Conoscere il reale funzionamento di un dissipatore anticaduta e calcolare in maniera realistica il tirante d’aria libero.

Un assorbitore di energia, detto anche dissipatore, è l’elemento di un sistema anticaduta (DPI anticaduta) atto a disperdere l’energia cinetica che si sviluppa, appunto, durante una caduta.

Una buona comprensione del suo effettivo funzionamento e delle variabili in gioco, aiuta ad affrontare con maggiore coscienza le problematiche legate al calcolo del tirante d’aria e alla resistenza del punto di ancoraggio.

Soprattutto laddove le quote di lavoro non sono elevate ma anche, ad esempio, nel caso di uso su una PLE (Piattaforma di Lavoro Elevabile).

[ALLERTA SPOILER] In questo articolo non troverete formule matematiche ma consigli pratici che potete seguire se volete iniziare a ragionare mettendo la sicurezza prima del basico calcolo normativo.

A confronto, due dissipatori di caduta: il primo è di tipo ispezionabile mostrato furi dalla sua custodia. Il secondo in fettuccia nera e bianca, è impacchettato in una guaina termo retraibile trasparente: la sola rottura della guaina rende l’assorbitore di energia non più utilizzabile

I principi di funzionamento di un assorbitore di energia.

L’assorbitore di energia è un elemento di un sistema anticaduta posto normalmente tra il punto di ancoraggio e l’imbracatura dell’operatore.

E’ un dispositivo che può essere indipendente e collegato al sistema con dei connettori. Oppure può essere integrato al cordino (EN 354) o al dispositivo anticaduta guidato (EN 353.1-2).

Quando un operatore cade, sotto l’azione della forza di gravità, comincia ad accelerare e a raggiungere una certa velocità.

La velocità sarà massima nell’istante immediatamente precedente al momento in cui il sistema anticaduta entra in funzione.

Entra in funzione contrastando la forza che si genera dalla caduta con una forza uguale e contraria… fino a riportare a zero la velocità dell’operatore.

Questa forza la definiamo forza di arresto e sarà maggiore quanto minore sarà il tempo in cui il sistema ferma completamente la caduta.

La funzione dell’assorbitore di energia è proprio quella di aumentare il tempo di arresto (rallentare l’arresto) in misura tale da non permettere che la forza di arresto superi un certo valore limite.

Valore che, per norma, non può superare i 6 kN (circa 611 Kg).

La forza di arresto si scarica in ugual misura sia sull’ancoraggio che sul corpo dell’operatore.

Quindi l’assorbitore di energia evita che arrivino più di 6 kN sia sul corpo che sull’ancoraggio, allungando il tempo di arresto e, di conseguenza, lo spazio di arresto.

Come è fatto un assorbitore di energia a norma EN 355.

[PREMESSA] La dissipazione di una caduta è attuata anche mediante altri dispositivi tra cui anticaduta retrattili a norme EN 360, anticaduta guidati EN 353 (quelli pensati per funzionare anche senza assorbitore EN 355), assorbitori all’ancoraggio (EN 795 / UNI 11578), deformazioni plastiche ed elastiche dell’ancoraggio stesso, cordini dinamici… oltre che dalla naturale “elasticità” del corpo umano, ecc ecc.; ma in questo articolo parleremo degli assorbitori di energia a lacerazione a norma EN 355, i più comuni e utilizzati, presenti in quasi tutti i cordini anticaduta disponibili sul mercato. 

L’assorbitore di energia a norma EN 355 è generalmente costituito da una fettuccia tessile con due asole alle estremità.

Sinteticamente, questa fettuccia è piegata a libro (una metà sull’altra) e cucita su se stessa lasciando libere solo le due asole.

Il tutto viene ripiegato e impacchettato all’interno di un custodia tessile o, nei dispositivi più economici, all’interno di una termoplastica (anche l’impacchettamento può influire sulle prestazioni).

Schema semplificato sul funzionamento e allungamento di un assorbitore di energia a lacerazione: Le forze che si scaricano in egual misura sulle asole, in base alla loro intensità, provocano la rottura o scucitura dei punti i quali hanno una resistenza progressiva. Il testimone di caduta è un sigillo di garanzia che serve ad individuare se l’assorbitore è entrato in funzione anche quando l’allungamento è minimo.

Sotto l’azione della forza di arresto applicata alle due asole, i punti di cucitura cominciano a cedere progressivamente e l’assorbitore inizia ad allungarsi.

Ogni punto di cucitura che cede, scarica un po’ di forza.

Ne consegue che, maggiore è la forza che impatta sull’assorbitore, più punti si scuciono e… più si allunga.

I punti cominciano a cedere, a seconda del modello e del produttore, ad una forza intorno ai 2,5 kN: ricordiamo che l’obiettivo è non superare mai i 6 kN.

I punti non sono tutti uguali: i primi sono meno resistenti così da cedere e scaricare le energie anche in caso di caduta di persone molto leggere (sul perché è importante che si apra anche per operatori molto leggeri ne parleremo in un altro articolo).

In genere, i produttori adottano fattori di sicurezza più alti proprio per avere un margine maggiore.

Si traduce che alcuni produttori costruiscono i loro assorbitori di energia in modo da rimanere sempre all’interno dei 4/4,5 kN.

Come un assorbitore di energia incide sul calcolo del tirante d’aria.

Il tirante d’aria è la sommatoria di tutte le distanze che compongono una caduta:

Distanza di caduta libera: quanti metri un operatore cade prima che il sistema entri in funzione: più o meno è la differenza tra la lunghezza del cordino e la distanza tra il punto di attacco dell’imbracatura rispetto all’ancoraggio

+

Altezza dell’operatore misurata dal punto di attacco dell’imbracatura ai piedi; per convenzione si valuta sempre in 1,5 m.

+

Allungamento dell’assorbitore di energia.

+

Distanza di sicurezza dai piedi al piano stabile sottostante O ostacolo (una trave, un macchinario, ecc. ecc.)

+

Una eventuale deformazione del punto di ancoraggio (detta anche freccia, nei sistemi lineari come cavi o rotaie)

Quindi l’allungamento è una variabile nel calcolo.

Schema semplificato delle componenti metriche del tirante d’aria e come questo è influenzato dall’allungamento dell’assorbitore di energia

Come valuto la variabile dell’allungamento dell’assorbitore di energia?

Ci sono più opzioni.

1. Prendo il valore massimo da normativa sugli assorbitori di energia

In quasi tutti i manuali che parlano di linee vita e anticaduta, la risposta è semplice: si inserisce il valore massimo indicato dalla norma EN 355 ovvero 1,75 m.

Cito la norma (togliendo le formule come promesso) che sulle prestazioni dinamiche dice:

“la distanza di arresto massima (H) deve essere inferiore a 2 volte la lunghezza totale del cordino compreso assorbitore di energia (2Lt) + 1,75 m”

Da che ne deduco che 1,75 m è il massimo di cui si può allungare un assorbitore di energia o il complesso degli elementi che hanno funzione di assorbimento dell’energia compresa anche l’elasticità del cordino.

2 .Uso il valore massimo dichiarato dal produttore.

Questo è il metodo più sicuro perché si riferisce a valori reali calcolati dal produttore +  un buon margine di sicurezza.

I produttori di cordini anticaduta indicano chiaramente quanto è l’allungamento massimo di un loro assorbitore di energia e di conseguenza, in base alla lunghezza del loro cordino, indicano anche quale sarà l’altezza minima da rispettare nella peggiore condizione, ovvero fattore di  caduta 2 (cioè ancorato all’altezza dei piedi dell’operatore.

Immagini tratte dal manuale del dispositivo di assorbimento di energia EAW di Kong

Non stupiamoci se molti produttori, soprattutto quelli di prodotti più basici, indichino proprio 1,75 m.

In questo caso, data 2 m la lunghezza totale del cordino (Lt), l’altezza minima misurata dal piano di calpestio per rimanere nel tirante d’aria + 1 metro di sicurezza, sarà di 4,75 m.

A questa aggiungo frecce e deformazioni dell’ancoraggio.

3. Uso un valore variabile ricavato da prove sperimentali basate su peso dell’operatore e fattore di caduta.

Questo metodo è molto tecnico e richiede, innanzitutto, l’impiego di dispositivi per i quali questi valori siano indicati dal produttore. 

E non ce ne sono molti.

Il peso dell’operatore e il fattore di caduta: come impattano su l’assorbitore di energia.

Ricordiamo i passaggi precedenti: l’energia che impatta sul sistema di caduta dipende dalla massa dell’operatore e dalla velocità che raggiunge un attimo prima che il sistema entri in funzione.

Quindi, maggiore è lo spazio per cui cade, maggiore sarà la velocità che raggiunge.

Il fattore di caduta, di cui abbiamo già ampiamente parlato nell’articolo Cordini e dispositivi di collegamento: come usarli,  è il rapporto tra la lunghezza del cordino e l’altezza della caduta.

In poche parole, per quante volte la lunghezza del cordino si cade.

Con il cordino da 1,8 metri ancorato sopra la testa, si può cadere per 0,9/1,1 m: si parla di fattore caduta 0,5/0,6.

Più accorcio il cordino, minore sarà il fattore di caduta fino ad avvicinarsi allo zero.

Con lo stesso cordino ma ancorato alla stessa altezza dell’anello dell’imbracatura, il fattore caduta è uguale o maggiore di 1, cioè si cade di una volta la lunghezza del cordino, 1,8 metri.

Quando l’ancoraggio è alla stessa altezza dei piedi, si cade per 2 volte la lunghezza del cordino (3,6 metri): questo è il fattore 2

E così via…

1. Grafico dell’allungamento dell’assorbitore di energia ABSORBICA di PETZL in rapporto al peso dell’operatore e al fattore di caduta – Schema per operatori fino a 50 Kg – fonte: PETZL

2. Grafico dell’allungamento dell’assorbitore di energia ABSORBICA di PETZL in rapporto al peso dell’operatore e al fattore di caduta – Schema per operatori fino a 100 Kg – fonte: PETZL

3. Grafico dell’allungamento dell’assorbitore di energia ABSORBICA di PETZL in rapporto al peso dell’operatore e al fattore di caduta – Schema per operatori fino a 130 Kg – fonte: PETZL

C’è differenza tra cadere per 90 centimetri o cadere per quasi 4 metri.

Nel primo caso, l’assorbitore di energia si aprirà un po’… o anche nulla. 

Nel secondo caso si è molto vicini al limite e l’assorbitore potrebbe aprirsi quasi del tutto.

Dipende anche da quanto pesa l’operatore: 60 kg che cadono per 4 metri impattano sul sistema meno di 90 o 120 kg.

Solo alcuni produttori forniscono grafici che indicano l’allungamento dell’assorbitore di energia in funzione del peso e del fattore di caduta.

Una di queste è, ad esempio, PETZL.

Applicazioni ed esempi pratici.

Gli esempi che seguono riguardano sempre casi in cui non si possa lavorare da terra o con sistemi di protezione collettiva o almeno con sistemi di ancoraggi a caduta impedita.

Queste 3 opzioni e nell’ordine in cui le abbiamo elencate, hanno sempre la precedenza.

Se non ho alternative…

Con elevate altezze di lavoro e abbondanza di spazio libero sotto l’operatore, cioè quando il tirante d’aria è l’ultimo dei problemi, è sempre bene cercare comunque l’ancoraggio più alto possibile e il cordino più teso possibile.

Ricordiamoci sempre che il pericolo numero 1, subito dopo un impatto non frenato al suolo, è lo shock che riceve il corpo dal sistema imbraco+cordino+ancoraggio.

Con tiranti d’aria bassi o molto bassi è fondamentale cercare il fattore caduta più vicino allo zero possibile.

Finanche arrivare a far lavorare l’operatore quasi appeso (ho scritto “quasi).

Se non riesco ad alzare l’ancoraggio più di tanto, accorcio il più possibile il cordino: sul mercato ci sono numerose soluzioni e dispositivi regolabili.

Fossero anche 130 kg di operaio, se la caduta è di soli 20 o 30 cm, l’impatto sull’assorbitore sarà molto contenuto e difficilmente si aprirà per più di qualche centimetro.

E se si apre, vuol dire che si doveva aprire, che la forza di arresto stava per raggiungere valori elevati.

… o sulle PLE?

La Piattaforma di Lavoro Elevabile, in special modo quelle a braccio articolato, non presenta elevati rischi di caduta dall’alto: ha il parapetto.

A meno che l’operatore non si sporga o si arrampichi imprudentemente su questo.

O a meno che qualcosa non vada storto.

Può sganciarsi il cestello e ribaltarsi catapultando fuori l’operatore. 

Oppure il braccio, per una manovra errata, può proiettare, lanciare l’operatore verso l’alto.

L’effetto catapulta, così denominato, è a tutti gli effetti come una caduta ma verso l’alto.

In questo caso i punti critici, oltre al corpo degli operatori, sono anche gli anelli di ancoraggio del cestello.

Estratto dalle Linee Guida della Regione Lombardia sull’uso delle Piattaforme di Lavoro Elevabili con indicazioni dell’uso di cordini con assorbitore di energia. Decreto 6551:2014

Questi, in genere non sono certificati anticaduta ovvero non sono resistenti fino a 12 kN (13 in caso di 2 persone secondo la EN 795:2012).

Proprio perché poco resistenti, è importante avere un assorbitore di energia che impedisca che una forza eccessiva si scarichi anche sull’ancoraggio del cestello.

Se poi non si verificano cadute o proiezioni troppo violente, tanto meglio: l’assorbitore non si aprirà.

Se il cestello è molto in basso, io suggerisco sempre di considerare il male minore: arrivare a terra rallentato e frenato da un assorbitore o subire uno shock tale da farsi esplodere gli organi interni?

A voi la scelta…

Noi siamo qui per trasmettere la nostra esperienza, fornire la nostra consulenza, aiutarvi a scegliere i dispositivi migliori per la vostra situazione e proporvi buon addestramento… contattateci >>