Tecnologie di sollevamento – Paranchi e Controlli

 

Sempre più spesso in teatro e nei locali di spettacolo in genere si rende necessario sostituire i contrappesi con i motori puntuali. I motivi sono diversi: risparmio di tempo, risparmio di personale, sicurezza, certificazioni. Quando cerchiamo informazioni sui motori e sulle normative vigenti veniamo catapultati in un mondo che presenta mille sfaccettature e non ci resta che mettere insieme un puzzle europeo. Diversi mesi fa Lorenzo Ortolani pubblicava sulle pagine di BackStage un articolo di Domenico Nicolamarino che trattava l’argomento dei paranchi e dei controlli. Nicolamarino intervistava colui che oggi è a mio avviso uno dei tecnici più competenti sul panorama europeo e cioè Cristiano Giavedoni. L’articolo che segue è tratto appunto da un lavoro pubblicato sulla rivista Backstage.

Quando assistiamo ad uno spettacolo teatrale o concertistico non possiamo non accorgerci di quanto la tecnologia per il sollevamento dei carichi scenici abbia fatto passi da gigante. A trarne vantaggio non è soltanto la parte registica e scenotecnica ma anche la stessa produzione che può contare su una importante riduzione dei tempi di allestimento.

La recente tecnologia si caratterizza inoltre da un maggiore livello di sicurezza, tra cui la possibilità della permanenza di persone in corrispondenza delle aree di movimentazione degli apparati scenici. La nuova tecnologia nel settore dei paranchi ha fabbricato protocolli di controllo e comunicazione che permettono di interfacciare i paranchi (chain hoist) ad una rete LAN.

Questi sistemi permettono il monitoraggio dei carichi sospesi dove il valore di iperstaticità è controllato dal sistema operativo che evidenzia prima della manovra i carichi eccessivi oppure segnala altre anomalie come eventuali inceppamenti della catena. Il controller, oltre a permettere la regia delle movimentazioni, comunica in tempo reale (frazioni di secondo) il guasto o il sovraccarico ed altre anomalie che possono creare situazioni di pericolo. In questo caso viene azionato il blocco di sicurezza. Altro aspetto di questi consiste nella possibilità di variare in modo continuo la velocità corrispondente al massimale di carico; anche l’avviamento della corsa non deve presentare interruzioni che, causando sbalzi di velocità, potrebbero aumentare i rischi e la fluidità visiva del movimento.

Una delle principali caratteristiche elettromeccaniche dei paranchi è il motore che presenta il sistema auto-frenante. Per migliorare il sistema di sicurezza è utile avere la doppia unità di freni indipendenti tra loro con limitatore di sollevamento finecorsa. Altro accorgimento tecnico è il limitatore di carico a frizione che permette di avere una buona staticità. Il riduttore assiale su cuscinetti e ingranaggi elicoidali temperati è allestito in bagno d’olio per migliorare le rispondenze meccaniche. Questo sistema permette di migliorare la frenata anche in situazioni di sovraccarico.

I paranchi per lo spettacolo sono presenti sul mercato principalmente in due modelli D8+ e BGV-C1. Essi si distinguono per gli elevati livelli di sicurezza, nello specifico maggiore resistenza meccanica ai sovraccarichi, blocco automatico in caso di sovraccarico e controllo di frenaggio.

La parte seguente è tratta da una intervista a Cristiano Giavedoni:

Il paranco in conformità con il codice di procedura SQ P2 (nella fattispecie un paranco D8+) riduce i rischi dovuti dalla caduta del carico agendo sul meccanismo di sollevamento e sui principali dispositivi di sicurezza. Rispetto al meccanismo di sollevamento il paranco D8+ deve avere un coefficiente di sicurezza meccanico di 10:1. Questo significa che un paranco da 1 tonnellata deve avere un minimo punto di rottura (MBP, Minimum Breaking point) – testato e calcolato – 10 volte superiore alla sua portata. Già questo elemento raddoppia la resistenza meccanica del meccanismo di sollevamento e ne aumenta enormemente la sicurezza. Il paranco deve essere fornito di un doppio meccanismo di frenaggio.
Inoltre il paranco D8+ deve essere provvisto di un dispositivo di limitazione del carico, sia esso meccanico (una frizione) o elettronico (una cella di carico).

Quindi il chain hoist di tipo D8+ può essere utilizzato in presenza degli addetti nelle aree di manovra dei carichi sospesi?

Il paranco D8+ può essere utilizzato per mantenere sospesi carichi al di sopra della testa della gente senza che sia indispensabile l’uso di una sicurezza secondaria (come un fall arrest o una fune d’acciaio per fare sicura) ma non può essere usato per fare movimentazioni di scena in presenza di persone al di sotto del carico movimentato.

D8+ è uguale a sospensione di carichi senza obbligo di sicurezza secondaria. Nel caso in cui più di un paranco D8+ (più di 3 paranchi assieme) sia utilizzato assieme per sollevare e mantenere sospeso un carico, ci sono alcune ulteriori condizioni di sicurezza da rispettare:

a) È necessario che la frizione nei suddetti paranchi D8+ sia non posizionata fra i freni e la noce di carico: i freni devono agire sempre direttamente sul carico.

b) Nel caso di più paranchi operanti assieme è necessario che il sistema automaticamente blocchi tutti i paranchi in movimento nel caso ci sia un sovraccarico in un solo paranco pari al 120% del carico.

Quali sono i reali valori di sicurezza che si riferiscono al BGV-C1?

BGV-C1 rappresenta i requisiti minimi con cui un paranco può essere utilizzato in un installazione permanente, come un teatro od una arena.
Per requisiti minimi si intendono tutte e tre le caratteristiche del paranco D8+ (coefficiente meccanico 10:1, doppi freni e sistema protezione da sovraccarico) più un altro paio di requisiti:

1) Gruppi fine corsa di lavoro e gruppi fine corsa di emergenza, per salvaguardare il carico nel caso la catena raggiunga la fine della corsa e si sganci dal paranco.

2) Nel caso in cui venga utilizzato assieme ad altri paranchi è necessario che abbia un dispositivo di posizionamento – un encoder – che restituisca ad un sistema di controllo la posizione e intervenga in caso di malfunzionamento della sincronia di movimento fra i paranchi. Ecco qui entriamo nel campo dell’automazione e dei sistemi di controllo ed il discorso comincia ad essere lungo e complesso.

Innanzitutto se si utilizzano paranchi BGV-C1 per movimentare carichi sopra la testa delle persone è importante che i paranchi siano controllati da sistemi di controllo con adeguate protezioni e garanzie di sicurezza.

In che modo l’unità di misura può identificare il livello di integrità di sicurezza?

Per dispositivi elettrici, elettronici ed elettronici programmabili, il livello di integrità di tali dispositivi è misurato con una scala SIL che va da 0 a 3. La scala SIL è ampiamente spiegata nelle normative internazionali IEC ISO EN 61508 e EN 62061.

Ad esempio: un pulsante di emergenza che serve a bloccare tutti i paranchi in movimento, deve essere cablato ed inserito all’interno di un sistema la cui integrità sia garantita ad un livello in cui il rischio tollerabile sia ragionevole. SIL1, SIL2 e SIL3 stabiliscono i requisiti di tollerabilità del rischio in base alla pericolosità dovuta dalle conseguenze di un malfunzionamento di tali dispositivi.

I dispositivi di sicurezza che controllano l’integrità delle funzioni di sicurezza (come il controllo del sovraccarico, il controllo del sincronismo di movimento, il monitoraggio della corrente erogata, il funzionamento di una macchina e via dicendo) possono avere differenti livelli di integrità e a loro volta possono rompersi o non funzionare in maniera da creare situazioni “misurabili” di potenziale pericolo.

L’insidia che risiede nell’utilizzo di sistemi BGV-C1 con livelli di sicurezza SIL2 o SIL3 sta nel fatto che distoglie l’attenzione da quelle normali attività di prevenzione che dovrebbero essere alla base di un sistema di sicurezza: l’analisi dei rischi di una installazione, il test delle apparecchiature prima dell’uso e la manutenzione delle apparecchiature stesse.

La percezione di apparente sicurezza dovuta dall’uso di sistemi di sollevamento BGV-C1 SIL2 o SIL3, spesso pone in secondo piano quelle operazioni di verifica e controllo che la buona norma ed il buon senso prescrivono.

In che modo i sistemi ethernet migliorano le tecnologie di sollevamento?

Ethernet è un sistema che consente la connessione di diversi computer o dispositivi logici, in una rete composta da molteplici nodi, mediante la quale pacchetti di informazioni viaggiano attraverso diversi protocolli di trasmissione. In poche parole è come una rete stradale, composta da strade, biforcazioni ed incroci, in cui passeggeri (informazioni) viaggiano trasportati da mezzi (protocolli) differenti.

Possiamo dire che di strade ce ne sono tante, alcune larghe e pianeggianti ed altre impervie e sterrate, ma ciò che fa la differenza sono i mezzi – protocolli di trasmissione e i passeggeri – informazioni.

Per controllare in maniera sicura i dati provenienti da apparecchiature di sicurezza e per processare tali dati in maniera inequivocabile e certa, l’automazione ricorre a dispositivi logici di trasmissione e ricezione dati in cui l’integrità del dato trasmesso e ricevuto sia attendibile (detti challenge response, ndr). Alcuni protocolli di trasmissione possono essere molto sicuri ma molto lenti. La lentezza inficia nei tempi di intervento dei dispositivi di sicurezza o ne limita il numero gestibile.
Altri protocolli sono più veloci ed essenziali e permettono la gestione di ampie quantità di dati ordinati e certi.

Un sistema di sicurezza che deve controllare la lettura di carico di 100 celle di carico connesse a 100 paranchi, per stabilire nel momento in cui un sovraccarico appare, quale azione corretta un attuatore deve fare per porre un sistema in sicurezza, deve leggere i dati di tutte le 100 celle di carico in un tempo tale da garantire l’efficacia dell’intervento.

Cosa succede se un chain hoist presenta dei problemi di sovraccarico?

Se per esempio un paranco va in sovraccarico e una cella di carico legge il dato di sovraccarico in un tempo superiore a 500millesimi di secondo è possibile che il sovraccarico abbia già arrecato un danno strutturale tale da generare una condizione di pericolo.

Le velocità di lettura di un sovraccarico è direttamente legata al tempo di intervento della funzione di sicurezza. Protocolli veloci di trasmissione e lettura dei dati permettono una maggiore efficacia dei sistemi di sicurezza. Faccio un esempio solo per le celle di carico, ma potrei continuare parlando di encoder, gruppi fine corsa e via dicendo. In sistemi di automazione in cui la funzione di “anticollisione” sia necessaria, la trasmissione e elaborazione dei dati è fondamentale.

Per visualizzare l'articolo originale di BackStage clicca qui