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BARRIERE A RAGGI INFRAROSSI

Generalit Le barriere immateriali a raggi infrarossi rappresentano una delle forme tecnologicamente pi avanzate di protezione antinfortunistica. In termini di prestazioni (fig. 1), esse superano ampiamente i ripari fisici, anche se si dimostrano ovviamente inadatte a contenere l'eventuale proiezione di materiali o l'emissione di gas, fumi, spruzzi o altre sostanze tossiche. Caratteristiche costruttive Una barriera immateriale a raggi infrarossi caratterizzata da un insieme di parametri funzionali ed ambientali (tabella 1) che ne designano le

Fig. 1 Prestazioni delle barriere a raggi infrarossi.

Tabella 1 - Caratteristiche essenziali di una barriera a raggi infrarossi

BARRIERE DI SICUREZZA A RAGGI INFRAROSSI

- Riduzione dei tempi di accesso alla macchina per le operazioni di carico e scarico

- Eliminazione dellaffaticamento che i ripari mobili materiali normalmente producono sulloperatore

- Difficolt di manomissione - Elevata affidabilit contro i

guasti - Rapidit dinstallazione - Estendibilit della

protezione su pi lati con una sola apparecchiatura

- Impossibilit di protezione delloperatore contro la proiezione o la caduta dei materiali, nonch contro lemissione di rumore o prodotti tossici liquidi o aeriformi

- Necessit che il sistema di comando sia in grado di arrestare rapidamente le parti pericolose della macchina

- Criticit di funzionamento in ambienti molto polverosi con presenza di forti vibrazioni

PECULIARIT LIMITI

a) Tensione di alimentazione e assorbimento massimo. b) Categoria di sicurezza del sistema circuitale interno. c) Portata, configurazione e durata dei contatti in uscita. d) Temperatura ambientale di funzionamento. e) Tempo di risposta (dall'istante di intercettazione dei raggi a quello in cui viene ultimata la

commutazione dei rel in uscita). f) Altezza dell'area protetta. g) Risoluzione. h) Distanza massima fra emettitore e ricevitore (o fra emettitore/ricevitore e specchio

catadiottrico). i) Grado di protezione IP. l) Livello di immunit ai disturbi. m) Livello di immunit alla luce ambientale.

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prestazioni antinfortunistiche, elettriche, microclimatiche e di immunit ai disturbi, consentendone un'applicazione elettromeccanica conforme alle situazioni ed alle esigenze della macchina. Nelia sua forma pi semplice la barriera a singolo raggio (fig. 2a); in quella via via pi complessa si compone di pi raggi paralleli (fig. 2b). In alternativa al sistema composto da un elemento emettitore ed uno ricevitore, i due possono trovarsi integrati in uno stesso contenitore ed inviare i raggi ad uno specchio catadiottrico che li riflette in modo parallelo (fig. 2c). Riferimenti normativi Le norme internazionali di riferimento sono,quelle generali degli apparecchi elettrosensibili CEI EN 61496-1 e quelle particolari inerenti i dispositivi ottici (CEI EN 61496-2). La barriera ad infrarossi un componente di sicurezza e come tale dev'essere conforme alla Direttiva Macchine. Cos come deve essere dichiarata conforme e documentata, per dimostrane la rispondenza ai requisiti essenziali di sicurezza, l'applicazione della barriera alla macchina (anche nel caso di una macchina esistente). Immunit ai disturbi luminosi Al fine di garantire un elevato livello di immunit ai possibili disturbi che la luce solare o quella artificiale potrebbero causare al sistema, i raggi infrarossi vengono emessi da diodi elettroluminescenti con una modulazione a frequenza normalizzata, sulla quale sincronizzato il ricevitore.

Fig. 2 Tipi di barriere immateriali a raggi infrarossi. La sincronizzazione viene garantita da un apposito raggio (posizionato ad un'estremit della barriera) che mantiene in collegamento optoelettronico lemettitore con il ricevitore. L'immunit alla luce naturale solitamente assicurata fino a livelli di illuminamento di circa 20.000 lux; mentre l'immunit alla luce artificiale inferiore. Immunit ai disturbi elettromagnetici La barriera dev'essere marcata CE anche in ottemperanza alla Direttiva Compatibilit Elettromagnetica ed il costruttore deve indicare il livello di immunit EMC, tenuto conto dei funzionamento in ambiente industriale ed in ottemperanza a quanto prescritto dalla normativa tecnica.

EMETTITORE RICEVITORE

EMETTITORE/ RICEVITORE

EMETTITORE/ RICEVITORE

RICEVITORE EMETTITORE

RIFLETTORE CATADIOTTRICO

RIFLETTORE CATADIOTTRICO

3

Parametri di sicurezza La barriera immateriale disegna una zona sensibile, rappresentata da una superficie piana le cui dimensioni dipendono dalla quantit e dalla disposizione dei raggi che compongono il dispositivo e dalla distanza di lavoro fra l'emettitore ed il ricevitore (o fra l'emettitore/ricevitore ed il riflettore) (fig. 3).

La distanza massima di lavoro si desume dalle specifiche fornite dal costruttore della barriera. L'interasse fra i raggi determina la risoluzione, vale a dire il diametro minimo che deve avere un oggetto cilindrico per essere sempre rilevato dalla barriera. In base alla sua risoluzione, una barriera consente di rilevare con certezza le dita, oppure la mano oppure il braccio oppure la testa o altre parti dei corpo di una persona. L'altezza dellarea protetta sempre superiore a quella della zona sensibile; proprio perch il controllo esercitato dai raggi alle due estremit usufruisce della dimensione minima propria dell'oggetto. Posizionamento Fra l'emettitore ed il ricevitore necessario assicurare un corretto allineamento (fig. 4), la cui tolleranza massima (solitamente 2) dichiarata dal fabbricante della barriera insieme alla distanza minima a cui possono trovarsi eventuali superfici riflettenti, onde evitare che concorrano a determinare riflessioni parassite, in grado di impedire o ritardare il rilevamento dei corpo che intercetta la protezione immateriale.

Fig. 4 Allineamento emettitore ricevitore e precauzioni contro le riflessioni parassite.

Superficie riflettente

EMETTITORE RICEVITORE

D

L

2

2

2

2

Fig. 3 Parametri operativi di una barriera immateriale a raggi infrarossi modulati. d risoluzione. (La prova inerente la risoluzione della barriera si esegue spostando lentamente dallalto verso il basso e viceversa un oggetto cilindrico opaco una sorta di calibro campione di diametro pari alla risoluzione nominale della barriera). D diametro di una lente. P - interasse fra due lenti adiacenti.

L distanza di lavoro

zona sensibile

alte

zza

della

zon

a se

nsib

ile

alte

zza

dell

area

pro

tetta

oggetto opaco

risoluzione

D

d P oggetto opaco

proiettore ricevitore

4

La distanza minima D, espressa in millimetri, si ricava applicando la formula:

D = 0,035 L / 2 + 5 dove L la distanza di lavoro espressa in millimetri. Limiti delle barriere con riflettore Perch possano essere impiegate per scopo di sicurezza, le barriere con riflettore catadiottrico devono essere dotate di un dispositivo elettronico interno in grado di individuare l'eventuale riduzione della distanza di lavoro rispetto a quella predisposta in fase di taratura. In questo modo si evita che l'intercettazione dei raggi da parte di oggetti riflettenti possa non essere rilevata in quanto simulatrice della riflessione. All'atto in cui il dispositivo interno rileva la riduzione della distanza di lavoro pone l'apparecchiatura nella condizione di blocco. Composizione di pi barriere Nel caso fosse necessario comporre pi barriere, al fine di aumentare l'altezza dell'area protetta o per realizzare un'area ad angolo (fig. 5), occorre avere l'accortezza di: - disporre i raggi di sincronismo in posizioni il pi possibile distanti; - invertire fra loro l'emettitore ed il ricevitore; - montare gli apparecchi in modo tale che fra i punti periferici dei raggi esterni (di congiunzione dell'area protetta) vi sia una distanza pari alla risoluzione nominale della barriera.

Fig. 5 - Composizione di pi barriere immateriali.

risoluzione risoluzione

EMETTITORE 1

EMETTITORE 2

RICEVITORE 1

RICEVITORE 2

EMETTITORE 1 EMETTITORE 2

RICEVITORE 1

RICEVITORE 2

retto verticale sfalsato

5

L'ultima precauzione non necessaria o meno vincolante nel caso in cui l'omogeneit dell'area protetta non viene richiesta nel punto di congiunzione dei due piani immateriali. Impiego di specchi L'impiego di specchi deviatori (fig. 6) consente di estendere su pi assi la zona sensibile di una singola barriera. L'angolo di riflessione degli specchi di 90. La distanza di lavoro si ricava dalla sommatoria dei vari segmenti di barriera immateriale e dev'essere ridotta, rispetto a quella nominale, in base ai fattori di declassamento che dipendono dalla quantit degli specchi impiegati. Distanze di posizionamento Data per scontata la necessit che le parti pericolose in movimento presenti sulla macchina che si decide di proteggere con barriere immateriali si possano fermare rapidamente, il criterio progettuale da seguire nella scelta tipologica, nel dimensionamento e nel posizionamento delle apparecchiature di sicurezza legato essenzialmente alla velocit di approccio dei corpo umano o di sue parti (per esempio gli arti superiori) alla zona pericolosa.

Fig. 6 - Installazione di una barriera a raggi infrarossi formata da un corpo emettitore/ricevitore, un riflettore catadiottrico ed eventuali specchi deviatori che estendono gli assi della superficie sensibile.

Esperimenti di laboratorio hanno consentito di appurare, per ci che attiene la velocit di spostamento delle mani e delle braccia, i valori indicativi riportati nella tabella 2. La distanza minima fra i dispositivi sensibili di sicurezza e la fonte di pericolo dev'essere stabilita secondo le indicazioni fornite dalla Norma EN 999. La protezione valida nei confronti di parti meccaniche in movimento, passibili di produrre lesioni quali schiacciamenti, cesoiamenti, abrasioni, perforazioni ecc. e non pu essere applicata a situazioni in cui gli elementi di pericolo oggettivo possono proiettare o irradiare tale pericolo o una parte di esso verso le persone.

zona di pericolo zona di

pericolo

zona di pericolo

zona di pericolo

emettitore / ricevitore

specchio riflettore emettitore / ricevitore

riflettore

riflettore

specchio specchio

riflettore

specchio specchio

specchio

emettitore / ricevitore

emettitore / ricevitore

asse ottico asse ottico

asse ottico asse ottico

D1 D1

D2

D1 D3

D2

D1

D2

D3

D4

6

Tabella 2 - Valori indicativi delle velocit con cui le mani si avvicinano ad un oggetto lungo un percorso rettilineo, senza ostacoli

Distanza da superare Velocit di approccio Da fermo In movimento breve (200 300 mm) 2,4 2,8 m/s 4,4 m/s medio (500 600 mm) 2,1 2,5 m/s 4 m/s

Un altro fattore importante, di cui occorre tenere conto, il riferimento tipicamente industriale delle misure; non estendibili a situazioni civili di diversa natura, quali ad esempio quelle in cui il soggetto esposto al pericolo potrebbe essere un bambino. Una considerazione dei tutto simile andrebbe poi fatta, dall'utilizzatore dei sistema protettivo, nel momento in cui alla conduzione di una determinata macchina venisse preposta una persona le cui misure antropometriche (in particolare l'altezza e la lunghezza delle braccia) dovessero scostarsi di molto da quelle standard ipotizzate dalle norme (1). Parametri di cui tenere conto Per un'analisi della dinamica interattiva fra l'uomo e le parti pericolose della macchina, mediata dalla presenza dei dispositivo di protezione, necessario implicare nel calcolo matematico della sicurezza una serie di fattori legati al tempo, alla velocit ed alle dimensioni. Tempo di risposta del sistema Il sistema automatico di protezione caratterizzato da un tempo di risposta T (fig. 7) che, in secondi, vale:

T = t1 +t2

Fig. 7 identificazione dei ritardi che concorrono a formare il tempo di risposta di un sistema di sicurezza. dove: - t1 il tempo massimo che intercorre dall'attimo in cui vengono intercettati i raggi della barriera immateriale a quello in cui la barriera stessa emette in uscita il segnale di avvenuta rilevazione dell'oggetto estraneo. Segnatamente un tempo di pochi centesimi di secondo. - t2 il tempo massimo che intercorre dall'attimo in cui la macchina riceve il segnale di arresto a quello in cui effettivamente le parti pericolo se vengono messe in condizione di non ledere. Questo tempo pu variare di molto da macchina a macchina e dipende dall'entit dell'inerzia (dovuta principalmente alle masse in movimento), dalla presenza o meno di freni ecc. (1) Le misure antropometriche normali, ai fini infortunistici, sono tratte dalle norme EN 547-1/2/3.

T tempo di

risposta

t1

t2

azionamento del dispositivo di sicurezza

risposta del dispositivo di sicurezza

segnale di output dal dispositivo di sicurezza

inerzia della macchina

Macchina in sicurezza

7

Sensibilit del dispositivo di sicurezza La sensibilit dei dispositivo di sicurezza, che nel caso delle barriere a raggi infrarossi s'identifica con la risoluzione, incide sulla capacit propria dei dispositivo di rilevare (intercettare) parti anche piccole dei corpo umano (per esempio le dita della mano) che per prime possono attraversare l'area protetta. Dimensioni e posizione dell'area protetta Infine, concorrono a determinare i criteri di calcolo della distanza minima fra protezione e zona di pericolo le dimensioni dell'area controllata dalla barriera immateriale e quelle comprese fra il piano di calpestio su cui si trovano le persone da salvaguardare ed il punto pericoloso sulla macchina. Direzione di approccio delle persone alla zona controllata dalla barriera La Norma EN 999 considera 3 direzioni normalizzate di approccio alla barriera da parte delle persone: - perpendicolare; - parallela; - angolare. Quando l'area sensibile della barriera disposta verticalmente, l'approccio avviene di solito in modo perpendicolare. La perpendicolarit comunque pu verificarsi anche rispetto a barriere con area sensibile orizzontale oppure obliqua. In caso di disposizione orizzontale l'approccio spesso parallelo. Infine, con l'.area disposta obliquamente l'approccio si verifica in modo angolare. I criteri di calcolo delle distanze variano di volta in volta.

8

Fig. 8 Procedura di verifica circa lattuabilit della distanza minima di sicurezza secondo i calcoli prescritti dalle norme.

identificazione dei pericoli (EN 12100-1)

valutazione dei rischi (IUNI EN ISO 14121-1)

Esiste una Norma EN tipo C per il tipo di

macchina in esame?

scelta dei dispositivi di protezione e delle

distanze in base alle indicazioni della Norma

EN tipo C

scelta dei dispositivi di protezione in base alle indicazioni delle Norme

EN tipo A e B

NO

SI

la Norma EN tipo C presenta indicazioni di

calcolo per la distanza di sicurezza minima?

SI

NO

applicare i calcoli della

Norma EN tipo C

utilizzare il valore di distanza minima calcolato

calcolo della distanza minima in base alla

Norma EN 999

il valore calcolato pu essere applicato nel caso

specifico?

SI

NO si pu ridurre il tempo di risposta T o il fattore C?

NO

ridurre il tempo di risposta T o il fattore C

La distanza consente la presenza di una persona fra il dispositivo di protezione e la

fonte di pericolo?

NO SI

utilizzare il valore di distanza calcolato ed

applicare ulteriori accorgimenti o dispositivi

di sicurezza

utilizzare il valore di distanza calcolato

utilizzare tecniche di protezione alternative

9

Procedura di definizione Nella figura 8 schematizzata la procedura indicata dalla norma per la definizione della distanza minima di sicurezza. Le prime due fasi attengono l'identificazione dei pericoli presenti sulla macchina (da effettuarsi secondo gli indirizzi dati dalla Norma UNI EN ISO 12100-1) e la valutazione dei rischi (secondo la procedura contenuta nella Norma UNI EN ISO 1412-1). A questo punto occorre sapere se per il tipo di macchina su cui va installato il dispositivo di protezione esiste una norma EN di tipo C. In caso affermativo a questa norma che occorre riferirsi e alle indicazioni in essa contenute circa il calcolo della distanza minima di sicurezza "S, da porre fra gli elementi di pericolo e il dispositivo di protezione. Se non esiste alcuna norma di tipo C", ovvero se in essa non vengono date indicazioni specifiche sulla distanza minima di sicurezza, si procede scegliendo il dispositivo di protezione in base alle indicazioni di carattere generale ed alle specifiche dei dispositivi, contenute rispettivamente nelle Norme EN di tipo A' e di tipo B. Il calcolo della distanza minima di sicurezza "S terr conto dell'insieme dei parametri strutturali e funzionali. Lo schema di flusso tiene altres conto delle ipotesi in cui la distanza "S calcolata non potesse venire applicata in concreto, perch ad esempio eccessiva rispetto allo spazio di cui si dispone o rispetto al tipo di lavorazione. Nel qual caso occorrer procedere a tentativi di riduzione dei tempo di risposta o dei cosiddetto fattore C" che, come si vedr in seguito, tiene conto della sensibilit dei dispositivo di sicurezza. Nel caso non fosse attuabile alcuna riduzione, andrebbe ripreso in esame l'intero criterio di protezione integrata della macchina. Mentre, allorch si verificasse una possibilit di "ingabbiamento" delle persone fra gli elementi di pericolo e la barriera immateriale, andrebbero prese ulteriori precauzioni strutturali o andrebbero installati altri dispositivi di sicurezza. Procedura di calcolo per l'approccio perpendicolare Nel caso di approccio perpendicolare (fig. 9) la formula generale per il calcolo della distanza minima di sicurezza S, espressa in millimetri, la seguente:

S = (K x T) + C

Fig. 9 Direzioni di approccio D perpendicolari alla zona controllata dalla barriera dalla barriera immateriale (a). 1 con barriera verticale; 2 con barriera obliqua;

3 con barriera orizzontale; P zona pericolosa;

S distanza di sicurezza fra la barriera e la zona pericolosa.

S

S

S

D

D

D

P P

P

1 2

3

10

- K esprime (in mm/s) la velocit di avvicinamento dei corpo umano alla zona di pericolo. Essa varia in base alla risoluzione V" della barriera immateriale, secondo i seguenti criteri:

d 40 mm K = 2000 mm/s

40 mm < d 70mm K = 1600 mm/s Il movimento della mano, alla quale sensibile la barriera con sensibilit pi elevata ( 40 mm), infatti pi rapido di quello che richiede l'estensione dei braccio. - T il tempo di risposta del sistema, espresso in secondi. - C una distanza addizionale che tiene conto di possibili intrusioni rapide nella zona pericolosa, precedenti allintervento del sistema di sicurezza. Il suo valore dipende sempre dalla risoluzione d della barriera, secondo i seguenti criteri:

d 40 mm C = 8 (d - 14) mm

40 mm < d 70mm C= 850 mm Il calcolo tiene insomma principalmente conto della risoluzione caratteristica della barriera. Barriere con risoluzione 40 mm Per le barriere immateriali con risoluzione inferiore o uguale a 40 mm la distanza minima si ricava applicando la formula:

S = (2000mm/s x T)+ 8 (d - 14mm) S non pu in ogni caso risultare inferiore a 100 mm, tenuto conto dei fatto che le dita della mano potrebbero attraversare l'area sensibile della barriera senza causarne l'attivazione. Allorch S dovesse risultare superiore a 500 mm, la norma ne consente una riduzione, fino comunque ad un valore minimo di 500 mm, applicando la formula:

S = (1600 mm/s x T) + 8 (d - 14 mm) In ogni caso 8 (d - 14) non deve dare come risultato un valore inferiore a zero. Per applicazioni non industriali, laddove ad esempio potrebbero essere presenti bambini, il valore calcolato di S va sempre incrementato almeno di 75 mm. Ci significa una distanza minima di 175 mm. Mentre, la seconda formula - quella ridotta - non pu in questo caso venire utilizzata. Barriere con risoluzione superiore a 40 mm, fino a 70 mm Per le barriere immateriali con risoluzione superiore a 40 mm, fino ad un massimo di 70 mm, la distanza minima di sicurezza si ricava applicando la formula:

S = (1600 mm/s x T) + 850 mm Il livello di risoluzione non consente di rilevare con sicurezza l'attraversamento dell'area sensibile da parte delle mani. Il posizionamento della barriera dev'essere tale che il raggio pi basso non disti pi di 300 mm dal piano di calpestio; mentre quello pi alto non deve trovarsi a meno di 900 mm dallo stesso piano (fig. 10). Per applicazioni non industriali, dove pu verificarsi anche la presenza di bambini, l'altezza minima dei raggio pi basso della barriera dev'essere portata a 200 mm.

Fig. 10 Criteri di posizionamento, rispetto al piano di calpestio, di una barriera immateriale a raggi infrarossi con risoluzione superiore a 40 mm, fino a un massimo di 70mm.

zona sensibile 900 mm

300 mm 40 < d 70 mm

11

Barriere impiegate per l'avviamento della macchina Nel caso in cui la barriera trovi impiego per l'avviamento della macchina (3) - nel senso che, nel momento in cui la parte dei corpo che intercetta la zona sensibile l'abbandona, la barriera stessa a comandare in automatico l'avviamento della macchina - il valore massimo consentito per la risoluzione 30 mm. La formula da applicare per la distanza minima di sicurezza la stessa gi vista per le barriere con risoluzione massima 40 mm. Ma il valore minimo consentito per la distanza S non pu essere inferiore a 150 mm. Quando invece prevedibile che sulla macchina venga svolto un ciclo di lavoro molto breve, formato da operazioni rapide e ripetitive (ad esempio da parte di una persona seduta di fronte alla macchina) con pezzi piccoli e leggeri, facili da impugnare e manipolabili con una sola mano, la formula da applicare la seguente:

S = (2500 mm/s x T) + 8 (d - 14 mm) con un valore minimo di S comunque superiore a 150 mm ed una risoluzione d della barriera inferiore a 30 mm. Lo scopo quello di attuare un comando tramite l'interferenza delle dita con la zona infrarossa sensibile della barriera e mantenere una distanza minima di sicurezza in relazione alla rapidit con cui viene solitamente svolto questo genere di lavoro. Barriere a raggi singoli composti La composizione di pi barriere a singolo raggio trova impiego per creare zone protette contro la penetrazione dell'intero corpo, piuttosto che di alcune sue parti. La distanza minima a cui dev'essere posizionata una barriera di questo tipo si ricava dalla formula:

S= (1600 mm/s x T) + 850 mm La posizione dei raggi rispetto al pavimento dev'essere quella indicata nella figura 11. Nella valutazione dei rischi, l'impiego di una barriera a raggi singoli composti dev'essere subordinato alla verifica che la protezione non possa venire aggirata tramite un passaggio carponi, al di sotto dei raggio pi basso; oppure con il protrarsi dei corpo al di sopra dei raggio pi alto o fra i raggi; oppure, infine, attraverso il passaggio dell'intero corpo della persona fra due raggi.

Fig. 11 - Posizionamento delle barriere a raggi singoli composti. (3) Una soluzione di questo tipo pu essere adottata solo allorch sussiste.la certezza che non possa portare a situazioni di pericolo. Alcune norme di tipo C per le macchine pi pericolose vietano questa soluzione.

200

400

600

800

1000

1200

1400

h (mm) 2 raggi 3 raggi 4 raggi

12

Barriere a singolo raggio La barriera a singolo raggio in grado di intercettare solo il corpo eretto di una persona. La sua dislocazione pu essere solo orizzontale, ad un'altezza di circa 750 mm. La distanza minima S si calcola applicando la formula:

S = (1600 mm/s x T) + 1200 mm Procedura di calcolo per l'approccio parallelo Quando la disposizione della barriera tale per cui l'area protetta parallela al piano di calpestio (fig. 12) e l'approccio da parte delle persone avviene perci anch'esso lungo un asse parallelo alla zona controllata, la formula da applicare per il calcolo della distanza minima di sicurezza S, espressa in millimetri, la seguente:

S = (1600 mm/s x T) + (1200 mm - 0,4H) dove H l'altezza (espressa in mm) a cui si trova l'area protetta rispetto al piano di calpestio. Tale altezza non dev'essere comunque superiore a 1000 mm; mentre l'insieme dei fattore "C, vale a dire: 1200 - 0,4 H non dev'essere comunque inferiore a 850 mm.

Fig. 12 Direzione di approccio D parallela alla zona controllata dalla barriera immateriale (a). P zona pericolosa.

S distanza di sicurezza. H distanza dal piano di calpestio dellarea controllata.

Il significato di questi limiti sta nel fatto che un'area protetta orizzontale che si dovesse trovare a pi di un metro dal piano di calpestio potrebbe essere agevolmente superata dal di sotto. E, in realt, gi un'altezza di posizionamento H superiore a 300 mm si espone ad un superamento dal di sotto (4). Il rischio residuo che ne deriva va risolto con ulteriori accorgimenti, non ultimo quello di provvedere ad un certo incremento della distanza S. Una volta nota la risoluzione "d' della barriera, l'altezza a cui pu essere installata l'area protetta si calcola applicando la formula:

H 15 (d - 40 mm) dove d appunto la sensibilit, espressa in millimetri, dei dispositivo di protezione. Perci, nel caso che ad essere obbligata, per ragioni costruttive o funzionali, fosse l'altezza "H', la sensibilit della barriera potrebbe essere calcolata con la formula:

d 5 H / 15 + 40 mm

(4) In ambienti con presenza di bambini questo rischio prende forma gi a partire da un'altezza H superiore a 200 mm.

S

H ( 1000 mm)

D

P

a

13

Procedura di calcolo per l'approccio angolare Quando il posizionamento della barriera tale per cui l'area protetta non si discosta di 50 rispetto al piano verticale o a quello orizzontale, il calcolo della distanza minima di sicurezza "S si esegue applicando rispettivamente le formule dell'approccio perpendicolare o di quello parallelo.

Fig. 13 Direzioni di approccio D angolare alla zona controllata dalla barriera immateriale (B). angolo fra la barriera e la direzione di approccio (> 5);

P zona pericolosa; S distanza di sicurezza;

H altezza dal piano di calpestio del raggio pi basso della barriera. Nel caso l'angolazione fosse superiore a 5 (fig. 13) si verrebbe a determinare una discriminazione fra i due differenti casi. Fino a 30 di angolazione si applicano i criteri dell'approccio parallelo (fig. 13a); mentre al di sopra di 30 si applicano quelli relativi all'approccio perpendicolare (fig. 13b). In caso di approccio parallelo, l'altezza minima dei raggio pi basso della barriera va calcolata con la formula:

H = 15 (d - 40 mm) La distanza minima di sicurezza "S va riferita al raggio pi distante dalla zona pericolosa. Questo raggio pu trovarsi fino ad un'altezza di 1000 mm rispetto al piano di calpestio.

30 (parallelo)

> 30 (perpendicolare)

S P

B

S

P

B

H

D

D

a b

14

Composizione di pi barriere Quando dai calcoli emerge la necessit di distanziare troppo una barriera rispetto alla zona pericolosa, pu essere necessario ricorrere ad accorgimenti che scongiurino un 1ntrappolamento" delle persone nell'ambito della distanza di sicurezza "S (fig. 14). La soluzione potrebbe essere individuata nell'installazione di ingombri fisici che impediscano lo stazionamento in detta zona.

Fig. 14 Soluzioni per impedire lintrappolamento delle persone (a) fra la barriera e la zona pericolosa. b installazione di un ingombro fisico di distanziamento;

c installazione di una seconda barriera immateriale. Oppure, un'altra soluzione, potrebbe consistere nell'installazione di una seconda barriera immateriale che rilevi l'eventuale presenza di soggetti presenti nella zona "S'.

S

a b

c

15

Esempi di calcolo Protezione di una pressa verticale Si tratta di proteggere, mediante una barriera a raggi infrarossi, la zona pericolosa (vale a dire il punto di schiacciamento del battente) di una pressa verticale. I dati a disposizione sono i seguenti: - tempo di arresto della macchina (12): 80 ms; - tempo di risposta della barriera immateriale (ti): 20 ms. Il tempo T risulta pertanto pari a 100 ms.

Fig. 15 Barriera immateriale ad approccio perpendicolare, posta a protezione di una pressa verticale. La barriera va installata verticalmente (fig. 15), con direzione d'approccio perpendicolare. Una prima verifica pu essere fatta nell'ipotesi venisse impiegata una barriera con risoluzione 50 mm. La distanza di sicurezza S andrebbe in tal caso calcolata applicando la formula:

S = [1 600 - (t1 + t2)] + 850 = 1010 mm Trattandosi di una distanza eccessiva, che fra l'altro innescherebbe anche problemi di intrappolamento delle persone fra l'area protetta e la zona pericolosa, necessario formulare una seconda ipotesi, con barriera di risoluzione 35 mm (vale a dire inferiore alla soglia discriminante dei 40 mm). La formula da applicare diviene:

S= [2000 - t1 + t2)] + 8 (d - 14) = 368 mm La distanza di sicurezza in questo caso congrua ed applicabile senza ulteriori problemi. Protezione di una piegatrice In riferimento alla figura 12, si tratta di calcolare la distanza di sicurezza "S per un'applicazione di barriera immateriale ad approccio parallelo, per proteggere la zona pericolosa di una piegatrice. I dati a disposizione sono i seguenti: - tempo di arresto della macchina (t2): 100 ms - tempo di risposta della barriera immateriale (ti): 20 ms Tempo T quindi uguale a 120 ms. La barriera va installata orizzontale. La risoluzione pu anche essere elevata; ad esempio 65 mm.

S

16

La formula da applicare :

S = (1600 x T) + (1200 0,4 H) Scegliendo per H un valore di 500 mm che rende difficoltoso un superamento dal di sotto della protezione, il fattore C della formula risulta:

1200 (0,4 x 500) = 1000 mm Di conseguenza:

S = (1600 x 0,12) + 1000 = 1192 mm La distanza S appare congrua, anche in relazione alla lunghezza media di un braccio umano (800 mm circa).