06.01.2008
Quante volte nella attività quotidiana gli installatori di impianti elettrici sono chiamati dai clienti per "un lavoretto veloce di modifica semplice semplice", magari pensando che riguardi l'impianto elettrico ed invece riguarda una macchina. Quante volte durante l'installazione di un impianto elettrico si cede alla tentazione di sfruttare canalizzazioni esistenti di un processo industriale giustificandosi dicendo "tanto sono mezze vuote" per non doverne installare una nuova, e quante volte viene chiesto di spostare un pannello di comando e controllo di una macchina perché in quella posizione deve essere collocato qualcos'altro (magari il magazzino del materiale delle pulizie del cliente).
Troppo spesso si affrontano con leggerezza queste richieste giustificandosi con frasi del tipo "non si può dire di no al mio migliore cliente" o "tanto se non lo faccio io la fa un altro installatore", oppure ancora "tanto nessuno verrà mai a controllare, e poi si tratta di una modifica banale": con queste ed altre frasi ci si potrebbe riempire un libro ed invece talvolta si riempiono purtroppo i verbali delle cause nei Tribunali poiché troppo spesso questo tipo di interventi causano un danno o peggio ancora un infortunio.
Il mondo degli impianti elettrici ed il mondo delle macchine coesistono sempre dove queste ultime sono utilizzate, non fosse altro perché l'equipaggiamento elettrico delle macchine trae alimentazione dall'impianto elettrico e perché occorre illuminare i locali ove le macchine sono installate, pur tuttavia sono mondi paralleli che si incontrano o si incrociano in alcuni punti ma che rispondono a prescrizioni e regole differenti perché, fermo restando il comune rischio elettrico, differenti sono le responsabilità, le problematiche ed i rischi ad essi connessi.
A volte si effettuano modifiche della parte elettrica di macchine (o ad impianti automatici che si configurano come macchine) con troppa sufficienza o impreparazione principalmente a causa della scarsa conoscenza della materia: niente come il mondo delle macchine necessita di un lungo ed approfondito studio che consenta di conoscerne le regole da rispettare, ma soprattutto i rischi a cui si va incontro attuando tali modifiche o interventi.
Nel breve spazio di questo articolo si cercherà di far comprendere l'importanza di un'attenta analisi prima di intraprendere lavori su macchine o su impianti elettrici in prossimità di macchine per non cadere in errori che possono avere conseguenze spesso gravi anche a distanza di tempo.
Aspetti legislativi
Equipaggiamento elettrico delle macchine ed impianti elettrici rispondono a legislazioni e normative differenti; nell'ambito legislativo - come noto gli impianti elettrici - sono soggetti alla Legge 46/90 (ed al corrispondente decreto attuativo 447/91) per la quale, almeno fino a quando non sarà sostituita dell'imminente nuovo testo legislativo, gli impianti elettrici possono essere installati, trasformati, ampliati e manutenuti ad opera di imprese, singole o associate, regolarmente iscritte nel registro delle ditte di cui al regio decreto 20 settembre 1934, n. 2011 (e successive modificazioni ed integrazioni) o nell'albo provinciale delle imprese artigiane di cui alla Legge 8 agosto 1985, n. 443.
Le imprese installatrici sono tenute poi per l'art. 7 comma 1 della Legge 46/90 ad eseguire gli impianti a regola d'arte che, per la Legge N° 186 del 1968, può essere automaticamente ottenuta realizzandoli secondo le norme del Comitato Elettrotecnico Italiano (Cei).
Oltre certi limiti dimensionali (indicati nel Decreto 447/91 art. 4) la Legge (art. 6) prevede inoltre per gli impianti elettrici l'obbligo della redazione del progetto da parte di professionisti, iscritti negli albi professionali, nell'ambito delle rispettive competenze.
Il Decreto attuativo della Legge 46/90 ha poi chiarito (art. 1 comma 3) che per impianti di utilizzazione dell'energia elettrica si intendono i circuiti di alimentazione degli apparecchi utilizzatori e delle prese a spina con esclusione degli utensili, degli apparecchi elettrici in genere e degli equipaggiamenti elettrici delle macchine: dunque qualsiasi impresa installatrice (ed in generale chiunque sia in grado di farlo) può operare su un equipaggiamento elettrico di macchina senza l'obbligo di iscrizione in alcun registro ne l'obbligo di rispettare il progetto redatto da professionisti iscritti nei rispettivi albi professionali.
Tutto facile quindi per gli installatori? Per nulla.
Gli equipaggiamenti elettrici delle macchine sono parte integrante a tutti gli effetti della macchina su cui sono installati e pertanto rispondono alle legislazioni specifiche per tali prodotti (perché di prodotti si tratta); in particolare le legislazioni sono di due tipologie, "comunitarie" costituite dalle Direttive europee, valide in tutto il territorio dell'Unione Europea e "nazionali" (Leggi, Decreti, Decreti Legislativi, Decreti Presidenziali, eccetera). Nell'ambito europeo numerose sono le Direttive che potenzialmente possono riguardare direttamente o indirettamente l'equipaggiamento elettrico delle macchine (ad esempio la Direttiva Bassa Tensione, la Direttiva compatibilità elettromagnetica, la Direttiva Atex, eccetera), ma la principale Direttiva applicabile alle macchine resta comunque la Direttiva 89/392/Cee (modificata dalle Direttive 91/368/Cee, 93/44/Cee e 93/68/Cee) denominata "Direttiva Macchine" la quale, tuttavia, non è applicabile al singolo equipaggiamento elettrico o alle sue parti, ma all'intera macchina, pur restando fondamentale anche per la sua parte elettrica poiché la Direttiva include prescrizioni per l'equipaggiamento elettrico. Tale Direttiva è stata abrogata e sostituita nel luglio 1998 dalla Direttiva 98/37/CE ad oggi in vigore (che ha semplicemente accorpato in un testo unico la Direttiva 89/392/CE ed i suoi emendamenti), ed a sua volta la Direttiva 98/37/CE sarà sostituita il 29 dicembre 2009 dalla nuova Direttiva Macchine 2006/42/CE (della quale si è trattato in un precedente articolo).
Le recenti Direttive non fissano regole tecniche specifiche per i prodotti che ricadono nel loro campo di applicazione, ma stabiliscono i "requisiti essenziali" che tali prodotti devono possedere per poter circolare liberamente nel territorio comunitario, lasciando per contro alla normativa tecnica il compito di definire le modalità per la loro realizzazione: si è scelta pertanto la strada di pubblicare sulla Gazzetta Ufficiale della Comunità Europea (Guce) per ciascuna Direttiva l'elenco delle norme "Armonizzate" (emesse da uno degli organismi normatori europei Cen, Cenelec o Etsi), la cui corretta applicazione, sebbene non obbligatoria, conferisce la presunzione di conformità ai requisiti essenziali indicati dalle Direttive cui si riferiscono.
In ambito nazionale la legislazione applicabile agli equipaggiamenti elettrici delle macchine, oltre ovviamente alle disposizioni legislative emanate per il recepimento delle suddette Direttive (delle quali la principale è il Dpr 459/96 che recepisce la Direttiva Macchine 89/392/CE e relativi emendamenti) e che si omettono per brevità, è principalmente costituita dal Dpr 547/55 (ed in particolare i Titoli dal III al VII), fondamentale soprattutto per le macchine realizzate prima dell'avvento della Direttiva Macchine, e dal D.Lgs. 626/94, con particolare riferimento al suo art. 6 che richiama gli obblighi dei progettisti dei fabbricanti dei fornitori e degli installatori, articolo poi emendato successivamente dal D.Lgs. 242/96 che nel suo art. 4 comma 2 aggiunge la prescrizione che vieta "... la fabbricazione, la vendita, il noleggio e la concessione in uso di macchine, di attrezzature di lavoro e di impianti non rispondenti alle disposizioni legislative e regolamentari vigenti in materia di sicurezza ...".
Dunque gli installatori alla luce di questi ultimi articoli di Legge devono prestare la massima attenzione nell'intervenire per apportare modifiche agli equipaggiamenti elettrici di macchina in quanto nel farlo potrebbero renderli non conformi (e conseguentemente le macchine sulle quali sono installati) alle disposizioni regolamentari vigenti; ciò è reso particolarmente evidente nel Dpr 459/96 che si applica alle macchine (e perciò al loro equipaggiamento elettrico) "messe in servizio", (ad esempio macchine costruite per uso proprio) o "immesse sul mercato" comunitario (ad esempio macchine nuove di provenienza extraeuropea), dove all'art. 1 comma 3 si cita testualmente "si considerano altresì immessi sul mercato la macchina o il componente di sicurezza messi a disposizione dopo aver subito modifiche costruttive non rientranti nella ordinaria o straordinaria manutenzione" e dove all'art. 1 comma 4 è riportata l'ulteriore precisazione che "si intende per messa in servizio ... (omissis) .... l'utilizzazione della macchina o del componente di sicurezza costruiti sulla base della legislazione precedente e già in servizio alla data di entrata in vigore del presente regolamento, qualora siano stati assoggettati a variazioni delle modalità di utilizzo non previste direttamente dal costruttore".
Resta sostanzialmente di difficile definizione il significato di "modifiche costruttive non rientranti nell'ordinaria o straordinaria manutenzione" poiché non esistono testi legislativi o normativi che stabiliscano con certezza i limiti di tali modifiche; in generale gli interventi di riparazione che comportano la sostituzione di parti di macchina o dell'equipaggiamento elettrico con parti o componenti identici o equivalenti per caratteristiche e prestazioni, rientrano sicuramente nell'ambito della manutenzione ordinaria o straordinaria, così come la sostituzione preventiva di componenti usurati con altri identici o equivalenti, mentre gli interventi sulla macchina che comportano la modifica dei circuiti di comando e controllo devono essere valutati con estrema cautela se tale azione determina il cambiamento di tali circuiti per quanto riguarda i rischi legati al loro corretto funzionamento.
Ad esempio la sostituzione dell'intero quadro di comando e controllo elettromeccanico con un nuovo quadro ancora elettromeccanico che ripete le funzioni di comando senza variazioni rispetto a quelle del quadro sostituito cambiando marca e modello dei componenti utilizzati con altri equivalenti e con caratteristiche migliori (ad esempio un contattore con temperature di funzionamento fino a 70 °C contro i 60 °C di quello sostituito), si configura come una manutenzione straordinaria, mentre invece la sostituzione dello stesso quadro con altro quadro di comando che utilizza una logica programmabile (plc) è ritenuto un intervento che va oltre la straordinaria manutenzione in quanto cambia le condizioni di rischio dei circuiti di comando che non sono state valutate dal costruttore originale della macchina, e ciò inevitabilmente comporta la necessità di ripetere la valutazione del rischio (ossia la procedura di marcatura) dell'intera macchina con conseguente assunzione di responsabilità da parte ci chi opera la modifica (compreso le parti meccaniche esistenti).
Diverso invece è il caso di adeguamento delle macchine alle prescrizioni di sicurezza imposte dalle Leggi (vedasi ad esempio l'art. 29 della Legge N° 62 del 18 aprile 2005) ove per il D. Lgs 359/99, purché non si attuino modifiche delle modalità di utilizzo e prestazioni non previste dal costruttore originale della macchina, tale adeguamento non si configura come una immissione sul mercato.
Le principali problematiche
Equipaggiamenti elettrici di macchina ed impianti elettrici sono soggetti non solo a legislazioni diverse, ma anche a normative sostanzialmente differenti, sebbene i principi base della sicurezza elettrica (ad esempio protezione contro i contatti diretti ed indiretti) siano condivisi da entrambi; gli impianti elettrici utilizzatori in bassa tensione sono realizzati e progettati applicando le norme Cei 64-8 (derivate dalle norme internazionali Iec) oltre ad altre specifiche norme per ambienti speciali (ad esempio le norme del CT 31) ed alle norme costruttive per i singoli prodotti elettrici, mentre l'equipaggiamento elettrico delle macchine fa riferimento principalmente alla norma EN 60204-1 (Cei 44-5) e ad altre norme specifiche per ciascuna tipologia di macchine (denominate di tipo C ai sensi della norma EN 414) scritte dall'Iso e dal Cen dove possono essere riportate prescrizioni specifiche per la tipologia di macchina considerata in deroga o in aggiunta alle prescrizioni della norma EN 60204-1. Inoltre per l'equipaggiamento elettrico esistono numerosissime altre norme fondamentali per la realizzazione dell'equipaggiamento stesso le quali dettano le regole per costruire i circuiti di comando e controllo legati alla sicurezza (detti semplicemente circuiti di sicurezza) come ad esempio la EN 954-1, la EN 13849-1 e -2 e la Iec 62061, oltre a tutte le norme specifiche per i singoli dispositivi di sicurezza (ad esempio dispositivi quali le barriere elettrosensibili); in una macchina, infatti, oltre al rischio elettrico esistono numerosi altri rischi dovuti alla presenza di organi mobili o sostanze pericolose che possono ledere l'integrità fisica delle persone e tali rischi devono essere valutati tutti affinché una volta identificati siano eliminati o ridotti ad un livello residuo accettabile per la sicurezza.
Questo è un primo elemento di difficoltà per chi opera interventi sull'equipaggiamento elettrico, ossia l'enorme numero di norme (non solo del settore elettrico) che devono essere tenute in considerazione.
Il punto fondamentale dei circuiti di sicurezza delle macchine è l'analisi del rischio associato ad un determinato pericolo (esistono numerose norme che trattano di tale analisi) in relazione alla quale, se non è possibile attuare altre soluzioni di riduzioni del pericolo alla sorgente, si costruiscono tali circuiti in modo tale che, applicando sostanzialmente le normative prima citate, i circuiti realizzati siano in grado di resistere ai guasti tanto più quanto più alto è il rischio (quantificato in termini di danno alle persone in relazione alla probabilità che si manifesti l'evento pericoloso) associato al loro malfunzionamento.
Si capisce dunque come ogni intervento operato sui circuiti di sicurezza di una macchina da parte di chicchessia debba svilupparsi solo se si conoscono tutte le valutazione che hanno portato alla struttura dei circuiti oggetto dell'intervento, diversamente si rischierebbe di indebolirli o invalidarli con conseguenze a volte anche gravi per le persone; modificare un circuito di sicurezza di una macchina senza valutare esattamente le conseguenza di tale modifica è come togliere una carta alla base di un castello di carte: il castello crolla immediatamente.
I problemi legati agli equipaggiamenti elettrici non sono relativi solo ai loro circuiti di sicurezza ma anche ad altri aspetti critici, uno dei quali ad esempio è il collegamento della macchina tra l'impianto elettrico ed il dispositivo generale di sezionamento dell'alimentazione di macchina; ancora oggi c'è confusione in merito a questo aspetto perché non si conoscono a fondo le prescrizioni della norma EN 60204-1. La norma EN 60204-1 (oltre alla Direttiva Macchine stessa) obbliga tutte le macchine ad essere dotate di un dispositivo generale di sezionamento dell'alimentazione elettrica per ogni alimentazione prevista nella macchina (cioè il costruttore della macchina, sia singola che costituita da più macchine coordinate tra loro, deve fornire i necessari dispositivi di sezionamento per ogni alimentazione elettrica ed in generale per ogni tipologia di sorgente di alimentazione): tutto quanto è a monte dei morsetti di ingresso dei suddetti dispositivi di sezionamento ricade nell'ambito di applicazione dell'impianto elettrico, quanto al di sotto è di competenza del costruttore della macchina; ciò significa ad esempio che se una macchina è alimentata da un sistema di blindosbarre, il tratto di cavo tra la blindosbarra fino ai morsetti di ingresso dei dispositivi di sezionamento dell'equipaggiamento elettrico ricade sotto il campo di applicazione della Legge 46/90, ossia è impianto elettrico e non parte della macchina come qualcuno ancora oggi tenta di sostenere.
Anche la sostituzione di un motore con un altro di potenza o velocità superiore (seppure sostituendo le protezioni esistenti con altre compatibili con il nuovo motore) può apparentemente sembrare un'operazione banale e attuabile senza particolari problemi, ma come detto i rischi di macchina non si limitano ai rischi elettrici; in una macchina vi sono organi meccanici mobili i quali muovendosi possono creare pericoli per le persone se non opportunamente valutati e se necessario ridotti, per cui la scelta di un motore deve tenere dunque conto non solo degli aspetti elettrici ma anche delle parti che esso movimenta le quali ovviamente hanno una determinata resistenza calcolata dal loro progettista la quale potrebbe non essere sufficiente nel caso di adozione di motori con potenze, velocità e/o accelerazioni superiori a quelle calcolate (con conseguente insorgenza di rischi di rottura dell'organo mobile che potrebbero generare ad esempio proiezioni o cadute di pezzi pericolose per le persone).
Altro errore che spesso è commesso dagli installatori è quello di sostituire componenti danneggiati o guasti dell'equipaggiamento elettrico con altri diversi per caratteristiche rispetto a quelli sostituiti; ad esempio sostituire un contattore di macchina con un altro di marca diversa ma di caratteristiche elettriche simili potrebbe essere ugualmente inappropriato se il contattore fa parte della catena di un circuito di sicurezza, poiché in base alle recenti normative relative ai circuiti di sicurezza anche il tempo medio prima di un guasto pericoloso (Mttfd) specifico di ogni componente del circuito di sicurezza contribuisce al calcolo dell'affidabilità del circuito completo e tale affidabilità potrebbe essere compromessa da un componente sostituito che possiede un Mttfd basso al punto da rendere il circuito di sicurezza inadatto al rischio che questo deve coprire.
Problemi poi nascono nei processi industriali di grosse dimensioni che rientrano nella definizione di macchina per la Direttiva omonima, dove impianto elettrico ed equipaggiamento elettrico spesso sono a stretto contatto; come accennato in precedenza uno degli errori più frequenti è quello di utilizzare le canalizzazioni in uso per i collegamenti dell'equipaggiamento elettrico per fare correre al loro interno anche i conduttori elettrici dell'impianto di distribuzione dell'unità produttiva (ad esempio delle prese di forza motrice o dell'illuminazione) e viceversa, ma ciò è profondamente sbagliato per una serie di motivi, ossia:
• le condutture dell'equipaggiamento elettrico sono dimensionate del relativo costruttore secondo un preciso coefficiente di affiancamento ed aggiungere conduttori all'interno di esse significa rischiare il sovraccarico di quelle esistenti;
• la prescrizione della norma EN 60204-1 (peraltro coincidente con uno dei requisiti essenziali di sicurezza prescritti dalla Direttiva Macchine) indicano l'uso di un dispositivo di sezionamento generale dell'alimentazione per ciascuna alimentazione di macchina il quale possa essere bloccato (ad esempio con un lucchetto) per consentire le operazioni di manutenzione in sicurezza sull'equipaggiamento elettrico ad esso collegato: porre conduttori dell'impianto elettrico all'interno di canalizzazioni di macchina costituisce dunque un pericolo per coloro che, dovendo effettuare lavori sui conduttori entro tali canalizzazioni di macchina, bloccano ad esempio il sezionatore generale di questa in posizione di aperto credendo di essere in sicurezza poiché all'interno della canalizzazione in cui devono operare non ci possono essere conduttori in tensione;
• spesso nelle canalizzazioni dell'equipaggiamento elettrico vengono separati conduttori di segnale da quelli di potenza per evitare disturbi ed interferenze dannose per il funzionamento della macchina: l'aggiunta di conduttori dell'impianto elettrico all'interno di canalizzazioni di macchina può vanificare questa misura.
Un ulteriore errore, che talvolta è commesso dagli installatori, è quello di spostare pulsantiere o pannelli di controllo di una macchina in una posizione diversa da quella prevista dal costruttore originale oppure la duplicazione di tali dispositivi (quest'ultima azione potrebbe risultare particolarmente pericolosa in certi casi); il numero e la scelta della posizione delle postazioni di comando e controllo di macchina non è casuale ma frutto dell'analisi del rischio, tenendo conto della necessità prescritta dalla Direttiva Macchine e dalla normativa dell'equipaggiamento elettrico di rispondere a precisi requisiti che riguardano la loro scelta e collocamento (quali ad esempio l'obbligo di essere situate fuori dalle zone pericolose e posizionate in modo che ci si possa assicurare dell'assenza di persone esposte nelle zone a rischio della macchina). Non si dimentichi poi il problema della caduta di tensione sui circuiti di comando e controllo che potrebbe essere insostenibile oltre un certo valore ai fini del buon funzionamento degli stessi; infatti, la norma EN 60204-1 fa obbligo (salvo poche e rare eccezioni) di alimentare i circuiti di comando e controllo per mezzo di un trasformatore ad avvolgimenti separati e, ricordandosi poi che nella maggior parte dei casi (salvo l'uso di misure alternative quali ad esempio il controllore di isolamento) un polo del secondario del trasformatore viene collegato a terra per prevenire l'avviamento inatteso dei movimenti pericolosi di macchina (in modo che al primo guasto a terra di tali circuiti intervengano le protezioni disalimentando il circuito stesso), un aumento eccessivo di impedenza dei conduttori dei dispositivi di comando allungati troppo rispetto a quanto previsto dal costruttore originale dell'equipaggiamento elettrico (sommata all'impedenza elevata del secondario del trasformatore stesso) potrebbe invalidare la suddetta misura di sicurezza a causa dell'eccessivo abbassamento della corrente di guasto del circuito (o peggio ancora rendere inefficace il funzionamento di alcuni moduli di sicurezza per i quali i rispettivi costruttori indicano i limiti di lunghezza e sezione, e quindi di impedenza, dei conduttori ad essi collegati).
Durante la manutenzione o gli interventi di riparazione attenzione poi alla sostituzione dei microinterruttori di sicurezza a controllo dell'apertura di protezioni mobili; mai lasciarsi ingannare dal fatto che sembrano semplici microinterruttori, tali dispositivi rispondono a precise norme di prodotto proprio per le loro funzioni di sicurezza (ad es. EN 60947-5-1 secondo l'allegato K relativo ai dispositivi di comando con operazione di apertura positiva) e devono quindi essere sostituiti solo con altri dispositivi identici o rispondenti per caratteristiche e normativa esattamente a quelli sostituiti.
In breve
Da quanto esposto si comprende come un installatore debba assumere la massima cautela quando viene chiamato ad operare interventi su parti elettriche che il proprio cliente ha valutato come parti di impianto elettrico ma che invece possono apparentemente ad una macchina; ad esempio su processi di grosse dimensioni spesso gli utilizzatori hanno la necessità (sia per ragioni di usura delle parti sia per ragioni di ammodernamento della tecnologia) di sostituire parti del processo con altre più moderne e più efficienti che devono essere installate e collegate con le regole dell'equipaggiamento elettrico ove queste siano rispondenti alla definizione di macchina; in sostanza è necessario effettuare una analisi degli interventi prima di effettuarli al fine di valutare attentamente la convenienza e la capacità tecnica di operare tali interventi in conformità alla legislazione, tenendo sempre ben presente che se si decide di intervenire anche su tali parti, essendo parte di un equipaggiamento elettrico, sovente sono coinvolti aspetti della macchina che non si limitano alla sola parte elettrica modificata.
Per contro se gli interventi sono invece riguardanti impianti elettrici che coesistono con l'equipaggiamento elettrico di macchine, occorre prestare la massima attenzione affinchè operando questi interventi non si impatti negativamente sull'equipaggiamento elettrico di tali macchine, ad esempio facendo attenzione a non compiere gli errori che prima sono stati illustrati; nel caso persistano dubbi su come operare e sempre bene chiedere aiuto agli esperti del settore per poter dormire comunque sonni tranquilli.
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