ESPERIENZE DI RIPROGETTAZIONE DELLE TECNOLOGIEPRODUTTIVE PER LA PREVENZIONE DELLE PATOLOGIE DAMOVIMENTI RIPETITIVI: LE ATTREZZATURE PNEUMATICHE

Marco PlacciResponsabile Servizio Prevenzione e ProtezioneElectrolux Zanussi SPA – Stabilimento di Forlì

Italia

Il Gruppo Electrolux Zanussi . ha in Italia circa venti stabilimenti suddivisi in tresettori: Elettrodomestico, Grandi impianti e Componentistica. Le problematichecorrelate ai movimenti ripetitivi sono state affrontate in fasi successive. Il primoapproccio si è avuto a Forlì nel 1989 nello stabilimento di produzione dielettrodomestici per l’incasso a seguito di un’epidemia di sindrome del tunnelcarpale. Le soluzioni intraprese sono state eseguite utilizzando il buon senso e letecniche dell’ergonomia note ai tempometodisti.(vd. Intervento sugli avvitatori).

INTRODUZIONE

Lo stabilimento Electrolux Zanussi SPA di Forlìproduce elettrodomestici per la cottura. A seguitodi un crescente incremento di produzione, apartire dal 1993 in alcuni anni,proporzionalmente, ha visto aumentare il suoorganico. L’inserimento di nuovo personale (oltrequattrocento unità in quattro anni) in gran partefemminile e alla prima esperienza lavorativa, hacomportato presso le linee di assiemaggio deiprodotti, la necessità di valutare e prevenire leproblematiche patologiche riassumibili nei WorkRelated Musculo Skeletal Disorders (WMSDs).

La realtà dello stabilimento di Forlì prevedeva invariate postazioni di lavoro, l’utilizzo giornalierocontinuato degli attrezzi e poteva quindi sussistereun legame specifico tra le vibrazioni generate eassorbite dal sistema mano braccio, e l’insorgenzadei WMSDs.

AVVITATORI PNEUMATICI: TIPOLOGIEE INNOVAZIONE TECNOLOGICA

L’avvitatore pneumatico è un utensile che,alimentato da aria compressa, tramite un motoreinterno fa ruotare un inseritore di forma adeguataper l’avvitatura di viti, dadi, bulloni.

Caratteristiche tipiche dell’attrezzo sono:

• LA CONFORMAZIONE: diritta, diritta contesta angolata o a pistola;

• IL NUMERO DI GIRI: che determinanol’inerzia in gioco;

• LA POTENZA DEL MOTORE: e leconseguenti dimensioni dell’avvitatore;

• LA METODOLOGIA DI AVVIAMENTO: aleva, a grilletto, a spinta

dell’utensile;

• LA FRIZIONE DI ARRESTO: alraggiungimento della coppia preimpostata

Le vibrazioni generate da un avvitatorepneumatico dipendono dalla potenza del motoreinterno e dalla tecnologia costruttiva della frizioneche interviene al raggiungimento della coppia diserraggio.

Negli avvitatori a norma, le vibrazioni devonoessere innanzitutto ridotte alla fonte. Per questogli avvitatori più avanzati sono dotati di unafrizione che arresta automaticamente edistantaneamente l’aria di alimentazione alraggiungimento della coppia preimpostata. Gliavvitatori di tipo tradizionale impiegano inveceuna frizione meccanica a saltarelli, in cui dueelementi dentati in acciaio contrapposti fra loroslittano l’uno sull’altro, provocando l’insorgere dielevati livelli di vibrazione.

Figura n.3: 1) frizione a stacco d’aria, 2) frizione asaltarelli.

L’utilizzo di una frizione ad arresto automaticodell’aria tecnologicamente all’avanguardia,riduce il livello delle vibrazioni generatedall’avvitatore al disotto di 1 m/s2.

Qui sotto riportiamo come esempio i grafici dirilevamento del livello di vibrazioni emesserispettivamente da un avvitatore con frizione asaltarelli e da un avvitatore ad arresto automaticoad aria di pari capacità.

Il valore medio ponderato delle vibrazioni delprimo grafico è di 132 dB pari a 4 m/s 2 , ilsecondo valore è di 119 dB pari a 0,9 m/s2 .

Oltre a generare livelli notevolmente più bassi divibrazioni, gli avvitatori dotati di arrestoautomatico dell’aria, riducono anche il tempo incui l’operatore rimane esposto a questo fenomeno.Infatti, questi avvitatori si arrestanoautomaticamente ed istantaneamente alraggiungimento della coppia preimpostata, mentrenei cacciaviti di tipo tradizionale con frizione asaltarelli l’arresto dell’avvitatore viene lasciatoalla discrezionalità dell’operatore.

Il tempo di esposizione è ridotto di circa quattrovolte rispetto al tempo di esposizione con gliavvitatori tradizionali.

Nel grafico successivo è schematizzato ilcomportamenti delle vibrazioni rispettivamenteper un avvitatore a saltarelli ed uno dotato difrizione ad arresto automatico dell’aria.

Figura n.5: grafico delle vibrazioni generate a)avvitatore a saltarelli b) a stacco d’aria.

I PROVVEDIMENTI PER LA RIDUZIONEDEL RISCHIO

L’attuazione delle direttive ha visto suddividerel’attività del gruppo di lavoro in passi successivi.

Inventario degli avvitatori

Per eseguire la sostituzione degli attrezzi chemaggiormente influiscono sul sovraccaricobiomeccanico dell’arto superiore, é stato censitotutto il parco avvitatori presso le A.G.I. (Aree aGestione Integrata) montaggio, successivamentegli attrezzi sono stati suddivisi in famiglie etipologie.

E’ risultato che, presso lo stabilimento di Forlìerano presenti 1167 avvitatori di differentitipologie, di questi, 801 erano con frizione asaltarello, i rimanenti già con frizione a staccod’aria. Esistevano 97 differenti tipi di avvitatori,49 a saltarello e 48 a stacco d’aria, 9 tipi diavvitatori a saltarello però coprivano il 78% dellaquantità presente in azienda e cioè 628 attrezzi.

Prove di vibrazione in laboratorio

Coadiuvati da una ditta fornitrice di attrezzaturepneumatiche, presso il loro laboratorio sono statetestate le diverse famiglie di avvitatori censite.L’attrezzatura utilizzata era composta da unanalizzatore di spettro del tipo Larson Davis3200L/1 con l’accelerometro apposito indotazione. Per ogni tipologia di avvitatore sonostate eseguite 5 avvitature utilizzando il frenomeccanico definito nella ISO 8662-7. I dati teoriciproposti nella bibliografia sono stati confermati.

Tipologia dell’avvitatore Frizione

Accelerazioneponderatarilevata - I

prova (m/s2)

Accelerazioneponderata

rilevata - II prova(m/s2)

Fiam CL 25 dritto Saltarello 4,62 5,66 c.m.

Fiam CS 5 R dritto Saltarello 4,70 4,30

Fiam CS 5 RA dritto Stacco aria 0,90

Fiam CL 25 PW pistola Saltarello 2,014 2,042

Fiam CH 25 PW pistola Saltarello 1,82 3,28 c.m.

Atlas LUM 21 HR 15 Upistola

Stacco aria 1,05

Ergonomico Zanussi Saltarello 3,66 3,56

Ergonomico Zanussi Stacco aria 1,05

Tabella n.3: rilievi di laboratorio delle vibrazioni generate dallefamiglie di avvitatori.

Gli avvitatori a saltarello in laboratorio hannodato valori da 2,042 a 5,66 m/s2 , quelli a staccod’aria l’intervallo era da 0,9 a 2,21 m/s2 .

Rilievi di vibrazione in linea

Le nove tipologie testate in laboratorio sono poistate utilizzate direttamente in linea. Nelle treA.G.I. di montaggio sono state scelte delle fasi diassiemaggio rappresentative e in queste sono statieseguiti i rilievi di vibrazione sia dai tecnici delladitta di fornitura degli utensili, che da unlaboratorio specializzato certificato per potereconfrontare i valori di due differenti rilevazioni.

Le prove sono state effettuate utilizzando primatutti gli avvitatori con frizione a saltarello esuccessivamente, quelli con frizione a staccod’aria.

Con i dati così ottenuti si è calcolata l’esposizioneall’accelerazione equivalente complessivaponderata in frequenza nelle otto ore delle fasiprescelte.

Il confronto dei valori di esposizione utilizzando idue differenti tipi di attrezzature, ha confermatoche utilizzando in linea solamente attrezzature confrizione a stacco d’aria l’esposizione nelle A.G.I.di produzione poteva attestarsi al di sotto dellivello di attenzione definito dalla Proposta dellaDirettiva C77.

Programmazione della prevenzione – Pianod’intervento

Le fasi di avvitatura presenti nelle 3 A.G.I.montaggio sono variabili da 350 a 390 a secondadella tipologia di prodotto in assemblaggio.Utilizzando i rilievi effettuati in linea si sonocalcolate le esposizioni all’accelerazioneequivalente in tutte le fasi, suddividendo l’entitàdelle vibrazioni ponderate sulle otto ore comeprescrive il disegno della Direttiva Europea e si èottenuto:

Accelerazione

m/s2

Fasi di lavoro

Da 0 a 1 5,6 %

Da 1 a 2,5 42,7 %

Da 2,5 a 5 51,7 %

Dopo aver discusso i risultati del gruppo dilavoro, la direzione dell’azienda ha deciso dieseguire un piano sistematico di sostituzione degliattrezzi a saltarello.

Il Piano Aziendale di Prevenzione è statosuddiviso in due parti: la prima, immediata, avevalo scopo di eliminare tutte le posizioni al di sopradel valore di azione (2,5 m/s²), la seconda, dacompletarsi entro l’anno successivo, prevedeva lasostituzione totale degli attrezzi per conseguire ilminor livello di vibrazioni sulle linee diassemblaggio. Occorre tenere presente che in unaposizione di lavoro sono presenti mediamente treattrezzi.

Gli utensili sono stati sostituiti per tipo e/ofamiglia affinché non si potessero avere possibiliusi errati di avvitatori simili e quindi andare adinficiare il piano di rientro.

Sono state studiate quali famiglie di avvitatoridovessero essere cambiate per prime, come risultadalle tabelle sottostanti la sostituzione delle primetre tipologie (472 attrezzi) ha ridotto allo 0% lefasi tra 4 ÷ 5 m/s² e rimanevano 19 posizioni dilavoro al disopra del livello di azione (5,4%).

Queste posizioni residue sono state oggetto dimodifiche metodistiche.

Con il secondo investimento la sostituzione degliavvitatori ha comunque ridotto il valore dellevibrazioni.

ACCELERAZIONE UTENSILI

0 – 1 1 - 2,5 2,5 - 5 TIPOLOGIA Q.TA' PROG.

m/s2 m/s2 m/s2 n° n°

POSIZIONI DI LAVORO%

5,6% 42,7% 51,7% SITUAZIONEODIERNA

35,6% 41,8% 22,6% CL 25 W DRITTO 144

55,1% 29,7% 15,3% ERGON Z. 158 302

70,6% 24,0% 5,4% CS 5 R E FAM.DRITTO

170 472

83,3% 16,7% 0,0% CL 25 PW E FAMPISTOLA

105 577

88,1% 11,9% 0,0% C 5 /30° E FAM.ANG. 30°

51 628

Tabella n. 7: percentuale delle posizioni di lavoro suddivise secondoi livelli di soglia, azione e massimo.

La conclusione del piano ha previsto quindi chel’ottantotto percento delle fasi di lavoro (312)presentassero vibrazioni al disotto del livello disoglia, e che circa il dodici percento avessero unvalore tra 1 e 2,5 m/s². Il completo cambiamentodegli avvitatori, sostituendo i rimanenti 173avvitatori non riconducibili a famiglie ben definite(poiché utilizzati in lavorazioni particolari) hamigliorato ulteriormente i valori, ma senzainfluenzare in modo determinante i dati già scritti.

Realizzazione del miglioramento tecnologico

La sostituzione degli avvitatori, oltre all’obiettivodi ridurre le vibrazioni, ha permesso diuniformare, nelle A.G.I. Produttive, la tipologia diavvitatore in funzione della vite da avvitare, delsuo diametro, dello spessore della lamiera e deldiametro del foro in cui andava avvitata.

Innanzitutto, si è cercato sul mercato un prodottoche soddisfacesse le esigenze interne;successivamente, ci si è indirizzati verso lo studiodi un avvitatore specifico per la realtà dellostabilimento.

Questo ha fatto sì che, unitamente alle fornituredella ditta FIAM di Verona produttrice di utensilipneumatici, siano stati sviluppati due attrezzi didifferenti caratteristiche (potenza, coppia enumero di giri), ma che utilizzassero la stessa

struttura e avessero il maggior numero dicomponenti in comune per ridurre leproblematiche di manutenzione e di magazzino.

Lo studio di progettazione ha avuto buon fine e siè concluso con la realizzazione di un corpo rotante“flessibile” utilizzabile - con alcuni accorgimenti -negli avvitatori dritti, a pistola e in quelliErgonomici Zanussi.

AVVITATORE ERGONOMICOPROGETTATO DALL’INGEGNERIAZANUSSI

Già nel 1988 nello stabilimento di Forlì siaffrontarono problematiche legate all’ergonomiadel posto di lavoro. Anche allora, tramite ungruppo di lavoro formato da tecnici dell’UfficioIngegneria, furono proposte e realizzate alcuneattrezzature atte a migliorare la posturadell’operatore e a ridurre lo sforzo necessariodurante l’attività lavorativa.

La più importante di queste realizzazioni è stata laprogettazione dell’Impugnatura ErgonomicaRovescia.

Figura n.6: impugnatura ergonomica rovescia.

Figura n.7: impugnatura ergonomica rovescia.

Il concetto innovativo dell’impugnatura, come sivede in figura, è quello di rovesciare di 180° versol’alto l’impugnatura di un attrezzo a pistola;questo consente all’operatore di avvitare inposizioni basse, senza che l’articolazione delpolso venga posto in posizione scorretta. Si riescecosì ad avvitare le viti inferiori mantenendo ilpolso in asse con l’avambraccio.

La struttura dell’impugnatura e’ stata inizialmenterealizzata per le frizioni di tipo a saltarello. Con lasostituzione della frizione anche per questoattrezzo si è ottenuto un ulteriore miglioramentotecnologico. Il risultato dello studio haevidenziato un alleggerimento della fusione,dell’accorciamento dell’avvitatore e il possibileutilizzo del corpo rotante con diverse velocità.

INTERVENTI MIGLIORATIVI ACOROLLARIO DEL PIANO DISOSTITUZIONE DEGLI AVVITATORI

Durante la valutazione del posto di lavoro,considerando la forza in gioco durantel’avvitatura, é risultato che anche i bilanciatori chesostenevano gli avvitatori fossero arrugginiti e perun certo verso obsoleti; questo faceva sì che laforza necessaria per tirare l’attrezzo in posizionedi lavoro fosse di gran lunga superiore al pesodell’attrezzo stesso (oltre i tre chili) e, che losforzo continuato durante l’avvitatura caricasseulteriormente l’articolazione mano-braccio.

Per evitare questo ulteriore aggravio, una ricercadei prodotti in commercio ha rilevato l’esistenzadi jolly bilanciatori che riuscivano acontrobilanciare esattamente il pesodell’avvitatore. A conclusione dello studio erealizzazione dei nuovi avvitatori, in funzione del

loro peso, si sono scelti i bilanciatori più adeguatiottenendo nel posto di lavoro un sistema diavvitatura che richiedeva per il suo utilizzo ilminimo sforzo.

Sono state acquistate inoltre tre attrezzatureelettroniche per la rilevazione dinamica dellacoppia di serraggio. Infatti, è importante che gliavvitatori abbiano la coppia preimpostata sottocontrollo e, tramite questi attrezzi, la verificarisulta di facile realizzazione.

E’ stato inoltre realizzato un corso di formazionespecifico per oltre quaranta responsabili di linea dimontaggio. Il corso trattava di ergonomia delposto di lavoro, di attrezzature per l’avvitatura;inoltre, sono state impartite le istruzioni per ilcorretto utilizzo delle attrezzature per rilevare lacoppia di serraggio.

ANDAMENTO DELLE PATOLOGIE DEGLIARTI SUPERIORI

In conseguenza di un incremento di produzione edel proporzionale inserimento di nuovi operatorinelle linee di montaggio, durante il 1996 presso lostabilimento di Forlì sono insorte patologiericonducibili a WRMSDs.

Il gruppo di lavoro Aziendale ha supposto che levibrazioni generate da utensili pneumaticipotessero essere correlate alle patologie chestavano incrementando sempre più nellostabilimento.

Dopo essersi documentato con normativespecifiche e tramite rilievi pratici, sia inlaboratorio che presso le linee di montaggio, ilGruppo ha proposto la sostituzione delleattrezzature pneumatiche di vecchia concezionecon nuove dotate di frizione ad arrestoautomatico dell’aria, che riducevano levibrazioni generate al disotto dei livelli di azionedefiniti dalle direttive.

Il piano di intervento si è protratto per oltre dueanni, fino al 1998, e ha visto la sostituzionecompleta di 801 avvitatori con frizione asaltarello, con avvitatori di nuova concezione,appositamente progettati e con una manutenzionefacilitata.

L’andamento dei casi di WRMSDs a partire dal1996 è stato tenuto sotto controllo dall’infermeriadi fabbrica, ed è stato monitorato mensilmente(figura 8)

Figura 8 andamento patologie

Con l’introduzione dei nuovi avvitatori,gradualmente, il numero degli operatori colpiti dalproblematiche agli arti superiori è calato, fino arientrare del 55% alla fine del 1998 rispetto almassimo rilevato nel 1997.

CONCLUSIONI

Le differenti esperienze sviluppate negli anni inElectrolux Zanussi Forlì hanno evidenziato unfondamentale concetto: le patologie relative aiCumulative Trauma Disorders segnalate ininfermeria di Fabbrica avevano un andamentoinversamente proporzionale all’attenzioneergonomica sul posto di lavoro. Come si puòdedurre dal grafico conclusivo riportato i casisegnalati si sono ridotti notevolmente negli anni diintervento diretto sul posto di lavoro, mentrehanno un incremento immediato quando questaattenzione è decaduta.

BIBLIOGRAFIA

1) Mechanical vibration – Guidelines for themeasurement and the assessement of humanexposure to hand-transmitted vibration. ISO5349 (1986).

2) WIESLANDER G.,NORBACK et al.: CarpalTunnel Syndrome (CTS) and exposure tovibration, repetitive wrist movements, andheavy manual work: a case referent study.Br.J.Ind.Med.46:43-47,1989

3) Hand-held portable power tools –Measurement of vibrations at the handle –ISO/DIS 8662-7

4) Proposta di direttiva del Consiglio sullenorme minime di sicurezza e di salute relativeall’esposizione dei lavoratori ai rischi

derivanti dagli agenti fisici. Gazzetta ufficialedella Comunità Europea n. C77 del 18.03.93ANDAMENTO ROLLING 12 MESI C.T.D. ANNI 1995/2000

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