UNI 10411-1:2021 – Facciamo chiarezza sui freni

Nonostante sia passato ormai tanto tempo dall’entrata in vigore dell’edizione 2021 della UNI 10411-1, i requisiti del sistema frenante a seguito della sostituzione del quadro di manovra (punto 11), restano ancora oggetto di perplessità e di cattive interpretazioni.

Innanzitutto è importante ricordare che la UNI 10411-1 richieda un freno monitorato e conforme alla EN 81-20, in alternativa ad un dispositivo contro i movimenti incontrollati.

In poche parole, si pone l’accento sulla necessità di un freno che possieda elementi meccanici indipendenti, con l’apertura dei freni monitorata. Si tratta nello specifico di un aspetto che ancora oggi desta perplessità in quanto ci si interroga se il freno possa essere considerato ad elementi indipendenti o meno; per questo ci viene in soccorso la norma stessa, ribadendo che il nucleo del solenoide debba essere considerato parte meccanica, mentre la bobina no. Ecco sfatato il primo mito secondo cui il freno è conforme se dotato di doppia bobina. Per tanto, la ratio da portare avanti è capire se meccanicamente (e cinematicamente) al fallimento/rottura di un qualsiasi elemento, uno degli elementi frenanti sia comunque capace di rallentare la corsa della cabina, in discesa e a pieno carico.

Altro punto attorno cui si è consolidata una convinzione errata, è il monitoraggio del freno. Il mercato ci ha abituato a dei semplici contatti posizionali, che sentono il movimento delle ganasce; questo non è l’unico modo con cui possiamo monitorare lo stato del freno ed a riguardo, in questo articolo si citerà anche un altro metodo che possiede un certo seguito. Ma a cosa serve monitorare il freno? Molti risponderanno, sbagliando, che il monitoraggio serva a verificare se uno o entrambi gli elementi frenanti siano rimasti aperti. Questo, a ben pensarci serve a poco, poiché se a fine di una corsa, il freno è rimasto aperto, monitorato o meno, l’incidente si è ormai verificato.

A noi interessa accertare che il freno si sia correttamente aperto, alla partenza dell’impianto, affinché non si abbiano mancate/parziali aperture in ragione delle quali l’impianto riesca comunque a movimentarsi, ma con un grave fenomeno usurativo (e stress termico) del materiale frenante, che dopo poche corse perderà completamente efficacia, potenzialmente diventando incapace di arrestare la cabina ferma, anche a freno perfettamente chiuso. Impedire la partenza o al più tardi la corsa successiva dell’impianto, a freno non correttamente aperto, serve a preservare l’efficacia del materiale frenante.

Ma perché siamo arrivati a questo? Purtroppo a causa di una serie di cattive abitudini che si sono man mano consolidate, basate su altrettanto errate credenze. La prima riguarda il concetto di frenata elettrica.

È diffusa la credenza errata che avendo il variatore, il freno sia di solo stazionamento: il freno deve funzionare anche in caso di arresto tempestivo (apertura circuito di manovra); immaginiamo la fermata di emergenza che il rilascio della pulsantiera di ispezione comporta, in caso di freno “lento” esponga il manutentore a conseguenze potenzialmente dannose. Spesso i freni vengono regolati male, spesso per renderli meno rumorosi alla chiusura.

Ulteriore cattiva abitudine, riguarda la pulizia.

I freni possono non aprire bene, a causa dell’interposizione di materiale metallico (limatura), attratta naturalmente dai solenoidi.

Nei pressi del freno avviene il contatto tra funi e pulegge, per definizione un fenomeno usurativo, il cui risultato è pulviscolo metallico. Questo verrà naturalmente attratto dalla carcassa del solenoide, magnetizzata e si andrà a depositare tra lo spinotto in uscita dalla bobina e i punti di spunta delle ganasce, oppure nei punti di controbattuta del freno; ed è solo questione di tempo che si avrà o una mancata apertura del freno, o una mancata chiusura. Una periodica pulizia è necessaria; e non esiste nessun altro per scongiurare questo problema.

Esempi di interposizione di materiale ferromagnetico nei pressi del solenoide freno

E l’inverter?

Generalmente si associa all’inverter la capacità di «vincere» l’azione frenante dei freni, ma anche questo è frutto di una visione superficiale.

Un inverter può senza dubbio erogare dei profili di correnti capaci teoricamente di vincere la resistenza dei freni (nota, dei freni non adeguatamente registrati), ma questo solo se non è stato correttamente configurato.

Occorre attenzione nelle fasi di tuning che la corrente nominale acquisita dal variatore, corrisponda con la corrente nominale indicata sulla targa motore e che sia impostata una percentuale di limitazione della sovracorrente erogabile, sufficientemente bassa. Questo limiterà le correnti massime erogate dall’inverter.

Questo metodo consente anche di ottenere il controllo apertura freno, monitorando le correnti. È possibile infatti, in alternativa ai contatti, utilizzare le letture di correnti dell’inverter, per far «sentire» al sistema l’azione frenante dovuta alla mancata apertura del freno, e quindi comandare l’arresto del macchinario, al più tardi al termine della corsa.

E i dispositivi contro i movimenti incontrollati?

Come detto possono essere alternativi a tutto ciò, ma si badi bene che i movimenti incontrollati vengono protetti spesso con un assieme di dispositivi, esempio specifici limitatori di velocità, in abbinamento a opportuni paracaduti, bidirezionali, nelle cui certificazioni sia chiaramente indicata la possibilità e i range per cui è possibile utilizzarli come parte dei dispositivi contro i movimenti incontrollati. Il solo limitatore con bobina, per capirci, non potrà mai essere sufficiente. Il mercato offre oggi dei dispositivi “stand alone” che invece hanno il loro senso.

Quindi cosa devo fare quando cambio un quadro? Ragionare non per sentito dire, e magari può aiutare il seguente diagramma di flusso.

Scritto da Ing. Antonio Lizza