SCHERMATURA

Apparecchiature elettriche industriali

Sono numerosi i settori dell’industria che generano campi magnetici di intensità significativa e che devono essere considerati nella valutazione di rischio elettromagnetico. I principali ambiti sono:
1) Saldatura
2) Sistemi a induzione
3) Magnetizzatori e smagnetizzatori
4) Elettrolisi
5) Etc.
1) Saldatura
Il mondo della saldatura elettrica è estremamente variegato con tecniche diversificate e con geometrie delle sorgenti molto variabili. Ad esempio, facendo riferimento al mondo della saldatura a punti, si incontrano in ambito industriale le cosiddette puntatrici che possono essere di tipo fisso o mobile (fig. 1 e 2). Per questa tipologia di saldatrici la sorgente è rappresentata principalmente dalla spira costituita dai due bracci della pinza. L’intensità della corrente può avere una forma d’onda prevalentemente sinusoidale, nel caso delle cosiddette pinze AC (generalmente a 50 Hz), oppure di tipo impulsato nel caso delle saldatrici MFDC (Medium Frequency Direct Current); in genere le pinze AC risultano essere più critiche delle MFDC. In fig. 3 è rappresentata una forma d’onda tipica della pinza AC ed MFDC.
L’esposizione dell’operatore ai campi magnetici risulta quindi condizionata dalla posizione che può assumere rispetto alla pinza, ovvero alla spira. I punti considerati critici sono in genere la testa e il busto dell’operatore, ovvero le parti del corpo che rappresentano il sistema nervoso centrale e periferico. Le valutazioni dell’esposizione devono essere quindi condotte tenendo conto delle posizioni che tali parti del corpo assumono rispetto alla sorgente.

2) Sistemi a induzione
Anche il mondo dei riscaldatori a induzione è composto da un numero infinito di applicazioni che utilizzano la legge dell’induzione magnetica per generare calore all’interno di corpi con caratteristiche conduttive. L’applicazione finale può riguardare la fusione, il trattamento termico o semplicemente il riscaldo di manufatti od oggetti metallici per vari scopi. In tutti i casi la sorgente è rappresentata da spire (in genere più spire) percorse da corrente variabile alla frequenza anche di alcuni kHz (maggiore è la frequenza maggiore è l’effetto di induzione).
A titolo di esempio si vogliono mostrare un po' di sorgenti tipiche.

a) Forno per fusione di metalli
Sono costituiti da crogiolo in materiale refrattario attorno alla quale è posto un avvolgimento. I metalli (ad esempio prodotti di scarto) vengono fusi per induzione all’interno del crogiolo (Fig. 4)
Le correnti in gioco sono nell’ordine delle centinaia e migliaia di ampere e le frequenze nell’ordine dei kHz
Anche in questo caso occorre valutare con attenzione la posizione dell’operatore considerando che, specialmente in fase di carica dall’alto del crogiolo, può essere sottoposto a un potenziale rischio di esposizione ai campi magnetici. Anche nell’intorno dell’apparecchiatura i livelli di induzione possono risultare elevati.

b) Induttori per la forgia dei metalli
Per lo stampaggio è necessario portare i materiali metallici in conduzioni di plasticità. Successivamente il materiale verrà stampato all’interno di solenoidi. Le dimensioni vengono definite a progetto a seconda delle esigenze.
In fig. 5 è riportato un esempio di linea di riscaldo
Spesso queste sorgenti sono costituite da una serie di induttori posti in cascata lungo profili lunghi anche diversi metri. Come nei casi precedenti le aree in prossimità delle sorgenti possono risultare critiche per l’esposizione umana e vanno effettuate misurazioni nelle aree di possibile passaggio o stazionamento degli operatori.

c) Riscaldamento per cuscinetti
Per agevolare il montaggio e lo smontaggio dei cuscinetti si usa dilatare il cuscinetto per riscaldamento a induzione. Il sistema si basa su di un giogo magnetico all’interno del quale viene inserito il cuscinetto. Tale dispositivo produce anche campi magnetici verso l’esterno che vanno valutati per la protezione degli operatori. Gli stessi costruttori indicano sui libretti d’uso e manutenzione le distanze minime da rispettare, per garantire il soddisfacimento dei limiti legislativi.
In figura 6 è mostrato un dispositivo di preriscaldo durante una fase di test.

3) Magnetizzatori e smagnetizzatori
I sistemi di magnetizzazione utilizzati, ad esempio, nei controlli non distruttivi di tipo magnetoscopico, sono apparecchiature caratterizzare da intense correnti che svolgono la funzione di magnetizzare manufatti metallici da sottoporre a controlli (Fig. 7). Le correnti possono essere sia di tipo continuo che alternato e l’operatore addetto ai controlli risulta essere prossimo alla sorgente.
L’analisi dell’esposizione è quindi spesso effettuata anche dal costruttore dell’apparecchiatura

Al termine dell’indagine magnetoscopica, il pezzo sotto analisi può presentare una magnetizzazione residua che deve essere annullata per quanto possibile. Si utilizzano quindi dei sistemi di smagnetizzazione costituiti da una bobina alimentata in corrente alternata che viene attraversata dal pezzo magnetizzato.
In fig. 8 è rappresentato un tunnel di smagnetizzazione ove è visibile la bobina che genera il campo. Anche in questo caso è importante valutare la posizione dell’operatore nella fase di caricamento del pezzo e di eventuale altro personale che può stazionare nell’area adiacente alla bobina.