Attività sperimentale sugli assorbitori di energia

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1 Made Expo Fiera Milano Rho Saletta Stand Inail - 10 marzo 2016 Workshop: I lavori su coperture e l attività dell INAIL Stato dell arte, esigenze e possibili soluzioni Ing. Francesca Maria Fabiani Attività sperimentale sugli assorbitori di energia Dipartimento Innovazioni Tecnologiche e Sicurezza degli Impianti Prodotti e insediamenti Antropici

2 cosa illustreremo Risultati di una ricerca che ha riguardato la valutazione delle prestazioni dell assorbitore di energia, componente fondamentale di un sistema di arresto caduta Dipartimento Innovazioni Tecnologiche e Sicurezza degli Impianti Prodotti e insediamenti Antropici 3

3 INTRODUZIONE Lavori in quota Nei lavori in quota il rischio di caduta dall alto può essere eliminato e/o ridotto attraverso l impiego di idonei DPI (dispostivi di protezione individuale) quando non è possibile l uso dei dispositivi di protezione collettiva. Fra i DPI anticaduta, i sistemi di arresto caduta devono permettere di arrestare l eventuale caduta del lavoratore, prevenendo, il più possibile, eventuali lesioni Dipartimento Innovazioni Tecnologiche e Sicurezza degli Impianti Prodotti e insediamenti Antropici 4

4 INTRODUZIONE Sistema di arresto caduta Costituito da una imbragatura e da un sistema di collegamento al punto di ancoraggio + Imbragatura Sistema di collegamento Dipartimento Innovazioni Tecnologiche e Sicurezza degli Impianti Prodotti e insediamenti Antropici 5

5 INTRODUZIONE Sistema di arresto caduta La caduta del lavoratore che indossi un sistema di arresto caduta collegato ad un sistema di ancoraggio puntuale può essere suddivisa in fasi principali Inizio Caduta libera Caduta frenata Quiete Caduta libera: il lavoratore cade liberamente perché il sistema di collegamento non è ancora teso hcl h Caduta frenata: il sistema di collegamento, vincolato al sistema di ancoraggio, prende il carico, si tende e frena il lavoratore hcf Quiete dopo la caduta Dipartimento Innovazioni Tecnologiche e Sicurezza degli Impianti Prodotti e insediamenti Antropici 6

6 INTRODUZIONE Sistema di arresto caduta Durante la caduta frenata il lavoratore viene sottoposto ad una brusca azione frenante che lo decelera repentinamente. L azione frenante ff deve essere: contrastata efficacemente dal sistema di ancoraggio e da tutti i componenti del sistema di arresto caduta limitata perché una forte decelerazione in tempi rapidi produce seri danni al corpo distribuita su una area estesa del corpo ff ancoraggio ff Dipartimento Innovazioni Tecnologiche e Sicurezza degli Impianti Prodotti e insediamenti Antropici 7

7 INTRODUZIONE Sistema di arresto caduta Sistema di collegamento Assorbitore di energia Durante la caduta frenata il lavoratore viene sottoposto ad una brusca azione frenante che lo decelera repentinamente. L azione frenante ff deve essere: contrastata efficacemente dal sistema di ancoraggio e da tutti i componenti del sistema di arresto caduta limitata perché una forte decelerazione in tempi rapidi produce seri danni al corpo distribuita su una area estesa del corpo Limita la forza frenante e l accelerazione durante l arresto della caduta. Dissipa l energia cinetica che si sviluppa durante la caduta Dipartimento Innovazioni Tecnologiche e Sicurezza degli Impianti Prodotti e insediamenti Antropici 8

8 INTRODUZIONE Sistema di arresto caduta Imbragatura Durante la caduta frenata il lavoratore viene sottoposto ad una brusca azione frenante che lo decelera repentinamente. L azione frenante ff deve essere: contrastata efficacemente dal sistema di ancoraggio e da tutti i componenti del sistema di arresto caduta limitata perché una forte decelerazione in tempi rapidi produce seri danni al corpo distribuita su una area estesa del corpo Distribuisce il carico sul corpo Dipartimento Innovazioni Tecnologiche e Sicurezza degli Impianti Prodotti e insediamenti Antropici 9

9 INTRODUZIONE Riferimenti La norma UNI EN 355:2003 Dispositivi di protezione individuale contro le cadute dall alto Assorbitori di energia Stabilisce le caratteristiche prestazionali dell assorbitore di energia sulla base di test dinamici. Utilizzando una massa di prova m =100 kg in una caduta libera h cl =4m, deve essere limitata la forza frenante F f (< 6 kn) e la distanza di arresto h(< 2L t + 1,75 m) Per L t si intende la lunghezza del cordino più l assorbitore. Nella norma non è previsto che la massa di prova, che simula quella di un lavoratore, possa essere diversa dai 100 kg. In realtà, il peso dei lavoratori che operano in quota può essere maggiore o minore di 100 kg. Dipartimento Innovazioni Tecnologiche e Sicurezza degli Impianti Prodotti e insediamenti Antropici 10

10 INTRODUZIONE Obiettivi Il presente studio si propone di valutare il comportamento dell assorbitore di energia UNI EN 355 durante la caduta frenata al variare della massa di prova. Nei tests di arresto caduta, impiegando masse di prova differenti, e fissata una caduta libera h cl = 4m, è stata valutata la variazione delle seguenti grandezze : F max la forza frenante, a mis,max lamassimadecelerazionedellamassadurantelacadutafrenata; h la distanzad arresto Inoltre è stata valutata la variazione delle stesse grandezze anche in funzione della caduta libera (differenticadutelibereh cl 4m). Dipartimento Innovazioni Tecnologiche e Sicurezza degli Impianti Prodotti e insediamenti Antropici 11

11 Test eseguiti Sistema di arresto caduta * Caduta libera h cl massa m F Per ogni sistema di arresto caduta utilizzato (F o I), le 60 kg prove sono state eseguite per tutte le cadute libere 80 kg (h cl = 4, 3, 2, 1 m) e per tutte le masse (m= 60, 80, 100, 120 kg). Ogni prova è stata ripetuta 5 volte. F I 4 m 3 m 2 m 1 m 100 kg I 120 kg (*) con assorbitore di energia UNI EN 355 Dipartimento Innovazioni Tecnologiche e Sicurezza degli Impianti Prodotti e insediamenti Antropici 12

12 Test eseguiti Sistema di arresto caduta * Caduta libera h cl massa m Prove eseguite Per ogni sistema di arresto caduta utilizzato (F o I), le prove sono state eseguite per tutte le cadute libere (h cl = 4, 3, 2, 1 m) e per tutte le masse (m= 60, 80, 100, 120 kg). Ogni prova è stata ripetuta 5 volte. (*) con assorbitore di energia UNI EN 355 F 4 m 60 kg 80 kg 100 kg 120 kg Scelto un unsistema, e una caduta libera, sono state eseguite 5 prove per ogni massa Dipartimento Innovazioni Tecnologiche e Sicurezza degli Impianti Prodotti e insediamenti Antropici 13

13 Test eseguiti Sistema di arresto caduta * Caduta libera h cl massa m Prove eseguite Per ogni sistema di arresto caduta utilizzato (F o I), le prove sono state eseguite per tutte le cadute libere (h cl = 4, 3, 2, 1 m) e per tutte le masse (m= 60, 80, 100, 120 kg). Ogni prova è stata ripetuta 5 volte. (*) con assorbitore di energia UNI EN 355 F 4 m ( 3 m ) ( 2 m ) ( 1 m ) 60 kg 80 kg 100 kg 120 kg Scelto un sistema, e una caduta libera, sono state eseguite 5 prove per ogni massa Per ogni sistema, sono stati eseguiti 80 test Dipartimento Innovazioni Tecnologiche e Sicurezza degli Impianti Prodotti e insediamenti Antropici 14

14 Test eseguiti Sistema di arresto caduta * Caduta libera h cl massa m Prove eseguite Per ogni sistema di arresto caduta utilizzato (F o I), le prove sono state eseguite per tutte le cadute libere (h cl = 4, 3, 2, 1 m) e per tutte le masse (m= 60, 80, 100, 120 kg). Ogni prova è stata ripetuta 5 volte. (*) con assorbitore di energia UNI EN 355 F I 4 m ( 3 m ) ( 2 m ) ( 1 m ) 60 kg 80 kg 100 kg 120 kg Scelto un sistema, e una caduta libera, sono state eseguite 5 prove per ogni massa Per ogni sistema, sono stati eseguiti 80 test In totale, sono stati eseguiti 160 test Dipartimento Innovazioni Tecnologiche e Sicurezza degli Impianti Prodotti e insediamenti Antropici 15

15 Test di caduta Fasi di caduta FASE 0 FASE 1 FASE 2 FASE 3 FASE 4 hcl Registrazione accelerazione e forza hcl h hcf h1 h2 Il torso, collegato al dispositivo di sollevamento, viene sospeso al punto di ancoraggio permanente Il torso viene sollevato di hcl èinquieteprimadellacaduta Il torso è in caduta libera Il torso è in caduta frenata Il torso è in quiete dopo la caduta Dipartimento Innovazioni Tecnologiche e Sicurezza degli Impianti Prodotti e insediamenti Antropici 16

16 Grandezze misurate durante la caduta Forza F azione all attacco dorsale dell imbragatura Accelerazione del torso a mis Dipartimento Innovazioni Tecnologiche e Sicurezza degli Impianti Prodotti e insediamenti Antropici 17

17 Risultati F a mis Dipartimento Innovazioni Tecnologiche e Sicurezza degli Impianti Prodotti e insediamenti Antropici 18

18 Risultati Dipartimento Innovazioni Tecnologiche e Sicurezza degli Impianti Prodotti e insediamenti Antropici 19

19 Risultati -F max h cl = 4m F I F max per differenti masse di prova conh cl = 4m Dipartimento Innovazioni Tecnologiche e Sicurezza degli Impianti Prodotti e insediamenti Antropici 20

20 Risultati F max - Sistema tipo F 60 kg 100 kg 80 kg 80 kg 120 kg F max per differenti masse di prova con differenti cadute libere h cl Dipartimento Innovazioni Tecnologiche e Sicurezza degli Impianti Prodotti e insediamenti Antropici 21

21 Risultati F max - Sistema tipo I 60 kg 100 kg 80 kg 120 kg F max per differenti masse di prova con differenti cadute libere h cl Dipartimento Innovazioni Tecnologiche e Sicurezza degli Impianti Prodotti e insediamenti Antropici 22

22 Risultati -a mis,max, limite considerato non dannoso, sulla base di studi effettuati e presenti in letteratura, per un lavoratore dell industria dotato di imbracatura con attacco dorsale h cl = 4m F dannoso dannoso I non dannoso non dannoso a mis,max per differenti masse di prova conh cl = 4m Dipartimento Innovazioni Tecnologiche e Sicurezza degli Impianti Prodotti e insediamenti Antropici 23

23 Risultati -a mis,max h cl = 4m F dannoso dannoso I non dannoso non dannoso a mis,max per differenti masse di prova conh cl = 4m Dipartimento Innovazioni Tecnologiche e Sicurezza degli Impianti Prodotti e insediamenti Antropici 24

24 Risultati a mis,max - Sistema tipo F dannoso 60 kg dannoso 100 kg non dannoso 80 kg 120 kg non dannoso non dannoso a mis,max per differenti masse di prova con differenti cadute libere h cl Dipartimento Innovazioni Tecnologiche e Sicurezza degli Impianti Prodotti e insediamenti Antropici 25

25 Risultati a mis,max - Sistema tipo I dannoso 60 kg dannoso 100 kg non dannoso non dannoso dannoso 80 kg dannoso 120 kg non dannoso non dannoso a mis,max per differenti masse di prova con differenti cadute libere h cl Dipartimento Innovazioni Tecnologiche e Sicurezza degli Impianti Prodotti e insediamenti Antropici 26

26 Risultati -a mis,max F non dannoso 60 kg 100 kg (3m) non dannoso 60 kg 80 kg I 80 kg 100 kg 120 kg 100 kg 120 kg a mis,max per differenti masse di prova con differenti cadute libere h cl Dipartimento Innovazioni Tecnologiche e Sicurezza degli Impianti Prodotti e insediamenti Antropici 27

27 Risultati h cf Sistema tipo I h cf per differenti masse di prova con differenti cadute libere h cl Dipartimento Innovazioni Tecnologiche e Sicurezza degli Impianti Prodotti e insediamenti Antropici 28

28 Risultati h cf Sistema tipo I Fissata una caduta libera, la caduta frenata diminuisce con la massa h cf per differenti masse di prova con differenti cadute libere h cl Dipartimento Innovazioni Tecnologiche e Sicurezza degli Impianti Prodotti e insediamenti Antropici 29

29 Risultati Dipartimento Innovazioni Tecnologiche e Sicurezza degli Impianti Prodotti e insediamenti Antropici 30

30 Conclusioni Nei test di caduta, l utilizzo degli assorbitori di energia F e I (UNI EN 355) con masse inferiori ai 100 kg comporta delle decelerazioni superiori ai 6g considerate dannose, seppur il valore dell azione frenante si mantenga al di sotto dei 6kN. Dipartimento Innovazioni Tecnologiche e Sicurezza degli Impianti Prodotti e insediamenti Antropici 31

31 Conclusioni Nei test di caduta, l utilizzo degli assorbitori di energia F e I (UNI EN 355) con masse inferiori ai 100 kg comporta delle decelerazioni superiori ai 6g considerate dannose, seppur il valore dell azione frenante si mantenga al di sotto dei 6kN. Lo studio dimostra che, in caso di caduta: un lavoratore di massa pari a 60 kgsarebbesottoposto ad accelerazioni superiori ai 6 g, utilizzando gli assorbitori di tipo F e I un lavoratore di massa pari a 80 kgsarebbe sottoposto ad accelerazioni superiori ai 6 g, utilizzando gli assorbitori di tipo I un lavoratore di massa pari o superiore a 100 kg(fino a 120 kg), sarebbe sottoposto a sollecitazioni inferiori ai 6g e quindi non dannose. Dipartimento Innovazioni Tecnologiche e Sicurezza degli Impianti Prodotti e insediamenti Antropici 32

32 Conclusioni Nei test di caduta, l utilizzo degli assorbitori di energia F e I (UNI EN 355) con masse inferiori ai 100 kg comporta delle decelerazioni superiori ai 6g considerate dannose, seppur il valore dell azione frenante si mantenga al di sotto dei 6kN. Lo studio dimostra che, in caso di caduta: un lavoratore di massa pari a 60 kgsarebbesottoposto ad accelerazioni superiori ai 6 g, utilizzando gli assorbitori di tipo F e I un lavoratore di massa pari a 80 kgsarebbe sottoposto ad accelerazioni superiori ai 6 g, utilizzando gli assorbitori di tipo I un lavoratore di massa pari o superiore a 100 kg(fino a 120 kg), sarebbe sottoposto a sollecitazioni inferiori ai 6g e quindi non dannose. Sono dunque i light workers i lavoratori soggetti al rischio correlato al funzionamento dell assorbitore Dipartimento Innovazioni Tecnologiche e Sicurezza degli Impianti Prodotti e insediamenti Antropici 33

33 Conclusioni IDONEITA ASSORBITORE DI ENERGIA IN RELAZIONE ALLA MASSA del LAVORATORE Limitare a mis,max (massa) Limitare F max L attuale limite di 6 knper la forza frenante F max stabilito dalla UNI EN 355, appare ragionevole per masse nel range kg. Per masse inferiori, si potrebbe prevedere un limite inferiore. Dipartimento Innovazioni Tecnologiche e Sicurezza degli Impianti Prodotti e insediamenti Antropici 34

34 Pubblicazioni disponibili sul sito Dipartimento Innovazioni Tecnologiche e Sicurezza degli Impianti Prodotti e insediamenti Antropici 35

35 Pubblicazioni disponibili sul sito Grazie per l attenzione Francesca Maria Fabiani fr.fabiani@inail.it Dipartimento Innovazioni Tecnologiche e Sicurezza degli Impianti Prodotti e insediamenti Antropici 36