Vademecum Sicurezza Funi di acciaio

Il pericolo di incidenti durante le operazioni di sollevamento è talvolta sottovalutato dagli utilizzatori ma, fortunatamente, grazie agli alti coefficienti di sicurezza adottati (il coefficiente di sicurezza è il rapporto fra il carico di rottura minimo ed il carico di lavoro di sicurezza, o portata di sicurezza, di un componente di sollevamento) il numero di tali incidenti rimane limitato (ammesso che sia lecito parlare di numero limitato; meglio sarebbe parlare di assenza di incidenti).

Per quanto riguarda le funi di acciaio, il coefficiente minimo ammesso dalla legge è 5:1, aumentato del 10% a 5,5:1, nel caso di funi avvolte su tamburi a più strati. Questi valori, stabiliti dalla prima direttiva Macchine recepita in Italia nel 1996, sono oggettivamente del tutto adeguati e, abbinati a modalità operative corrette, garantiscono l’assoluta sicurezza delle operazioni di sollevamento.

La norma ISO 4309:2017 (UNI ISO 4309:2019) - che sostituisce l’edizione 2010 - è la guida completa per la gestione corretta delle funi d’acciaio per sollevamento da parte degli utilizzatori.

Dal titolo “Apparecchi di sollevamento - Funi - Cura, manutenzione, ispezioni e scarto”, la norma definisce le linee guida per la cura, l’installazione, la manutenzione e i controlli delle funi di acciaio in servizio sugli apparecchi di sollevamento ed elenca i criteri per lo scarto che devono essere applicati per implementare un utilizzo sicuro degli apparecchi di sollevamento.

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Introduzione

Le seguenti istruzioni ed avvertenze per l’uso e la manutenzione forniscono informazioni generali che devono essere osservate dagli utenti degli apparecchi di sollevamento. Scopo è formare una guida nell’uso sicuro delle funi per essere utilizzata dagli operatori.

Le istruzioni devono essere lette, seguite e trasmesse a tutti gli utilizzatori.

La mancata lettura e comprensione delle istruzioni potrebbe comportare conseguenze dannose. Le presenti Istruzioni fanno riferimento a Direttive e norme tecniche come sotto riportato:

In ottemperanza al D.Lgs. 17/2010 e Direttiva Macchine 2006/42/CE ogni fune deve essere Marcata CE e munita di Dichiarazione di Conformità CE.

Un’etichetta riportante tutti i dati necessari per la rintracciabilità e riferimento all’attestato di conformità può solidamente fissata ad un capo di ogni rotolo/bobina/corda (Vedi Direttiva Macchine 2006/42/CE Allegato I RESS 4.3).

Fig. 1 – Marcatura CE
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Tolleranza lunghezza fune

La lunghezza effettiva della fune (EN 12385-1), misurata senza tensione, se non diversamente concordato, avrà le seguenti tolleranze:

1. Fino a 400 m compresi: da 0% a +5%
2. Oltre 400 m fino a 1000 m compresi: - 0 a +20 m
3. Oltre 1000 m: da 0% a +2%

La formazione indica la composizione dei fili nel trefolo e dei trefoli nella fune.

Formazione della fune

Struttura e materiali

Una fune d'acciaio è formata da un certo numero di fili d'acciaio normalmente arrotolati in trefoli, a loro volta arrotolati attorno a un'anima centrale a sua volta costituita da un trefolo o da una vera e propria fune d'acciaio di diametro inferiore, o un'anima tessile, attualmente comunemente in polipropilene.

La fune metallica è composta, quindi, essenzialmente da 3 elementi: filo, trefolo, anima.

Filo

È l’elemento costitutivo essenziale della fune, può essere di diverse resistenze e si possono raggruppare in 5 classi di maggiore interesse.

Le classi nominali di resistenza più comuni per fili in acciaio al carbonio sono:

Il filo può restare grezzo oppure sottoposto al processo di zincatura. Con il processo di zincatura si ottiene una sorta di protezione agli agenti atmosferici e corrosivi ai quali la fune può essere sottoposta durante la vita lavorativa.

La formazione è la struttura della fune rilevata dalla sezione retta (numero e disposizione dei fili, dei trefoli e della eventuale anima).

Anima

La principale funzione dell’anima è di sostenere i trefoli e fungere da serbatoio e veicolo per il lubrificante.

Per semplicità, quindi, è possibile suddividere le funi in due famiglie distinte:

-  con anima in acciaio: l'anima metallica aumenta dell'8% circa il carico di rottura della fune rispetto all'anima in fibra tessile, ma ne riduce la flessibilità;
-  con anima in fibra tessile: l'anima in fibra tessile garantisce sollevamento di carichi di peso inferiore rispetto alle funi con anima in acciaio ma risulta più flessibile.

Fig. 5 - Anima

Le caratteristiche delle funi d'acciaio (formazione, resistenza dei fili, diametri, tolleranze, carichi minimi di rottura, pesi, normative di collaudo e quant'altro) sono normate da ISO/CEN/UNI.

La designazione della fune viene fatta con dei numeri (indicanti il numero dei fili) e della lettere che designano tipo anima, tipo fili ecc..:

Tabella 1 – Designazione fune EN 12385-2
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Installazione: svolgimento e messa in opera

Le funi devono essere installate solo da persone provviste di esperienza e competenza.

Quando una fune viene svolta dalla bobina bisogna prendere le opportune precauzioni per evitare torsioni che procurerebbero pieghe, “ginocchi” o ondulazioni. Se la fune, durante la sua installazione, striscia su uno spigolo vivo il punto di contatto deve essere protetto per evitare alla fune diabradersi.

Prima di mettere in funzione l’impianto su cui è montata la fune, si deve verificare il corretto funzionamento delle parti associate al suo movimento. È opportuno effettuare un numero di cicli di funzionamento con carico del 10% del carico massimo di utilizzo per stabilizzare l’insieme fune/impianto.

La fune può essere confezionata avvolta su bobina o più semplicemente in rotolo Se la fune è avvolta su bobina, si passerà nel foro una barra di diametro e di lunghezza adatti e si poseranno le estremità della barra su due cavalletti sufficientemente alti perchè la bobina possa girare senza trovare ostacoli al suo movimento; si tira in seguito il capo della fune, provvedendo a frenare la flangia della bobina con un asse di legno od un piatto di ferro, in modo che la fune non si allenti sulla bobina, durante lo svolgimento.

Svolgimento corretto

Fig. 35 – Svolgimento corretto

Se la fune è confezionata in rotolo, la si metterà su un aspo e poi la si svolgerà tirandola per il capo esterno, in modo che il rotolo giri intorno al proprio asse anche in questo caso occorrerà tenere frenato l’aspo in modo che la fune non si allenti intorno ad esso. Se il rotolo è di piccole dimensioni la fune può essere svolta tenendo il capo esterno a terra e svolgendo la fune.

Trascurando le modalità sopra esposte ed estraendo la fune dalla bobina o dal rotolo senza farla girare sul proprio asse, si creerà una innaturale torsione nella fune con la formazione di «occhi», che quando la fune viene tesa, si stringono fino a formare dei «nodi»: la fune rimane danneggiata definitivamente con i trefoli ed i fili che abbandonano la loro posizione normale, hanno diversa tensione ed il risultato è un consumo eccessivo della parte danneggiate della fune.

Sebbene il danno possa essere riparato, così che il danneggiamento appare lieve, l’equilibrio tra i trefoli nella fune è stato alterato e la fune non potrà più dare il suo massimo rendimento.

Altre volte con l’errato svolgimento, pur senza giungere alla formazione di «infiascature», si può creare una torsione che tende ad aprire la fune con conseguente perdita di compattezza: anche in questo caso fra i trefoli si genera uno squilibrio e durante l’uso si verificano deformazioni e quindi minor rendimento.

L’importanza che l’operazione di svolgimento riveste, generalmente viene sottovalutata ed è compiuta con leggerezza. Talvolta per mettere in opera una fune confezionata in rotolo il primo atto che si compie è il taglio delle legature; dal garbuglio che ne nasce si tira un capo, cercando di districarlo alla meglio; quando si giunge alla fine, la fune presenta pieghe e nodi raddrizzati ed è immaginabile il risultato che potrà dare in opera.

Lo svolgimento delle funi a regola d’arte consente di evitare costose fermate dell’impianto, risparmio di manodopera, incidenti al personale e perdite di tempo. La spesa per la semplice attrezzatura richiesta è ampiamente compensata dai vantaggi che si hanno nell’impiego corretto della fune.

Svolgimento errato

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I controlli previsti ISO 4309:2017

La tabella 1 definisce infatti i "modi di deterioramento" che sono nell'ordine: 

1. Fili rotti visibili 
2. Perdita di materiale metallico dovuta alla presenza di fili rotti 
3. Decremento del diametro 
4. Perdita di materiale metallico dovuta a fenomeni diversi rispetto a fili rotti (usura, corrosione, etc.) 
5. Rottura dei trefoli 
6. Corrosione (esterna, interna e fretting) 
7. Deformazioni 
8. Danni meccanici 
9. Danni dovuti a sovratemperature (ad esempio fulminazioni)

Per tutti questi modi di deterioramento il tecnico deve dare una valutazione, espressa da un 'severtity rating' che esprime il grado di usura relativo al singolo danneggiamento. La norma definisce poi i cosiddetti 'assessment methods' e cioè i metodi di valutazione per ciascuno dei modi di deterioramento.

Tabella 5 – (Table 1 della ISO 4309:2017)

Confronto Tabella 1 ISO 4309:2011 e ISO 4309:2017

Tabella 6 – (Tabella 1 della ISO 4309:2011)
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Tipologie di rotture, difetti e condizioni di sostituzione (secondo ISO 4309:2017)

Tabella 8 – Appendice B ISO 4309:2017

Fig. B.1 - Usura esterna

Fig. B.2 - Rottura dei fili a corona

Fig. B.3 - Rottura dei fili negli avvallamenti

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Guida all’accertamento e alla valutazione della corrosione

Fig. I.1 - Inizio di ossidazione della superficie, che può essere pulita, lieve – Indice: 0% a favore dello scarto

Fig. I.2 - Fili ruvidi al tatto, ossidazione superficiale generica – Indice: 20% a favore dello scarto

Aree critiche che richiedono un'ispezione particolarmente attenta

Legenda

1 sezioni avvolte su un tamburo nel punto in cui il carico viene sollevato e altre sezioni affette da massima interferenza (generalmente coincidenti con il massimo angolo di deflessione)
2 sezione(i) che entra(entrano nelle pulegge del(dei) bozzello(i) nel punto in cui il carico è sollevato
3 sezioni in contatto diretto con la puleggia di compensazione, particolarmente nei punti di entrata
4 punto di collegamento alla gru 

Fig. A.1 - Avvolgimento a strato singolo

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segue in allegato

Fonti
Direttiva Macchine 2006/42/CE
D.Lgs. 81/08 Testo Unico Sicurezza
ISO 4309:2017 “Cranes -- Wire ropes -- Care and maintenance, inspection and discard”
ISO 16625:2013 “Cranes and hoists -- Selection of wire ropes, drums and sheaves”
EN 10264-1:2012 “Filo di acciaio e relativi prodotti - Filo di acciaio per funi - Parte 1: Requisiti generali “
EN 10264-2:2012 “Filo di acciaio e relativi prodotti - Filo di acciaio per funi - Parte 2: Filo di acciaio non legato trafilato a freddo per funi per applicazioni generali”
EN 10264-3:2012 “Filo di acciaio e relativi prodotti - Filo di acciaio per funi - Parte 3: Fili tondi e sagomati di acciaio non legato per applicazioni speciali”
EN 12384-4:2008 “Filo di acciaio e relativi prodotti - Filo di acciaio per funi - Parte 4: Filo di acciaio inossidabile”
ISO 4309:2017 “Cranes -- Wire ropes -- Care and maintenance, inspection and discard”
UNI ISO 4309:2019 "Apparecchi di sollevamento - Funi - Cura, manutenzione, ispezioni e scarto"

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