„Aici trebuie pusă o apărătoare.” Propoziția apare foarte repede într-o revizuire de proiect. Există un element în mișcare, o posibilă strivire sau prindere, deci răspunsul pare natural: apărătoare, interblocare, cortină optoelectronică. Când vorbim despre reducerea riscurilor la utilaje, reflexul acesta este comod, dar poate fi prea devreme.
Poate că apărătoarea va fi necesară. Poate că interblocarea va fi obligatorie. Poate că o funcție de siguranță va rămâne singura soluție realistă pentru riscul rezidual. Dar în acel moment încă nu știm asta.
Înainte să alegem măsuri tehnice de protecție, ISO 12100 cere să ne uităm la utilajul însuși. Se poate schimba poziția relativă a pieselor ca să nu mai apară un punct de strivire? Poate fi teșită sau îndoită o muchie ascuțită? Elementul mobil chiar are nevoie de masa și viteza actuale? Putem limita forța, energia, presiunea sau temperatura? Un alt material sau un alt proces poate reduce zgomotul, vibrațiile, praful ori riscul de aprindere?
Și încă ceva: poate problema nu este într-o singură piesă, ci în conceptul utilajului. Poate trebuie schimbată distribuția maselor și îmbunătățită stabilitatea. Poate trebuie altă tehnică de acționare. Poate punctele de ungere și reglare trebuie scoase în afara zonei periculoase. Poate energia rămasă în sistem după oprirea alimentării trebuie eliminată automat.
Acestea sunt măsuri de proiectare inerent sigură. Primul pas. Cel mai important. Nu separă doar omul de un pericol deja acceptat în proiect. Schimbă utilajul, parametrii lui sau modul în care omul interacționează cu el, astfel încât pericolul să dispară sau riscul asociat să scadă.
Reducerea riscurilor la utilaje începe cu întrebarea: ce schimbăm?
Prima greșeală apare în felul în care vorbim despre siguranța utilajului.
„Am proiectat apărătoarea.”
„Am adăugat interblocarea.”
„Am prevăzut cortina optoelectronică.”
„Am folosit un controler de siguranță.”
Toate acestea pot fi corecte. Pot exista încă din primul model 3D. Pot fi absolut necesare ca utilajul să atingă nivelul de siguranță cerut. Dar asta nu le transformă automat în pasul 1 al reducerii riscului.
O apărătoare nu devine măsură de proiectare inerent sigură doar pentru că a fost desenată odată cu utilajul.
ISO 12100 separă clar lucrurile. O măsură de proiectare inerent sigură elimină pericolul sau reduce riscul prin schimbarea caracteristicilor constructive ori funcționale ale utilajului. O apărătoare sau un dispozitiv de protecție reduce riscul legat de un pericol care nu a putut fi eliminat sau redus suficient prin construcție.
Diferența nu este momentul în care soluția a apărut în proiect. Nu este nici costul ei. Diferența este ce s-a schimbat efectiv la utilaj.
A dispărut punctul de strivire? A scăzut energia elementului mobil? A fost eliminată muchia tăioasă? Emisia a fost redusă la sursă? Sistemul rămâne sigur după pierderea energiei? Operatorul mai trebuie să facă aceeași sarcină periculoasă?
Dacă pericolul rămâne neschimbat, iar soluția doar blochează sau controlează accesul la el, cel mai probabil am intrat deja în pasul doi.
Ia un mecanism simplu, cu două piese care formează un punct de strivire. Putem înconjura mecanismul cu o apărătoare și putem monitoriza poziția ei. Dar înainte de asta trebuie să întrebăm: putem modifica poziția relativă a pieselor astfel încât spațiul să fie sigur pentru partea corpului luată în calcul sau astfel încât acea parte a corpului să nu poată intra acolo?
În primul caz protejăm omul de un punct de strivire existent. În al doilea îl eliminăm prin geometria utilajului. Nu accesul, ci utilajul.
La fel și cu mișcarea. Putem detecta prezența omului și opri elementul periculos. Dar mai întâi întrebăm: elementul chiar trebuie să aibă viteza aceea, masa aceea și energia aceea acumulată?
Întrebarea corectă nu este: ce protecție am adăugat? Întrebarea corectă este: ce proprietate periculoasă a utilajului am schimbat cu adevărat? Dacă răspunsul este „niciuna”, probabil nu am făcut încă pasul 1.
„Geometria este gata. Acum să adăugăm siguranță.”
Reducerea riscurilor la utilaje prin geometrie, nu prin improvizații
Acesta este unul dintre momentele în care proiectul o ia ușor, dar sigur, într-o direcție greșită.
Modelul mecanic este aprobat. Curse stabilite. Cilindri aleși. Structura trimisă la ofertare. Abia apoi cineva analizează accesul omului și vede puncte de strivire, tăiere, lovire sau prindere.
Geometria nu mai vrem să o schimbăm. Așa că începem să adăugăm siguranță: apărătoare, împrejmuire, interblocare, cortină de siguranță.
ISO 12100 propune ordinea inversă. Conform punctului 6.2.2.1, forma utilajului și poziția relativă a componentelor lui sunt printre primele zone în care proiectantul trebuie să caute eliminarea pericolelor.
Dacă două elemente mobile creează un punct de strivire, proiectantul trebuie întâi să verifice dacă poate schimba poziția lor relativă. Distanța minimă poate fi mărită astfel încât partea corpului luată în calcul să intre fără risc de strivire. Sau poate fi micșorată astfel încât acea parte a corpului să nu poată pătrunde între elemente.
Nu vorbim aici despre ținerea omului la distanță față de un pericol existent. Vorbim despre geometria pieselor utilajului, astfel încât punctul de strivire să nu mai existe.
Asta este diferența esențială. Într-un caz pericolul rămâne și accesul este limitat. În celălalt caz modificăm mecanismul astfel încât mișcarea analizată să nu mai poată produce vătămarea respectivă.
Același raționament se aplică muchiilor ascuțite, colțurilor, elementelor proeminente, suprafețelor rugoase și deschiderilor în care pot fi prinse părți ale corpului sau hainele. Dacă muchia poate fi teșită, îndoită sau uniformizată, este greu de justificat păstrarea ei și mutarea problemei în instrucțiunile de utilizare.
„Atenție la muchia ascuțită” nu este răspuns dacă muchia nu trebuie să fie ascuțită.
Geometria utilajului decide și vizibilitatea. Dacă exploatarea sigură cere ca operatorul să supravegheze zona de lucru sau zona periculoasă, trebuie să o poată vedea real de la postul de comandă. Un unghi mort nu se repară cu fraza „acționați cu atenție înainte de pornire”. Mai întâi verifici dacă poți schimba forma utilajului, poziția postului de comandă sau amplasarea componentelor. Abia când vizibilitatea directă nu este posibilă, poți lua în calcul mijloace indirecte, de exemplu oglinzi poziționate corect.
Forma utilajului dictează și poziția omului. Operatorul ajunge la elementele de comandă fără să se aplece peste zona periculoasă? Accesul la reglare îl obligă să introducă mâna între mecanisme? Construcția îl forțează într-o poziție din care nu se poate retrage rapid?
Asta nu este ergonomie de birou. Este reducerea riscului prin construcție.
Nu orice sarcină a operatorului trebuie protejată. Unele trebuie eliminate
Punctul 5.4 din ISO 12100 cere identificarea operațiilor realizate de utilaj și a sarcinilor omului pe tot ciclul de viață. În practică apare o listă: alimentare cu material, preluare produs, reglare, curățare, eliminare blocaje, detectare defecte, mentenanță.
Aici se face o greșeală clasică. Dacă sarcina a intrat pe listă, începem să căutăm modul în care operatorul o poate face în siguranță. Alegem mod de lucru, apărătoare, interblocare, dispozitiv de validare sau procedură.
Dar lista nu descrie neapărat versiunea finală a utilajului. Ea arată cum interacționează omul cu utilajul în proiectul analizat. Fiecare sarcină merită o întrebare suplimentară: în construcția finală, sarcina aceasta mai trebuie să existe?
Cazul 1: operatorul „doar îndreaptă” materialul
La trecerea dintre un transportor și următoarea parte a utilajului, materialul se poziționează greșit din când în când. Operatorul vede problema, se apropie și îl corectează manual.
Durează câteva secunde. Nu este tratată ca avarie. Nu este o schimbare de format/serie formală. Operatorul „doar aranjează piesa”.
Numai că, în acele secunde, omul ajunge într-o zonă unde se poate mișca transportorul, împingătorul sau un alt element al mecanismului. În evaluarea riscului apare o sarcină: eliminarea blocajului sau corectarea poziției materialului.
Răspunsul comod? Închidem accesul. Adăugăm interblocare. Facem mod manual. Scriem procedura sigură de eliminare a blocajului.
Poate că unele dintre acestea vor rămâne necesare. Dar înainte trebuie pusă întrebarea incomodă: de ce se poziționează materialul greșit?
Există un spațiu sau o diferență de înălțime între transportoare? Ghidajele țin materialul pe tot intervalul de dimensiuni prevăzut? Vitezele sunt sincronizate corect? O schimbare bruscă de viteză rotește sau răstoarnă produsul? Materialul incorect poziționat poate fi detectat și respins automat înainte să blocheze operația următoare?
Dacă intervenția apare din fiabilitatea insuficientă a alimentării, proiectantul trebuie să lucreze întâi la fiabilitate. Punctul 6.2.13 din ISO 12100 arată clar: fiabilitatea mai mare reduce numărul evenimentelor care cer intervenție și, implicit, expunerea omului la pericole.
Schimbarea geometriei transferului, a ghidării materialului sau a parametrilor de mișcare poate elimina o sarcină repetată de câteva sau zeci de ori pe schimb. Nu am proiectat o metodă mai sigură de a corecta materialul. Am eliminat motivul pentru care operatorul trebuia să îl corecteze.
Cazul 2: senzorul se reglează în zona periculoasă
Utilajul lucrează cu mai multe tipuri de materiale. Senzorul ales nu acoperă tot domeniul de detecție necesar sau cere schimbarea poziției în funcție de materialul procesat. La schimbarea de format/serie, operatorul intră în zona periculoasă și reglează manual senzorul.
În evaluarea riscului apare o sarcină concretă: reglarea poziției senzorului la schimbarea tipului de material.
Sigur, putem proiecta o intrare sigură. Oprim utilajul. Blocăm repornirea. Pregătim mod de lucru și procedură. Dar aceasta este prima soluție?
Dacă utilajul este destinat să lucreze cu un domeniu definit de materiale, proprietățile acelor materiale fac parte din limitele utilajului. Sistemul de detecție trebuie ales pentru întregul domeniu previzibil, nu doar pentru varianta comodă din test.
Prima posibilitate este alegerea unui senzor sau a altei tehnici de detecție care acoperă domeniul necesar pentru toate materialele prevăzute. Asta se leagă direct de recomandarea de alegere a unei tehnici adecvate din punctul 6.2.4 al ISO 12100.
Nu înseamnă că pui întotdeauna senzorul cu raza cea mai mare. Un domeniu prea larg poate genera detecții false sau poate reduce capacitatea de diferențiere. Soluția se alege și se validează în condițiile reale ale procesului.
Dar dacă senzorul corect ales elimină reglarea repetată, dispare și sarcina care cere intrarea în zonă.
Iar dacă un domeniu fix nu este posibil? Atunci verifici dacă reglarea trebuie făcută chiar lângă senzor. Mecanismul de reglare poate fi scos în afara zonei periculoase sau proiectat astfel încât operatorul să facă modificarea dintr-un loc sigur. Punctul 6.2.15 recomandă exact acest lucru: punctele de reglare și mentenanță se amplasează în afara zonelor periculoase, când este posibil.
În loc să proiectăm o intrare sigură până la senzor, schimbăm locul în care se face reglarea.
Mecanismul de gândire este același în ambele cazuri. Identificăm sarcina omului. Apoi nu întrebăm doar cum o protejăm. Întrebăm de ce a apărut, dacă ține de funcția corectă a utilajului sau de o limitare a soluției, dacă poate fi eliminată, dacă o poate prelua utilajul și dacă locul de execuție poate fi mutat în afara zonei periculoase.
Reducerea riscurilor la utilaje: verifică asta înainte de apărătoare
ISO 12100 nu dă o singură soluție bună pentru orice pericol. În punctul 6.2 indică însă zone concrete în care proiectantul trebuie să caute eliminarea pericolelor sau reducerea riscurilor prin construcție.
Tabelul de mai jos nu spune că apărătoarea, funcția de siguranță sau procedura sunt greșite. Uneori vor fi necesare. Ideea este alta: nu sări la ele înainte să verifici pasul 1.
| Înainte să... | Verifică la pasul 1... | Exemplu concret |
|---|---|---|
| ceri operatorului să observe atent zona | dacă utilajul îi oferă vizibilitate reală | schimbarea formei utilajului sau a poziției postului de comandă, reducerea unghiurilor moarte, amplasarea corectă a unei oglinzi |
| împrejmuiești punctul de strivire | dacă poate fi eliminat prin geometrie | mărirea spațiului astfel încât partea corpului să nu fie strivită sau micșorarea lui astfel încât să nu poată intra acolo |
| marchezi o muchie ascuțită | dacă muchia chiar trebuie să fie ascuțită | teșirea, îndoirea sau uniformizarea muchiei tablei, închiderea capătului deschis al unei țevi |
| scrii o instrucțiune de „întindere sigură a mâinii” | dacă forma utilajului permite poziție și acces corecte | repoziționarea elementelor de comandă, eliminarea nevoii de a te apleca peste mecanism sau de a ajunge între piese mobile |
| definești o zonă de protecție în jurul unei piese mobile | dacă poți limita forța, masa, viteza sau energia | cilindru mai mic, presiune mai mică, element mobil mai ușor, viteză limitată la cât cere procesul |
| carcasezi sursa de zgomot sau dai protecții auditive | dacă zgomotul poate fi redus la sursă | schimbarea acționării, vitezei, rigidității, modului de îmbinare sau parametrilor de proces |
| izolezi operatorul de vibrații | dacă sursa vibrațiilor poate fi modificată | echilibrarea pieselor, schimbarea distribuției masei, frecvenței sau amplitudinii mișcării |
| proiectezi ventilație pentru praf | dacă poți reduce formarea prafului | granule în loc de pulbere, frezare în loc de șlefuire, proces mai puțin emisiv |
| ecranezi o sursă de radiație | dacă sursa este necesară și dacă trebuie să aibă acea putere | renunțarea la sursă, reducerea puterii la strictul necesar, focalizarea fasciculului pe țintă |
| adaugi controale structurale repetate | dacă structura a fost corect calculată și realizată | dimensionare corectă, alegerea îmbinărilor, prevenirea suprasarcinii și oboselii, echilibrarea pieselor rotative |
| protejezi omul de ruperea unei piese | dacă materialul și coeficientul de siguranță sunt potrivite | luarea în calcul a coroziunii, îmbătrânirii, uzurii, fragilității, inflamabilității și sarcinilor ciclice reale |
| protejezi o tehnologie periculoasă | dacă poate fi aleasă o altă tehnică | acționare electrică în loc de pneumatică, tăiere cu apă în loc de tăiere mecanică, proces sub temperatura de aprindere |
| te bazezi pe arc sau greutate proprie pentru eliberarea unui element | dacă poți folosi o acțiune mecanic forțată | acționare directă sau rigidă a celui de-al doilea element, de exemplu deschiderea forțată a contactelor |
| scrii în instrucțiuni că utilajul trebuie pus pe pardoseală plană | dacă utilajul este stabil în condițiile previzibile | schimbarea bazei, distribuției masei, poziției centrului de greutate, luarea în calcul a forțelor dinamice și a vântului |
| creezi o procedură specială de service | dacă utilajul este ușor de întreținut | acces dimensionat pentru om, haine și scule, reducerea numărului de scule speciale |
| instruiești operatorul să nu greșească | dacă interacțiunea om-utilaj nu favorizează erorile | interfață HMI clară, elemente de comandă fără ambiguitate, poziție de lucru corectă, fără ritm impus brutal de ciclul automat |
| marchezi pericolul electric | dacă instalația electrică este proiectată după principiile de siguranță | deconectare și comutare corectă a circuitelor, protecție împotriva electrocutării |
| adaugi alarmă la depășirea presiunii | dacă sistemul poate preveni creșterea periculoasă a presiunii | limitare de presiune aleasă corect și construcție rezistentă la fluctuațiile previzibile |
| avertizezi despre energia rămasă după oprirea utilajului | dacă energia poate fi eliminată automat | descărcarea automată a rezervorului sau acumulatorului după oprirea alimentării, evacuarea controlată a presiunii reziduale |
| adaugi oprire de urgență ca răspuns la comportament imprevizibil | dacă sistemul de comandă se comportă sigur | fără mișcare la alimentare, fără repornire automată, menținerea opririi și susținerea sarcinii la pierderea energiei |
| te concentrezi doar pe controlerul de siguranță | dacă toate părțile funcției de siguranță au fiabilitatea cerută | mod previzibil de defectare, redundanță, detectare defecte și diversitate a soluțiilor folosite |
| pregătești procedură pentru eliminarea frecventă a avariilor | dacă poți reduce numărul intervențiilor necesare | ghidare mai bună a materialului, eliminarea blocajelor, componente mai durabile, diagnostic fără ocolirea protecțiilor |
| protejezi alimentarea sau preluarea manuală a materialului | dacă operația poate fi mecanizată sau automatizată | transportor, manipulator, împingător, jgheab de alunecare, respingere automată a materialului poziționat greșit |
| proiectezi intrare sigură la un element reglabil | dacă reglarea poate fi eliminată sau făcută din afara zonei | senzor care acoperă toate materialele prevăzute sau mecanism de reglare scos în afara zonei periculoase |
| protejezi accesul la punctul de ungere | dacă punctul trebuie să fie în interiorul zonei periculoase | conductă de ungere, ungere centralizată sau punct de mentenanță accesibil din exterior |
Tabelul nu este o listă de bifat mecanic la fiecare pericol. Nu fiecare metodă va fi posibilă. Unele schimbări pot crea pericole noi sau pot afecta funcția de bază a utilajului.
Dar sunt întrebări care trebuie puse înainte de pasul doi. După fiecare măsură aplicată, întreabă simplu: ce am schimbat de fapt, pericolul, mărimea riscului sau doar accesul omului la zona periculoasă?
Dacă singurul răspuns este „am adăugat apărătoare și funcție de siguranță”, ai descris o măsură de protecție. Nu ai demonstrat încă pasul 1.
Când poți trece la pasul doi?
După ce parcurgi soluțiile de la punctul 6.2, poți cădea în cealaltă extremă: dacă proiectarea inerent sigură este primul și cel mai important pas, atunci orice apărătoare dovedește un proiect prost.
Nu.
Există pericole care nu pot fi eliminate fără să distrugi funcția de bază a utilajului. O unealtă de tăiere trebuie să rămână ascuțită. O presă trebuie să genereze forța necesară procesului. Un element de lucru trebuie să se miște. Materialul poate cere prelucrare cu zgomot, praf sau temperatură ridicată.
Pasul 1 nu elimină întotdeauna pericolul. Dar trebuie să reducă riscul cât este practic posibil.
Putem scădea energia mișcării, dar nu până la punctul în care utilajul nu mai lucrează. Putem schimba geometria, dar poate rămân zone periculoase. Putem reduce intervențiile operatorului, dar curățarea, mentenanța și perturbările neprevăzute nu dispar complet.
Pentru asemenea situații există pasul doi: măsuri tehnice de protecție și măsuri suplimentare. Dar pasul doi nu începe când apărătoarea este soluția cea mai ușoară. Punctul 6.1 vorbește despre aplicarea lor atunci când eliminarea pericolului sau reducerea suficientă a riscului prin construcție nu este practic realizabilă.
Între „nu se poate” și „nu mai vrem să schimbăm proiectul” este o diferență uriașă.
Înainte să treci la pasul doi, verifică:
- dacă ai inclus toate modurile de lucru ale utilajului;
- dacă ai analizat toate intervențiile previzibile ale omului;
- dacă ai luat în calcul geometria, energia, materialul și tehnologia;
- dacă ai redus blocajele, avariile și operațiile care cer acces;
- dacă punctele de reglare și mentenanță puteau fi mutate în afara zonei periculoase;
- dacă soluțiile aplicate au creat pericole noi;
- dacă schimbarea nu a înrăutățit condițiile de lucru sau utilizarea normală a utilajului.
Ultimul punct este critic. O măsură care îngreunează munca normală, prelungește schimbarea de format/serie sau face imposibilă eliminarea unei perturbări tipice va încuraja ocolirea protecțiilor. Iar o protecție ocolită nu mai protejează pe nimeni.
Evaluarea nu se oprește după alegerea unei soluții. Conform punctului 5.6, după fiecare pas trebuie verificat din nou dacă riscul a fost redus suficient și dacă nu au apărut pericole noi.
Schimbarea geometriei poate îmbunătăți siguranța, dar poate complica mentenanța. Alimentarea automată poate elimina o operație manuală, dar poate crea un punct de strivire nou. Scoaterea reglării în afara zonei periculoase poate reduce expunerea, dar poate permite modificarea accidentală a reglajului.
Fiecare răspuns naște altă întrebare. Nu este defectul metodei. Este esența ei.
Apărătoarea nu este dovada unui proiect prost. Poate fi o măsură corectă și necesară. Problema apare când apărătoarea înlocuiește analiza utilajului. Pasul doi nu începe când proiectantul rămâne fără răbdare. Începe când posibilitățile pasului 1 au fost analizate real, iar riscul tot nu este redus suficient.