I progettisti di macchine a movimento lineare stanno sempre più specificando attuatori elettromeccanici perché sono più puliti, più facili da controllare e richiedono meno manutenzione rispetto ai cilindri idraulici. Spesso vengono trascurati, tuttavia, i numerosi vantaggi intrinseci in termini di sicurezza che derivano dall'utilizzo di soluzioni elettromeccaniche. Questi derivano dall'eliminazione della necessità di fluido idraulico e dall'implementazione di una soluzione di movimentazione dei carichi completamente elettrica.

Rischi per la sicurezza del controllo del movimento basato su cilindri idraulici

Gli ingegneri progettisti specificano i cilindri idraulici per il loro funzionamento ad alta resistenza e alta frequenza di ciclo, ma raggiungere questo obiettivo richiede un complesso sistema esterno di tubi flessibili, connettori, filtri, interruttori, valvole e pompe. Anche un piccolo sistema idraulico (2.000-5.000 psi) potrebbe avere almeno otto parti mobili separate, ma alcune possono essere pressurizzate fino a 10.000 psi e riscaldate a 180 °F.

Questi fattori, uniti alle caratteristiche intrinseche dell'olio idraulico, possono causare i seguenti problemi:

• Trauma fisicoI sistemi ad alta temperatura e alta pressione presentano potenziali rischi anche durante il normale funzionamento, ma con l'usura e il guasto dei componenti, il rischio di situazioni pericolose aumenta. La vicinanza alle linee idrauliche può potenzialmente causare ustioni, contusioni, tagli o abrasioni.
• Rischio di esposizione.L'Agenzia statunitense per le sostanze tossiche e il registro delle malattie segnala che alcuni tipi di fluidi idraulici possono irritare la pelle o gli occhi e che l'ingestione di alcuni tipi può causare polmonite, emorragia intestinale o morte negli esseri umani.
• Gli effetti dell'aria respirabile con alti livelli di fluidi idraulici non sono noti, ma alcuni paesi hanno stabilito limiti di esposizione ai fluidi idraulici. Il National Institute for Occupational Safety and Health (NIOSH) raccomanda un limite di esposizione di 350 mg/m³di distillati di petrolio per una giornata lavorativa di 10 ore e una settimana lavorativa di 40 ore.
• Contaminazione.Oltre a essere potenzialmente tossici per l'uomo, i fluidi idraulici possono essere dannosi per l'ambiente. Ad esempio, l'Agenzia statunitense per la protezione dell'ambiente (EPA) include i fluidi idraulici nell'elenco degli oli che richiedono una gestione speciale.
• Pericolo di scivolamento e caduta.Sono molti i casi segnalati di lavoratori che sono rimasti feriti scivolando su pozzanghere di liquido fuoriuscito o cadendo mentre salivano sui macchinari con le mani o le scarpe sporche d'olio.
• RipulireAnche le fuoriuscite in ambienti chiusi potrebbero essere soggette a normative locali o richiedere investimenti aggiuntivi in ​​sostanze assorbenti o altri servizi di pulizia.
• Combustibilità.I fluidi idraulici a base di petrolio sono meno infiammabili dei carburanti derivati ​​da distillati medi del petrolio, come il carburante per aerei, il cherosene o il gasolio. Tuttavia, possono rappresentare un rischio di incendio se spruzzati, come potrebbe accadere quando perdite ad alta pressione trasformano il fluido in aerosol.

Poiché i fluidi idraulici si degradano e perdono efficacia nel tempo, devono essere sostituiti regolarmente, il che si traduce in costi aggiuntivi per il mantenimento di un inventario di olio e filtri nuovi. In genere, sono necessarie risorse aggiuntive nel reparto manutenzione per coordinare il controllo dei filtri e dell'integrità dell'olio e determinare quando sostituire i fluidi. La negligenza in uno qualsiasi di questi sforzi aumenta il rischio legato all'utilizzo di fluidi idraulici.

La scelta sicura

Nonostante gli svantaggi descritti sopra, i progetti idraulici sono stati implementati perché rappresentavano la migliore alternativa per l'attuazione di carichi pesanti e ad alto numero di cicli. Le applicazioni idrauliche sono tradizionalmente note per gestire forze e carichi più elevati in applicazioni con un investimento iniziale inferiore. Con l'avanzare della capacità di gestire carichi più pesanti, la sincronizzazione degli attuatori e la semplicità di implementazione, il tutto senza fluidi idraulici o complesse tubazioni, gli attuatori elettromeccanici offrono prestazioni paragonabili o migliori rispetto ai sistemi idraulici.

Confrontiamo il funzionamento degli attuatori elettrici e dei cilindri idraulici. Gli attuatori elettromeccanici integrano tutte le funzionalità operative nell'alloggiamento stesso dell'attuatore, che collega una centralina elettronica (ECU) con pochi fili. Questa capacità è resa possibile dai microprocessori integrati, che possono essere programmati per segnalare la posizione, fornire feedback diagnostici che migliorano le prestazioni e gestire funzioni complesse come la sincronizzazione di più attuatori. Oltre a eliminare i pericoli direttamente correlati all'uso di fluidi, gli attuatori elettromeccanici offrono i seguenti vantaggi per la sicurezza dell'impianto:

• Consentendo agli operatori di aumentare la velocità, rallentarla, seguire un profilo di movimento coerente o mantenere una posizione, gli attuatori elettromeccanici garantiscono loro il massimo controllo sul carico.
• Gli alloggiamenti compatti sono più facili da sigillare, eliminando così i rischi di contaminazione.
• Un minor numero di parti mobili comporta una minore usura e un minor rischio di guasti.
• L'implementazione e il funzionamento del monitoraggio delle prestazioni sono molto più semplici perché la maggior parte di queste operazioni viene realizzata tramite software anziché tramite sistemi esterni.
• Gli attuatori elettronici possono accettare comandi e, in cambio, fornire dati relativi alla sicurezza, come il carico o la temperatura.
• In caso di incidente, le operazioni possono essere facilmente interrotte.
• Se necessario, è possibile disattivare manualmente i sistemi elettronici.
• Il funzionamento è silenzioso, eliminando il rischio di danni all'udito per coloro che vi sono costantemente esposti.

Con la crescente attenzione alla sicurezza sul lavoro da parte degli enti regolatori e del pubblico in generale, questa è diventata un fattore importante nella progettazione di una soluzione di controllo del movimento ecosostenibile. Gli attuatori elettromeccanici risolvono alcuni degli svantaggi in termini di sicurezza dei sistemi basati su cilindri idraulici. Combinando questo aspetto con la loro facilità di utilizzo e manutenzione, avrete la soluzione ideale per le vostre future esigenze in termini di attuatori.