Circuiti facenti funzioni di sicurezza delle macchine, come valutare l’affidabilità?

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In data 23 dicembre 2015 è entrata in vigore la norma EN ISO 13849-1 Sicurezza del macchinario – Parti dei sistemi di comando legate alla sicurezza – Parte 1: Principi generali per la progettazione (che ha sostituito la UNI EN 954-1, andata definitivamente “in pensione” il 31 dicembre 2011) che ha introdotto il concetto di Performance Level (PL), indicando le “prestazioni dell’affidabilità” dei circuiti facenti funzioni di sicurezza del macchinario.

Parallelamente il CENELEC ha introdotto la EN 62061 Sicurezza del macchinario – Sicurezza funzionale dei sistemi di comando e controllo elettrici ed elettronici programmabili correlati alla sicurezza che ha introdotto il concetto di Safety Integrity Level (SIL), armonizzata dal 26 maggio 2010.

Questa coppia di norme ha fatto fare un “salto” rispetto ai concetti di affidabilità dei circuiti di sicurezza per gli equipaggiamenti di sicurezza dei macchinari (ad es. interblocchi, arresti di emergenza, barriere a fotocellula, scanner laser, doppi comandi, ecc.).

I circuiti facenti funzione di sicurezza dovranno avere un Performance Level (PL) (se viene utilizzata la EN ISO 13849-1 applicabile alla pneumatica/oleoidraulica, elettromeccanica, elettronica semplice) o un Safety Integrity Level (SIL) (se utilizzata la EN 62061 applicabile per l’elettronica di sicurezza) adeguato al pericolo che devono prevenire.

Come si valuta l’affidabilità dei circuiti facenti funzioni di sicurezza

Si definisce parte del sistema di controllo relativa alla sicurezza (SRP/CS, Safety Related Part of Control System) ogni sottosistema elettronico che accetta in ingresso alcuni segnali attinenti la sicurezza e li elabora generando i segnali di sicurezza di uscita.

Nella EN ISO 13849-1 sono state definite cinque architetture circuitali  che portano a cinque livelli di sicurezza (PL) con prestazioni via via crescenti a, b, c, d, e. Una volta stabilito quale sia il livello di prestazioni richiesto (PLr, Required Performance Level) per una determinata funzione di sicurezza, valore proveniente dalla valutazione dell’entità del rischio presente sulla macchina, si ricava il livello di prestazioni (PL, Performance Level) relativo alla sicurezza offerto dal sistema e si confrontano i due valori.

Nel caso in cui il livello di prestazione offerto dalla macchina sia minore di quello richiesto (proveniente dalla valutazione del rischio), va migliorata la tecnologia relativa a quella funzione di sicurezza, ricalcolato il PL offerto e riconfrontato col PLr. Il metodo è iterativo: si ripete fintanto che è soddisfatta la condizione PL ≥ PLr.

La determinazione del PLr si fa attraverso uno schema ad albero che tiene in considerazione i seguenti parametri:

• la gravità del danno che una persona potrebbe subire (S severity),
• la frequenza (o durata) dell’esposizione dell’individuo al pericolo (F frequency),
• la possibilità di evitare il coinvolgimento nella fonte di pericolo (P possibility).

Come si valuta l’affidabilità delle macchine immesse sul mercato prima delle nuove norme?

Per le macchine immesse sul mercato o messe in servizio prima delle nuove norme si applica il concetto dello “stato dell’arte” a carico del datore di lavoro: la soluzione è la “solita risposta”, ovvero è necessario valutare il rischio. Ok, ma come? Adottando una valutazione specifica per i macchinari ad es. pre-CE e pre-date di armonizzazione delle norme EN ISO 13849-1 e EN 62061 (se applicabile quest’ultima) che prenda in considerazione anche tali aspetti (affidabilità dei circuiti facenti funzioni di sicurezza) sui macchinari esistenti (anche se marcati CE) per perseguire lo stato dell’arte/della tecnica.

Il datore di lavoro potrà quindi capire se i circuiti facenti funzioni di sicurezza esistenti:

• sono ancora efficienti (è da tener presente che il “tempo di servizio” previsto dalla norma è di 20 anni);
• sono calcolabili i PL in relazione ai rischi (tipicamente ci si aspetta PL almeno pari a c per funzioni di sicurezza che hanno un impatto sulla salute – i circuiti a canali singoli inoltre hanno buona probabilità, con componenti ben provati, di arrivare a tale livello);

e quindi sono:

• ok;
• oppure sono da migliorare (ad es. sostituzione componenti);
• o da rifare (da sostituire le intere catene di comando che fanno funzioni di sicurezza);

e adottare procedure e istruzioni specifiche/vigilanza (ad es. test periodici funzionalità formalizzato) dando priorità ai macchinari con più gravi rischi o dove le situazioni sono più critiche.