'eliminare i pericoli o ridurre i rischi associati attraverso una costruzione adeguata della macchina, senza ricorrere a dispositivi di protezione aggiuntivi:
- Installazione di un fermo meccanico per evitare lo schiacciamento di un arto;
- Riduzione della velocità di esercizio in fase di settaggio;
- Diminuzione della forza di un attuatore;
- Arresto o inversione del movimento;
- Scarico siuro di un sistema pneumatico;
- Protezione da un avvio accidentale.
Ad esempio, se nella zona di lavoro sono presenti degli attuatori, la funzione di sicurezza da adottare è l'eleminazione della fonte di energia - elettrica, pneumatica o idraulica - per evitare potenziali pericoli agli operatori.
Misure di sicurezza e protezioni complementari
Quando le misure di progettazione intrinsecamente sicura non bastano a ridurre i pericoli a un livello ragionevole, si adottano protezioni complementari: dispositivi tecnici che impediscono l'accesso o il contatto involontario con la macchina:
- Barriere fotoelettriche;
- Ripari fissi o mobili;
- Rilevatori di presenza per evitare avviamenti inattesi;
- Dispositivi di arresto d'emergenza (es. pulsanti).
I dispositivi di arresto d'emergenza non sono misure di protezione primarie: si attivano quando il pericolo si è già manifestato e servono a proteggere persone e macchine solo in caso di eventi improvvisi o situazioni di emergenza.
Informazioni per l'uso sicuro delle macchine
È l'ultimo livello della gerarchia e riguarda le informazioni fornite all'utilizzatore per garantire un uso sicuro e corretto della macchina, a fronte dei rischi residui non eliminabili con le misure precedenti:
- Pittogrammi e cartelli di sicurezza;
- Istruzioni per l'uso e la manutenzione;
- Addestramento del personale.
Come stabilire il Performance Level di un impianto
La normativa EN ISO 13849-1 introduce il concetto di Performance Level per valutare il livello di prestazione di una funzione di sicurezza in determinate condizioni. Ma cosa significa Performance Level? Di fatto indica il livello di sicurezza minimo necessario per evitare un pericolo identificato: minore sarà il rischio, più basso sarà il Performance Level richiesto.
Per ogni funzione di sicurezza si calcola il livello di sicurezza necessario. Questo livello è rappresentato dal Required Performance Level (PLr). Un metodo qualitativo per la determinazione del PLr è contenuto nell'Allegato A della ISO 13849-1 e puoi scaricare il file in formato .pdf "PL Performance Level"
Parametro 1 - Gravità della lesione
Per stimare il rischio derivante dal malfunzionamento di una funzione di sicurezza è necessario capire se le lesioni che ne derivano sono:
- S1 - leggere (generalmente reversibili)
- S2 - gravi (generalmente irreversibili o mortali)
Per la corretta determinazione di S1 e S2 devono essere considerate le conseguenze degli incidenti.
Parametro 2 - Frequenza di esposizione al pericolo
Il parametro F deve essere scelto valutando la frequenza e la durata di accesso al pericolo. La durata dell'esposizione al rischio deve essere valutata sulla base del rapporto tra il tempo medio di utilizzo e il tempo totale di funzionamento della macchina:
- F1 - esposizione poco frequente
- F2 - rischio frequente o continuo
Se è necessario avvicinarsi regolarmente al macchinario al termine di ogni ciclo di lavoro per caricare o movimentare il pezzo in lavorazione, allora dovrebbe essere scelta la frequenza F2.
In assenza di informazioni precise, la norma 13849-1 consiglia la scelta di F2 se la frequenza è superiore a una volta all'ora.
Parametro 3 - Possibilità di evitare il pericolo
Il parametro P è utilizzato per discriminare i casi in cui una situazione pericolosa può essere riconosciuta prima di aver causato danno ed essere evitata. Quando si presenta la situazione pericolosa, se c'è una possibilità reale di evitare il rischio o di limitarne gli effetti, allora deve essere scelto P1, altrimenti deve essere scelto P2.
Tra i fattori da considerare durante la scelta del parametro P vi sono:
- La velocità con cui il pericolo si presenta;
- La possibilità di evitare il pericolo;
- L'addestramento dell'operatore;
- La conoscenza della macchina.
Una volta selezionato il PLr necessario per la nostra funzione di sicurezza occorre progettare il sistema di controllo che lo soddisfi in modo adeguato. Occorre quindi scegliere barriere, fotocellule, tappeti sensibili, moduli di sicurezza, contattori, elettrovalvole che si intendono utilizzare per realizzare l'intero sistema.
Come implementare le funzioni di sicurezza macchine?
I passaggi per rendere sicura una macchina vanno dalla definizione dei requisiti di base alla progettazione di un sistema di sicurezza, dalla scelta di componenti e sistemi fino alla loro installazione. L'ultimo passo del processo di progettazione dei sistemi per la parte relativa alla sicurezza è quello della validazione del risultato raggiunto secondo la norma EN ISO 13849-2.
Scarico sicuro di un sistema pneumatico, eliminazione sicura di forza o coppia, riduzione sicura di forza o coppia: la sicurezza deve venire sempre al primo posto a prescindere dalla complessità delle macchine e degli impianti. La tecnologia pneumatica e le soluzioni specifiche come quelle di SMC rispondono alle richieste di sistemi e macchinari flessibili, produttivi e sicuri.
Come implementare, quindi, le funzioni tipiche di sicurezza nei circuiti pneumatici nelle macchine industriali?
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