L'OSHA istruisce il personale addetto alla manutenzione a bloccare, etichettare e controllare l'energia pericolosa. Alcuni non sanno come eseguire questa operazione, perché ogni macchina è diversa. Getty Images
Per chi utilizza qualsiasi tipo di attrezzatura industriale, il lockout/tagout (LOTO) non è una novità. A meno che l'alimentazione non venga interrotta, nessuno osa eseguire alcuna forma di manutenzione ordinaria o tentare di riparare la macchina o l'impianto. Si tratta semplicemente di un requisito di buon senso e dell'Amministrazione per la Sicurezza e la Salute sul Lavoro (OSHA).
Prima di eseguire interventi di manutenzione o riparazione, è semplice scollegare la macchina dalla fonte di alimentazione, in genere spegnendo l'interruttore automatico, e chiudere a chiave lo sportello del quadro elettrico. Anche l'aggiunta di un'etichetta che identifichi per nome i tecnici addetti alla manutenzione è un'operazione semplice.
Se non è possibile bloccare l'alimentazione, è possibile utilizzare solo l'etichetta. In entrambi i casi, con o senza blocco, l'etichetta indica che la manutenzione è in corso e il dispositivo non è alimentato.
Tuttavia, questa non è la fine della lotteria. L'obiettivo generale non è semplicemente scollegare la fonte di energia. L'obiettivo è consumare o rilasciare tutta l'energia pericolosa – per usare le parole dell'OSHA, controllare l'energia pericolosa.
Una sega comune presenta due pericoli temporanei. Dopo aver spento la sega, la lama continua a girare per alcuni secondi e si ferma solo quando la quantità di moto immagazzinata nel motore si esaurisce. La lama rimane calda per alcuni minuti, finché il calore non si dissipa.
Proprio come le seghe immagazzinano energia meccanica e termica, il lavoro delle macchine industriali in funzione (elettriche, idrauliche e pneumatiche) può solitamente immagazzinare energia per un lungo periodo. A seconda della capacità di tenuta del sistema idraulico o pneumatico, o della capacità del circuito, l'energia può essere immagazzinata per un tempo sorprendentemente lungo.
Diversi macchinari industriali consumano molta energia. Il tipico acciaio AISI 1010 può sopportare forze di flessione fino a 45.000 PSI, quindi macchine come presse piegatrici, punzonatrici, punzonatrici e piegatubi devono trasmettere forze in tonnellate. Se il circuito che alimenta il sistema di pompaggio idraulico è chiuso e scollegato, la parte idraulica del sistema potrebbe comunque essere in grado di fornire 45.000 PSI. Nelle macchine che utilizzano stampi o lame, questo è sufficiente a schiacciare o recidere gli arti.
Un'autocarrata con cestello chiuso e la benna sollevata è pericolosa quanto un'autocarrata con cestello aperto. Basta aprire la valvola sbagliata e la gravità prende il sopravvento. Allo stesso modo, il sistema pneumatico può trattenere molta energia quando è spento. Una piegatubi di medie dimensioni può assorbire fino a 150 ampere di corrente. Bastano 0,040 ampere per fermare il battito cardiaco.
Rilasciare o consumare energia in modo sicuro è un passaggio fondamentale dopo aver spento l'alimentazione e aver eseguito il LOTO. Il rilascio o il consumo sicuro di energia pericolosa richiede la comprensione dei principi del sistema e dei dettagli della macchina che necessita di manutenzione o riparazione.
Esistono due tipi di sistemi idraulici: a circuito aperto e a circuito chiuso. In un ambiente industriale, i tipi di pompe più comuni sono ingranaggi, palette e pistoni. Il cilindro dell'utensile in funzione può essere a semplice o doppio effetto. I sistemi idraulici possono essere dotati di tre tipi di valvole: a controllo direzionale, a controllo di portata e a controllo di pressione; ognuno di questi tipi ne prevede diverse tipologie. Ci sono molti aspetti a cui prestare attenzione, quindi è fondamentale comprendere a fondo ogni tipo di componente per eliminare i rischi legati all'energia.
Jay Robinson, proprietario e presidente di RbSA Industrial, ha dichiarato: "L'attuatore idraulico può essere azionato da una valvola di intercettazione a passaggio pieno". "L'elettrovalvola apre la valvola. Quando il sistema è in funzione, il fluido idraulico fluisce verso l'apparecchiatura ad alta pressione e verso il serbatoio a bassa pressione", ha spiegato. "Se il sistema produce 2.000 PSI e l'alimentazione viene interrotta, l'elettrovalvola si porta in posizione centrale e blocca tutte le porte. L'olio non può fluire e la macchina si ferma, ma il sistema può avere fino a 1.000 PSI su ciascun lato della valvola".
In alcuni casi, i tecnici che tentano di eseguire interventi di manutenzione o riparazione di routine corrono un rischio diretto.
"Alcune aziende hanno procedure scritte molto comuni", ha detto Robinson. "Molte di loro affermano che il tecnico deve scollegare l'alimentazione, bloccarla, contrassegnarla e quindi premere il pulsante START per avviare la macchina". In questo stato, la macchina potrebbe non fare nulla: non carica il pezzo, non piega, non taglia, non forma, non scarica o altro, perché non può. La valvola idraulica è azionata da un'elettrovalvola, che richiede elettricità. Premendo il pulsante START o utilizzando il pannello di controllo per attivare qualsiasi aspetto del sistema idraulico, l'elettrovalvola non alimentata non verrà attivata.
In secondo luogo, se il tecnico si rende conto di dover azionare manualmente la valvola per rilasciare la pressione idraulica, potrebbe rilasciare la pressione su un lato del sistema e pensare di aver scaricato tutta l'energia. In realtà, altre parti del sistema possono ancora sopportare pressioni fino a 1.000 PSI. Se questa pressione si manifesta sul lato utensile del sistema, i tecnici saranno sorpresi se continueranno a svolgere attività di manutenzione e potrebbero persino ferirsi.
L'olio idraulico non si comprime molto, solo circa lo 0,5% per 1.000 PSI, ma in questo caso non ha importanza.
"Se il tecnico rilascia energia sul lato attuatore, il sistema potrebbe muovere l'utensile per tutta la corsa", ha affermato Robinson. "A seconda del sistema, la corsa può essere di 1/16 di pollice o 16 piedi."
"Il sistema idraulico è un moltiplicatore di forza, quindi un sistema che produce 1.000 PSI può sollevare carichi più pesanti, come 3.000 libbre", ha affermato Robinson. In questo caso, il pericolo non è un avvio accidentale. Il rischio è quello di rilasciare la pressione e abbassare accidentalmente il carico. Trovare un modo per ridurre il carico prima di intervenire sul sistema può sembrare di buon senso, ma i registri dei decessi OSHA indicano che il buon senso non sempre prevale in queste situazioni. Nell'incidente OSHA 142877.015, "Un dipendente sta sostituendo... fa scivolare il tubo idraulico che perdeva sul sistema di sterzo, scollega la linea idraulica e rilascia la pressione. Il braccio si è abbassato rapidamente e ha colpito il dipendente, schiacciandogli la testa, il busto e le braccia. Il dipendente è morto".
Oltre a serbatoi, pompe, valvole e attuatori dell'olio, alcuni utensili idraulici dispongono anche di un accumulatore. Come suggerisce il nome, accumula l'olio idraulico. Il suo compito è regolare la pressione o il volume del sistema.
"L'accumulatore è costituito da due componenti principali: l'airbag all'interno del serbatoio", ha spiegato Robinson. "L'airbag è riempito di azoto. Durante il normale funzionamento, l'olio idraulico entra ed esce dal serbatoio man mano che la pressione del sistema aumenta e diminuisce". L'ingresso o l'uscita del fluido dal serbatoio, o il suo trasferimento, dipende dalla differenza di pressione tra il sistema e l'airbag.
"I due tipi sono gli accumulatori a impatto e gli accumulatori di volume", ha affermato Jack Weeks, fondatore di Fluid Power Learning. "L'accumulatore a impatto assorbe i picchi di pressione, mentre l'accumulatore di volume impedisce che la pressione del sistema scenda quando la richiesta improvvisa supera la capacità della pompa."
Per poter lavorare su un simile sistema senza ferirsi, il tecnico addetto alla manutenzione deve sapere che il sistema è dotato di un accumulatore e come rilasciarne la pressione.
Per gli ammortizzatori, i tecnici addetti alla manutenzione devono prestare particolare attenzione. Poiché l'airbag si gonfia a una pressione superiore a quella del sistema, un guasto alla valvola può causare un aumento della pressione nel sistema. Inoltre, di solito non sono dotati di valvola di scarico.
"Non esiste una soluzione valida a questo problema, perché il 99% dei sistemi non prevede un modo per verificare l'intasamento delle valvole", ha affermato Weeks. Tuttavia, programmi di manutenzione proattiva possono fornire misure preventive. "È possibile aggiungere una valvola post-vendita per scaricare parte del fluido ovunque si generi pressione", ha affermato.
Un tecnico dell'assistenza che nota un accumulatore di aria basso negli airbag potrebbe voler aggiungere aria, ma è vietato. Il problema è che questi airbag sono dotati di valvole di tipo americano, le stesse utilizzate sugli pneumatici delle auto.
"Di solito l'accumulatore ha un adesivo che avvisa di non aggiungere aria, ma dopo diversi anni di funzionamento, l'adesivo solitamente scompare da tempo", ha affermato Wicks.
Un altro problema è l'uso delle valvole di bilanciamento, ha affermato Weeks. Nella maggior parte delle valvole, la rotazione in senso orario aumenta la pressione; nelle valvole di bilanciamento, la situazione è opposta.
Infine, i dispositivi mobili devono essere particolarmente attenti. A causa di vincoli di spazio e ostacoli, i progettisti devono essere creativi nel progettare il sistema e nel posizionare i componenti. Alcuni componenti potrebbero essere nascosti alla vista e inaccessibili, il che rende la manutenzione e le riparazioni di routine più complesse rispetto alle apparecchiature fisse.
I sistemi pneumatici presentano quasi tutti i potenziali rischi dei sistemi idraulici. Una differenza fondamentale è che un sistema idraulico può causare una perdita, generando un getto di fluido con una pressione per pollice quadrato sufficiente a penetrare indumenti e pelle. In un ambiente industriale, per "indumenti" si intendono anche le suole degli stivali da lavoro. Le lesioni da penetrazione di olio idraulico richiedono cure mediche e solitamente richiedono il ricovero ospedaliero.
Anche i sistemi pneumatici sono intrinsecamente pericolosi. Molti pensano: "Beh, è solo aria" e li maneggiano con noncuranza.
"Le persone sentono le pompe del sistema pneumatico in funzione, ma non considerano tutta l'energia che la pompa immette nel sistema", ha detto Weeks. "Tutta l'energia deve fluire da qualche parte, e un sistema oleodinamico è un moltiplicatore di forza. A 50 PSI, un cilindro con una superficie di 10 pollici quadrati può generare una forza sufficiente a spostare un carico di 500 libbre." Come tutti sappiamo, i lavoratori usano questo sistema per soffiare via i detriti dagli abiti.
"In molte aziende, questo è motivo di licenziamento immediato", ha affermato Weeks. Ha aggiunto che il getto d'aria espulso dal sistema pneumatico può lacerare la pelle e altri tessuti fino alle ossa.
"Se c'è una perdita nel sistema pneumatico, che sia a livello del giunto o attraverso un piccolo foro nel tubo, di solito nessuno se ne accorge", ha affermato. "La macchina è molto rumorosa, gli operai indossano protezioni acustiche e nessuno sente la perdita". Anche solo sollevare il tubo è rischioso. Indipendentemente dal fatto che il sistema sia in funzione o meno, è obbligatorio indossare guanti di pelle per maneggiare i tubi pneumatici.
Un altro problema è che, poiché l'aria è altamente comprimibile, se si apre la valvola di un sistema attivo, il sistema pneumatico chiuso può immagazzinare energia sufficiente per funzionare per un lungo periodo di tempo e avviare ripetutamente l'utensile.
Sebbene la corrente elettrica – il movimento degli elettroni in un conduttore – sembri un mondo diverso dalla fisica, non lo è. Si applica la prima legge del moto di Newton: "Un oggetto fermo rimane fermo, e un oggetto in movimento continua a muoversi alla stessa velocità e nella stessa direzione, a meno che non sia soggetto a una forza sbilanciata".
Per quanto riguarda il primo punto, ogni circuito, per quanto semplice, opporrà resistenza al flusso di corrente. La resistenza ostacola il flusso di corrente, quindi quando il circuito è chiuso (statico), la resistenza lo mantiene in uno stato statico. Quando il circuito è acceso, la corrente non scorre istantaneamente; ci vuole almeno un breve intervallo di tempo prima che la tensione superi la resistenza e la corrente inizi a fluire.
Per lo stesso motivo, ogni circuito ha una certa misura di capacità, simile alla quantità di moto di un oggetto in movimento. La chiusura dell'interruttore non interrompe immediatamente la corrente; la corrente continua a scorrere, almeno per un breve periodo.
Alcuni circuiti utilizzano condensatori per immagazzinare elettricità; questa funzione è simile a quella di un accumulatore idraulico. In base al valore nominale del condensatore, questo può immagazzinare energia elettrica per un lungo periodo, anche se pericolosa. Per i circuiti utilizzati in macchinari industriali, un tempo di scarica di 20 minuti non è impossibile, e alcuni potrebbero richiedere tempi più lunghi.
Per il piegatubi, Robinson stima che una durata di 15 minuti possa essere sufficiente a dissipare l'energia immagazzinata nel sistema. Quindi, eseguire un semplice controllo con un voltmetro.
"Ci sono due vantaggi nel collegare un voltmetro", ha detto Robinson. "Innanzitutto, permette al tecnico di sapere se il sistema ha ancora energia. In secondo luogo, crea un percorso di scarica. La corrente scorre da una parte del circuito attraverso il voltmetro all'altra, esaurendo l'energia ancora immagazzinata."
Nel migliore dei casi, i tecnici sono altamente qualificati, esperti e hanno accesso a tutta la documentazione della macchina. Sono dotati di un lucchetto, di un'etichetta e hanno una conoscenza approfondita del compito da svolgere. Idealmente, collaborano con gli osservatori della sicurezza per fornire un ulteriore paio di occhi per osservare i pericoli e fornire assistenza medica quando i problemi persistono.
Lo scenario peggiore è che i tecnici non abbiano formazione ed esperienza, lavorino presso un'azienda di manutenzione esterna, non abbiano quindi familiarità con attrezzature specifiche, chiudano a chiave l'ufficio nei fine settimana o nei turni di notte e i manuali delle attrezzature non siano più accessibili. Questa è una situazione di tempesta perfetta e ogni azienda con attrezzature industriali dovrebbe fare tutto il possibile per evitarla.
Le aziende che sviluppano, producono e vendono attrezzature di sicurezza solitamente hanno una profonda competenza in materia di sicurezza specifica del settore, pertanto le verifiche di sicurezza dei fornitori di attrezzature possono contribuire a rendere il luogo di lavoro più sicuro per le attività di manutenzione e riparazione di routine.
Eric Lundin è entrato a far parte della redazione del Tube & Pipe Journal nel 2000 come redattore associato. Le sue principali responsabilità includono la redazione di articoli tecnici sulla produzione e la fabbricazione di tubi, nonché la stesura di casi di studio e profili aziendali. Promosso a redattore nel 2007.
Prima di unirsi alla rivista, ha prestato servizio nell'aeronautica militare statunitense per 5 anni (1985-1990) e ha lavorato per 6 anni per un produttore di tubi, curve per tubi e condotti, prima come rappresentante del servizio clienti e poi come redattore tecnico (1994-2000).
Ha studiato alla Northern Illinois University di DeKalb, Illinois, e ha conseguito la laurea in economia nel 1994.
Nel 1990, Tube & Pipe Journal è stata la prima rivista dedicata al settore dei tubi metallici. Ancora oggi è l'unica pubblicazione dedicata al settore in Nord America ed è diventata la fonte di informazioni più affidabile per i professionisti del settore.
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Data di pubblicazione: 30 agosto 2021