UNA NUOVA SOLUZIONE PER LE STRUTTURE DI … · laterale o posteriore – del trattore. Ribaltamento...

UNA NUOVA SOLUZIONE PER LE UNA NUOVA SOLUZIONE PER LE STRUTTURE DI PROTEZIONE STRUTTURE DI PROTEZIONE

DEI TRATTORIDEI TRATTORI

Ettore Gasparetto(presenta: Domenico Pessina)

Istituto di Ingegneria AgrariaUniversità degli Studi - Via Celoria, 2 - 20133 Milano

e-mail: [email protected]

Ribaltamento accidentale dei Trattori agricoli e forestali: Ribaltamento accidentale dei Trattori agricoli e forestali: Adeguamento e stato dell’arte in relazione ai sistemi di Adeguamento e stato dell’arte in relazione ai sistemi di

ritenzione del conducente e ai telai di sicurezzaritenzione del conducente e ai telai di sicurezzaBologna Bologna -- 19 novembre 200219 novembre 2002 UNACOMAUNACOMAISPESLISPESL

Da ormai da più di 40 anni le strutture di protezione vengono montate su quasi tutti i tipi di trattori, ma gli infortuni dovuti a ribaltamento sono ben lontani dall’annullarsi. Dopo una consistente riduzione iniziale, infatti, il loro numero annuale si è praticamente stabilizzato.

In 45 anni, gli infortuni mortali nel settore agricolo si infortuni mortali nel settore agricolo si sono ridotti da 1150sono ridotti da 1150--2000 dalla metà degli anni ‘50, a 2000 dalla metà degli anni ‘50, a circa 130 negli ultimi annicirca 130 negli ultimi anni. E’ da considerare però che nel periodo citato da oltre il 40 % della forza lavoro, gli addetti in agricoltura si sono ridotti a meno del 5% attuale, con un decremento pari a 8 ad 1. Nello stesso periodo gli infortuni mortali hanno registrato una diminuzione di circa 9 ad 1. Il bilancio Il bilancio è positivo, ma non c’è da stare allegriè positivo, ma non c’è da stare allegri. Circa il 20-30 % degli incidenti fatali è dovuto al ribaltamento –laterale o posteriore – del trattore.



L’applicazione delle strutture di sicurezza ai trattori incontra peraltro alcuni limiti limiti di impiegodi impiego:



non è possibile il lavoro con colture arboree con non è possibile il lavoro con colture arboree con branche bassebranche basse (i frutteti a palmetta e i vigneti a sviluppo solo verticale non costituiscono la totalità delle coltivazioni del settore...);

l’ingresso negli edifici l’ingresso negli edifici aziendali, per questioni di aziendali, per questioni di rimessaggio, riparazione,rimessaggio, riparazione,

eccecc., può risultare ., può risultare difficoltosodifficoltoso, specie in presenza di accessi ad

altezza limitata;

l’ applicazione di alcune macchine operatriciapplicazione di alcune macchine operatrici ai trattori può rivelarsipuò rivelarsi quasiquasi impossibileimpossibile.

modifica degli edifici aziendalimodifica degli edifici aziendali, per aumentare l’altezza delle porte, ecc.: gli agricoltori preferiscono semplicemente smontare la struttura, abbandonan-dola in qualche remoto angolo aziendale;

per la loro piena funzionalità, alcune macchine operatrici hanno parti che si protendono sulla struttura di protezione, o che addirittura di saldano o di imbullonano ad essa; gli agricoltori non sanno che un telaio un telaio o o una cabina così modificatiuna cabina così modificati non non garantiscono piùgarantiscono più ilil livellolivello didi sicurezza originalesicurezza originale.



Le soluzioni possibili sono di applicazione limitata o parziale:montaggio di telai di protezione abbattibilimontaggio di telai di protezione abbattibili. La stragrande maggioranza degli

agricoltori mantiene il telaio abbassato in permanenza, annullandone la protezione (tentativi di adozione - volontaria - di sistemi di movimentazione idraulica non si sono finora diffusi, sostanzialmente per questioni di costo);

Per garantire una protezione effettiva anche in queste condizioni limite,

occorrono ideeoccorrono idee innovativeinnovative.Negli Stati Uniti, presso il NIOSH

(National Institute for Occupational Safety and Health), si è pensato a un un

telaio che possa estendersi telaio che possa estendersi automaticamenteautomaticamente da una posizione da una posizione

abbassataabbassata aa quella sollevata di quella sollevata di protezioneprotezione:



si tratta di un telaio telescopico, posizionabile automaticamente, definito AutoROPSAutoROPS,, mutuando un principio sviluppato recentemente per proteggere ipasseggeri di automobili decappottabili (la prima applicazione sperimentale èdella Mercedes, nel 1995)L’AutoROPS si alza automaticamente nella sua posizione di protezione prima che il trattore, in fase di ribaltamento, tocchi il terreno.

E’ importante premettere che lo stesso NIOSH afferma che l’utilizzo della cintura di sicurezza migliori inmaniera determinante le possibilità di sopravvivenza. All’interno dei due montanti del telaio sono installati altrettanti cilindri cilindri idraulici a doppio effettoidraulici a doppio effetto,comandabili con una leva dal posto di guida, per estendere o ritrarre manualmente la parte superiore del roll-bar. Peraltro, la parte superiore mobile dovrebbe essere abbassata solo quando il lavoro con il telaio completo in posizione verticale risulti impossibile (ad es. nei frutteti, vigneti,ecc.).

Fermo superiore della molla

CoperchioAnello di gomma

Pistone

Fermo inferiore della molla Blocco di

rilascio

Disco

Camera d’aria

Spina di rilascio

Grilletto

Tubo inferiore

Tubo superiore

59.05 cm

Molla

( a ) estesa ( b ) compressa



La struttura è interamente costruita in tubolari di acciaio senza saldatura: la la parte mobile si estende per circa 59 parte mobile si estende per circa 59 cm.cm.La molla di compressione principalemolla di compressione principaleè in acciaio inox, con modulo di elasticità di 4,38 N/mm.La particolarità significativamente innovativa del sistema è l’inserimento di ppiccole cariche esplosiveiccole cariche esplosive alla base di ogni montante, che se attivate forniscono la forza necessaria adisinserire le spine di rilascio, che mantengono la struttura nella posizione ritratta, permettendo quindi istantaneamente l’estensione della parte mobile.



Pistone


rilascio

Disco

Camera d’aria

Spina di rilascio

Grilletto

Tubo inferiore

Tubo superiore

59.05 cm

Molla




Le cariche esplosive disinseriscono lespinespine di rilasciodi rilascio, che normalmente mantengono la struttura nella posizione ritratta. Le cariche sono accese da una corrente di 1,2 A, generata per untempo di 2 ms. L’esplosione causa l’espansione di circa 10 cm3 di gaspirotecnico, che nelle coindizioni applicate producono una pressione paria circa 5,5 bar.

IlIl tempo tempo totale necessariototale necessario per per l’estensionel’estensione della parte della parte mobile è mobile è sempre sempre inferiore inferiore a 300 ms (a 300 ms (prove prove sperimentalisperimentali hannohanno fornitofornito valorivalori tratra165 e 205 ms165 e 205 ms)), , controcontro unauna duratadurataminima minima didi 750 ms750 ms per per l’accadimento l’accadimento di un ribaltamento realedi un ribaltamento reale (sono statecompiute allo scopo numerose verifiche sperimentali).



Pistone


rilascio

Disco

Camera d’aria

Spina di rilascio

Grilletto

Tubo inferiore

Tubo superiore

59.05 cm

Molla






Pistone


rilascio

Disco

Camera d’aria

Spina di rilascio

Grilletto

Tubo inferiore

Tubo superiore

59.05 cm

Molla


La produzione della corrente che innesca il processo è controllata tramite 3 accelerometri disposti sui 3 assi, collegati ad un’opportuna centralina. (In pratica, è lo stesso principio di attivazione dell’air-bag).Altre due spine per pistonedue spine per pistone, fissano gli elementi superiori della struttura nella loro posizione, una volta che il telaio ha raggiunto l’allungamento che assicura la protezione. Queste spine devono essere robuste e affidabili, per assicurare che la struttura possa resistere ai carichi previsti durante il ribaltamento.Per assorbire l’energia causata dall’estensione del pistone, una volta liberato dalle spine di rilascio è montato un apposito anello in gommaanello in gomma.



La sperimentazione ha previsto anche una prova prova di resistenza della struttura estesadi resistenza della struttura estesa in in posizioneposizione didilavorolavoro (secondo la norma SAE corrispondente alcodice 4 dell’OCSE) e ribaltamenti reali del ribaltamenti reali del trattoretrattore, sia laterali (alla velocità di 10,5 km/h) sia posteriori, analizzati poi con la cinematografia veloce. Le une e le altre prove hanno portato adun risultato positivo, sia per le energie assorbite che per le deformazioni registrate.

Per una possibile applicazione pratica restano comunque da risolvere i potenziali problemi potenziali problemi causati dallecausati dalle condizioni atmosferiche e condizioni atmosferiche e ambientali avverseambientali avverse: pioggia, vento, alte/basse temperature, polvere, agenti chimici, ecc.



Occorre considerare anche il fattore umanofattore umano, cioè il rischio cui è sottoposto l’operatore che si appoggi o magari addirittura si sieda sulla struttura abbassata. Quando le due molle si estendono totalmenteQuando le due molle si estendono totalmente (per un’altezza di circa 60 cm), sviluppano una forza complessiva maggiore di 5000 Nsviluppano una forza complessiva maggiore di 5000 N (500 kgf, secondo le vecchie unità di misura). Diventa quindi necessario inserire adeguate istruzioni di sicurezza sul libretto di istruzione ed applicare avvisi di pericolo sulla struttura.



D’altra parte, però, occorre considerare che la velocità media di la velocità media di

espansione del telaioespansione del telaio, dalla posizione contratta a quella estesa, risulta pari a risulta pari a 1,97 m/s, corrispondenti a poco più di 1,97 m/s, corrispondenti a poco più di

7 km/h7 km/h. Anche se i valori della forza sono considerevoli, alla bassa velocità

di espansione non dovrebbe corrispondere un rischio elevato.

L’adozione di un telaio posizionabileautomaticamente comporterebbe i seguenti vantaggi:

assicurare comunque la protezione del assicurare comunque la protezione del conducente sui trattori provvisti di rollconducente sui trattori provvisti di roll--bar bar anterioreanteriore, evitando così le conseguenze della possibile dimenticanza/negligenza di rialzo del telaio dopo l’impiego in frutteto/vigneto;

eliminare il rischio di rimozione della eliminare il rischio di rimozione della strutturastruttura, nel caso di determinate riparazioni o di ricovero del trattore in fabbricati con accessi angusti;



garantire comunque la massima protezione possibile, considerandogarantire comunque la massima protezione possibile, considerando chechel’AutoROPSl’AutoROPS èè posizionabile idraulicamenteposizionabile idraulicamente con comando manualecon comando manuale. Il suo abbassamento deve comunque essere effettuato solo in caso di reale necessità.

Si può quindi auspicare che dalla collaborazione tra UNACOMAUNACOMA, ENAMAENAMA (in qualità di autorità designata italiana per i codici OCSE dei trattori agricoli) e ISPESLISPESL (quale ente ufficiale responsabile della sicurezza sul lavoro) si possa:

studiare lastudiare la fattibilitàfattibilità della soluzionedella soluzione statunitense, in relazione alle caratteristiche dei trattori europei e delle loro condizioni d’uso;

eseguireeseguire, sotto la supervisione del NIOSH, una serie di prove sui telai di una serie di prove sui telai di protezioneprotezione posizionabiliposizionabili e estensibili automaticamentee estensibili automaticamente e valutare per una serie di situazioni tipiche lentità della riduzione del rischio per gli operatori;

in caso di esito significativamente positivo delle due fasi precedenti, proporre proporre modifiche alle direttive CE, ai codici OCSE e alle norme ISO di modifiche alle direttive CE, ai codici OCSE e alle norme ISO di prova delle prova delle strutture di protezione per i trattoristrutture di protezione per i trattori, per tener conto della possibilità di utilizzo di strutture di protezione posizionabili automaticamente.



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