EN ISO 13855:2024: cosa cambia per il posizionamento dei dispositivi di protezione immateriali

Perché la nuova EN ISO 13855:2024 è una revisione importante

La revisione 2024 sostituisce la precedente edizione 2010 e nasce per aggiornare la norma allo stato dell’arte. La modifica più evidente è l’ampliamento del documento: la nuova versione non si limita ai casi classici di barriere fotoelettriche e tappeti sensibili, ma considera in modo più sistematico dispositivi di protezione moderni, applicazioni mobili, zone di rilevamento bidimensionali e tridimensionali, sistemi vision based e casi in cui l’avvicinamento dell’uomo alla zona pericolosa non è rettilineo o prevedibile.

Dal punto di vista pratico, questa revisione interessa soprattutto macchine automatiche con accessi protetti da ESPE, linee di packaging, celle robotizzate, fine linea, navette, carrelli mobili, AGV/AMR, sistemi con laser scanner, zone di muting, ripari interbloccati, comandi a due mani, comandi a impulso mantenuto e dispositivi manuali di reset o abilitazione.

La novità vera non è solo la presenza di nuove formule. La novità è il cambio di approccio: occorre dimostrare che la distanza scelta è coerente con il rischio, con la funzione di sicurezza, con il tempo di risposta complessivo e con il modo reale in cui una persona può avvicinarsi al pericolo.

Campo di applicazione: cosa rientra e cosa resta escluso

La EN ISO 13855:2024 riguarda il posizionamento dei mezzi di protezione rispetto all’avvicinamento del corpo umano o di sue parti alla zona pericolosa. Il riferimento non è più soltanto alla velocità di approccio di parti del corpo, ma al modo in cui il corpo umano può raggiungere una zona in cui il rischio deve essere ridotto prima del contatto o dell’accesso effettivo.

La norma copre il posizionamento di zone di rilevamento di ESPE, AOPD, AOPDDR a due o tre dimensioni, dispositivi di protezione “vision based”, tappeti e pavimenti sensibili, comandi a due mani, comandi singoli e ripari interbloccati; l’ampliamento del panorama applicativo è importante perché sposta l’attenzione da una singola categoria di dispositivo alla funzione svolta dal dispositivo nel sistema di sicurezza.

Restano invece fuori alcuni casi come i dispositivi che possono essere spostati manualmente senza utensili più vicino al pericolo, rischi da emissioni o espulsioni di materiale, radiazioni, archi elettrici, calore, rumore, fumi e gas, rischi dovuti a cedimenti meccanici o cadute per gravità. Le distanze calcolate secondo la norma non si applicano inoltre a dispositivi usati solo per presenza sensing, quando la funzione non è arrestare o ridurre il rischio prima che la persona raggiunga la zona pericolosa.

Dal concetto di minimum distance alla separation distance

Uno dei cambiamenti terminologici più importanti è il passaggio dal concetto di “minimum distance” al concetto di “separation distance”, indicato con S. La differenza non è solo linguistica. “minimum distance” poteva essere letta come una distanza minima geometrica; “separation distance” descrive meglio la funzione tecnica: mantenere una separazione sufficiente tra persona e pericolo fino al raggiungimento della riduzione del rischio prevista.

S = (K × T) + C

La formula di base resta la stessa S dipende dalla velocità di avvicinamento K, dal tempo complessivo T e dalla distanza di raggiungimento associata al dispositivo di protezione, ora indicata come DDS. Tuttavia la nuova impostazione richiede di considerare anche fattori supplementari Z quando l’applicazione li rende necessari.

In pratica, non basta più prendere il tempo di arresto della macchina, applicare un fattore K generico e sommare un valore tabellare. Occorre stabilire qual è la funzione di sicurezza, quando si considera raggiunta la riduzione del rischio, quale parte del corpo può essere coinvolta, quale dispositivo rileva l’accesso, quale percorso può compiere la persona e quali incertezze devono essere considerate.

La metodologia di calcolo: più rischi, più percorsi, più condizioni reali

Il capitolo 4 è stato riscritto per rendere più chiaro il metodo di lavoro. Il punto di partenza resta l’identificazione dei pericoli e la valutazione dei rischi. Se esiste una norma di tipo C applicabile alla macchina, questa deve essere considerata prima: la EN ISO 13855 interviene per calcolare, verificare o supportare il posizionamento dei mezzi di protezione quando la norma di tipo C rimanda a questo criterio o non fornisce una distanza specifica sufficiente.

La metodologia richiede di considerare il percorso reale con cui la persona può raggiungere il pericolo: approccio diretto, indiretto, ortogonale, parallelo, attraverso aperture, sopra, sotto, intorno a ostacoli o attraverso una combinazione di protezioni. Questo è un cambio rilevante per macchine complesse, perché impone di analizzare non solo “la distanza in linea retta”, ma il percorso più breve effettivo e ragionevolmente prevedibile.

Un altro punto operativo è la necessità di usare il valore più conservativo tra quelli applicabili. Se il rischio può essere raggiunto con modalità diverse, il progettista deve considerare il caso che richiede la separazione più gravosa o adottare misure fisiche aggiuntive per escludere alcuni percorsi. La norma rende quindi più esplicito il rapporto tra calcolo, layout e progettazione dei ripari.

Tempo di risposta T: dalla misura di arresto alla riduzione del rischio prevista

La EN ISO 13855:2024 abbandona definitivamente l’idea semplificata di “tempo di arresto” come unico parametro. Il parametro centrale è l’overall system response time T: il tempo tra l’attivazione della funzione di rilevamento o comando e il momento in cui viene ottenuta la riduzione del rischio prevista. Non sempre questo coincide con l’arresto completo della macchina, ma se non è possibile dimostrare con precisione quando il rischio è ridotto, il criterio prudente resta considerare l’arresto completo.

Il tempo T deve includere tutti i contributi rilevanti: tempo del dispositivo di protezione, logica SRP/CS o SCS, uscite, dissipazione dell’energia, risposta meccanica, inerzia e, se necessario, fattori di tolleranza legati al degrado o alla variabilità prestazionale della macchina. Questo punto è molto importante per macchine pneumatiche, idrauliche, servoazionate, con inverter o con stop controllati.

Per un costruttore significa che il valore usato nel calcolo non può essere un dato generico preso da catalogo. Va dimostrato attraverso calcolo, misura o combinazione dei due, considerando le condizioni peggiori credibili.

Fattori supplementari Z e incertezze applicative

La nuova edizione della norma dà molto più peso ai fattori supplementari Z; questi fattori servono a incorporare nel calcolo le incertezze e le condizioni applicative che possono ridurre la distanza effettiva di sicurezza.

Tra i fattori da considerare rientrano errori generali di misura del dispositivo, incertezza di posizione della macchina, incertezza di posizione della persona, errori legati alla riflessione, mancanza di luce libera a terra per veicoli o macchine mobili e riduzione della coppia frenante nel tempo. Se una zona protetta è gestita da laser scanner, visione, AOPDDR o sistemi di localizzazione, il progettista deve chiedersi quanto è precisa la misura, quanto è stabile la posizione del pericolo, quanto è affidabile la rilevazione della persona e quali tolleranze devono essere aggiunte.

Separazione dinamica: la novità chiave per macchine mobili e sistemi flessibili

La separazione dinamica è probabilmente la modifica tecnica più importante della EN ISO 13855:2024. La norma distingue tra separazione statica e separazione dinamica. La separazione statica è calcolata verso il limite massimo della zona pericolosa, indipendentemente dalla posizione reale del pericolo nel momento in cui la funzione di sicurezza viene attivata. La separazione dinamica, invece, considera la posizione effettiva del pericolo e lo spostamento che il pericolo può compiere durante il tempo T.

Questo è fondamentale per macchine mobili, navette, veicoli industriali, assi automatici, robot e sistemi flessibili. Se il pericolo si muove verso la persona, la distanza deve tenere conto non solo del movimento della persona verso il pericolo, ma anche del movimento del pericolo verso la persona.

Per le applicazioni in cui la direzione di avvicinamento dell’uomo non è nota, la norma introduce il contributo SM, cioè lo spostamento della macchina o della parte pericolosa durante il tempo di risposta complessivo. Se accelerazione e decelerazione sono note, possono essere usate nel calcolo; se la decelerazione non è nota, l’approccio diventa prudente e va assunto un valore sfavorevole. Se SM è ricavato da misure, occorre aggiungere una tolleranza applicativa e validare il risultato.

Comandi a due mani e comandi singoli

La EN ISO 13855:2024 dedica maggiore attenzione ai dispositivi manuali di comando. Per i comandi a due mani occorre distinguere se il dispositivo impedisce o meno l’encroachment, cioè l’avanzamento del corpo o degli arti verso il pericolo durante l’azionamento. Se il comando a due mani non impedisce l’avvicinamento, il calcolo deve includere una distanza di raggiungimento associata. Se invece l’encroachment è eliminato da progettazione, schermatura, orientamento o protezioni, il contributo può essere ridotto secondo i criteri della norma.

La novità più evidente è l’introduzione di requisiti specifici per single control devices. Un comando singolo manuale o a pedale non può essere trattato come se avesse lo stesso livello di segregazione di un comando a due mani. La norma considera la distanza tra attuatore e zona pericolosa e introduce criteri dedicati per comandi manuali e pedali. Il messaggio tecnico è netto: se l’operatore può comandare il movimento e contemporaneamente raggiungere la zona pericolosa, la posizione del comando diventa parte della misura di protezione.

Questo riguarda ad esempio comandi di jog, hold-to-run, avanzamento manuale, abilitazione ciclo, reset funzionale o comandi di attrezzaggio. In questi casi il progettista deve verificare che il comando non possa essere azionato da una posizione da cui sia possibile raggiungere il pericolo prima della riduzione del rischio.

Ripari interbloccati e guard locking

La norma considera il fatto che un riparo possa aprirsi parzialmente prima che il dispositivo di interblocco attivi la funzione di sicurezza. In quel breve intervallo, la persona può già creare un’apertura sufficiente per introdurre dita, mano, braccio o corpo.

Per i ripari interbloccati senza bloccaggio, la separazione deve essere determinata considerando la distanza tra il bordo dell’apertura e la zona pericolosa, la velocità di approccio e la distanza di raggiungimento attraverso l’apertura, da valutare in relazione alla EN ISO 13857. Occorre quindi considerare dimensione, forma e posizione dell’apertura reale prima dell’attivazione dell’interblocco.

Per i ripari con guard locking, se il tempo di rilascio del bloccaggio è inferiore al tempo complessivo T, la distanza deve comunque impedire l’accesso alla zona pericolosa prima del raggiungimento della riduzione del rischio prevista. Il bloccaggio non è quindi una “scorciatoia”: è efficace solo se il tempo di rilascio, la distanza e la funzione di sicurezza sono coerenti.

Dettaglio tecnico delle modifiche rilevanti per capitolo

Di seguito una lettura tecnica delle modifiche da considerare in progettazione, validazione e aggiornamento documentale. I valori e le formule riportati sono indicativi per orientare il lavoro tecnico; il calcolo esecutivo deve essere sempre effettuato sul testo ufficiale della norma e sulla configurazione reale della macchina.

Esempi applicativi ragionati

Esempio 1 – Laser scanner su navetta mobile o AMR in area produttiva

Scenario: una navetta mobile trasporta semilavorati in una linea automatica. La protezione è affidata a un laser scanner con campi dinamici che variano in funzione della velocità. Con la logica 2010, l’attenzione poteva concentrarsi su una distanza di arresto calcolata in modo abbastanza statico. Con la 2024 il ragionamento deve essere più completo.

La macchina si muove, quindi il pericolo non è fisso. Occorre considerare la posizione attuale della navetta, la sua velocità, la decelerazione reale, il tempo di risposta del laser scanner, della logica safety, dell’azionamento e della parte meccanica. Se la direzione di approccio della persona non è nota, bisogna considerare il contributo SM: la navetta continua a percorrere una certa distanza durante il tempo T. Inoltre devono essere valutati i fattori Z: incertezza del laser scanner, accuratezza della posizione, riflessioni, ground clearance e decadimento della capacità frenante.

Conclusione tecnica: non è sufficiente dichiarare “campo scanner = distanza di arresto + margine”. Serve una validazione della separazione dinamica in condizioni peggiori credibili, con evidenza nel fascicolo tecnico e prove coerenti con velocità, carico, pavimento, pendenze, usura e condizioni ambientali.

Esempio 2 – Linea di packaging con barriera fotoelettrica verticale e reset esterno

Scenario: una linea di confezionamento è protetta da una barriera fotoelettrica verticale. All’interno della zona protetta sono presenti più punti di possibile accesso e un dispositivo di reset/manual enable è installato vicino al bordo della protezione. La nuova EN ISO 13855:2024 impone di non guardare solo alla distanza tra barriera e organo pericoloso.

Occorre verificare se l’operatore può raggiungere il pericolo sopra, sotto o attraverso la zona di rilevamento. Se l’accesso è possibile aggirando un ostacolo, va considerato il percorso reale più breve. Se all’interno dello spazio protetto è possibile raggiungere un SRMCD, il reset deve essere trattato come elemento safety-related: la sua posizione deve impedire l’azionamento da una posizione pericolosa o non visibile.

Conclusione tecnica: il layout deve dimostrare sia la distanza S verso la zona pericolosa sia l’impossibilità di azionare reset/start/enable dall’interno dello spazio protetto o da una posizione da cui non si vede la zona interessata. In molti casi la modifica corretta non è “aumentare la barriera”, ma riposizionare reset, integrare ripari fissi, eliminare percorsi indiretti e validare il tempo T reale.

Esempio 3 – Riparo interbloccato su zona utensile con apertura parziale

Scenario: una macchina ha un riparo interbloccato senza guard locking. Il sensore è montato in modo tale che il riparo possa aprirsi alcuni centimetri prima dell’attivazione della funzione di sicurezza. Con la nuova EN ISO 13855:2024 questa condizione deve essere valutata in modo esplicito.

Il progettista deve calcolare l’apertura reale disponibile prima dell’attuazione dell’interblocco. Se l’apertura consente l’introduzione di dita o mano, occorre determinare la distanza di raggiungimento attraverso il riparo secondo EN ISO 13857 e verificare che la zona pericolosa non sia raggiungibile prima della riduzione del rischio. Se il riparo è azionato da una camma rotativa, la larghezza del riparo, lo spessore e l’angolo di attuazione diventano parametri tecnici rilevanti.

Conclusione tecnica: il posizionamento del sensore e la meccanica del riparo diventano parte del calcolo di sicurezza. Una scelta apparentemente “meccanica” può trasformarsi in una non conformità se permette accesso al pericolo prima che la funzione di sicurezza abbia effetto.

Checklist per progettisti e costruttori

1. Verificare se la macchina è coperta da una norma di tipo C e se questa rimanda alla EN ISO 13855:2024.
2. Identificare ogni zona pericolosa e ogni percorso ragionevolmente prevedibile verso la zona.
3. Definire se la separazione è statica o dinamica.
4. Classificare l’approccio: ortogonale, parallelo, angolato o indiretto.
5. Stabilire quale parte del corpo deve essere rilevata o tenuta fuori dalla zona pericolosa.
6. Calcolare S con K, T, DDS e Z, documentando le ipotesi.
7. Misurare o calcolare T in condizioni peggiori credibili, non in condizioni ideali.
8. Valutare incertezze di misura, riflessioni, posizione della macchina/persona e decadimento frenante.
9. Verificare l’accesso sopra, sotto, attraverso e intorno alle protezioni.
10. Controllare la posizione di reset, start, enable, sblocco ripari e altri SRMCD.
11. Per sistemi mobili o SSC, validare la separazione dinamica e il campionamento del sistema.
12. Per ripari interbloccati, valutare l’apertura prima dell’attuazione e l’eventuale tempo di rilascio del guard locking.
13. Aggiornare manuale istruzioni, fascicolo tecnico, schemi safety, prove di arresto e validazione del Performance Level/SIL dove applicabile.

Errori frequenti da evitare

Come Waves Engineering supporta costruttori e integratori

Waves Engineering supporta costruttori di macchine, integratori e aziende manifatturiere nella verifica delle distanze di sicurezza secondo EN ISO 13855:2024. L’approccio è tecnico e documentale: analisi del layout, identificazione delle zone pericolose, verifica dei dispositivi di protezione, calcolo o misura dei tempi di risposta, controllo dei percorsi di accesso e aggiornamento del fascicolo tecnico.

Il servizio è particolarmente utile quando si progettano nuove macchine, si modifica una linea esistente, si sostituiscono barriere o laser scanner, si introducono robot, navette, AGV/AMR o sistemi con speed and separation control. In questi casi il rischio non è solo sbagliare una distanza: il rischio è costruire una misura di protezione apparentemente corretta ma non dimostrabile secondo lo stato dell’arte.

Una verifica preventiva consente di ridurre rilavorazioni, contestazioni in collaudo, problemi in fase di marcatura CE e criticità nel rapporto con cliente finale, HSE o organismi di controllo.

4. Link interni suggeriti

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