Dalla sicurezza dei morsetti al rilevamento del gas: i sensori sono indispensabili.

Come estensione dei nostri sensi, l’attuale generazione di sensori è in grado di rilevare praticamente tutte le grandezze che giocano un ruolo nella sicurezza industriale. Quando i limiti vengono superati, viene attivato un allarme. I nuovi sviluppi nel settore stanno portando a nuove sfide e alla creazione di sensori corrispondenti. Si pensi, ad esempio, alla diagnosi precoce di un incendio imminente in una batteria. Al contrario, i progressi che migliorano alcune caratteristiche dei sensori stanno aprendo nuove possibilità per aumentare il livello di sicurezza industriale.

I sensori garantiscono la sicurezza di persone e macchinari quando si utilizza un braccio robotico. La sicurezza industriale può essere garantita in tre fasi approssimative: attraverso un lavoro intrinsecamente sicuro, l’uso di hardware, come una recinzione, e infine l’adozione di controlli di sicurezza. Oggi, i sensori svolgono un ruolo fondamentale in molte soluzioni.

Sviluppo

Tradizionalmente, i sensori meccanici si trovano nei tappetini del cambio, nei paraurti del cambio e nelle modanature del cambio. I tappetini sono dotati di sensori di pressione interni, ovvero interruttori meccanici, che rilevano quando una persona si avvicina troppo alla macchina. Anche le modanature e i paraurti del cambio funzionano allo stesso modo. Le situazioni diventano ancora più sicure quando i sensori sono connessi a un sistema di controllo o integrati in un sistema di sicurezza completo. Quando i sensori di controllo rilevano che determinati limiti vengono superati, possono inviare segnali per avviare determinate misure, come spegnere in modo sicuro la macchina, completare in modo sicuro specifici movimenti o proteggere i carichi sollevati.

I robot possono essere protetti in vari modi, ad esempio, tramite una recinzione (hardware) integrata da sensori e controlli di sicurezza.

Esempi

Una soluzione ben nota in questo contesto sono gli schermi luminosi. Questi dispositivi sono dotati di una sorgente luminosa che emette un fascio di luce, catturato dai fotorecettori. Si genera uno schermo luminoso quando un numero elevato di raggi di luce paralleli viene inviato ai ricevitori opposti. Per il controllo, la rottura dei raggi di luce indica che persone o oggetti si stanno avvicinando a una parte dello spazio potenzialmente pericolosa. Di conseguenza, la macchina si spegne in modo sicuro o si ferma temporaneamente.

La sicurezza industriale può essere garantita anche da un sistema di chiusura della porta combinato con un “tag” personale. Nei sistemi moderni, il controllo tiene traccia di chi si trova all’interno e all’esterno di un determinato ambiente, consentendo alle persone di utilizzare porte diverse quando escono dalla stanza. Un altro sistema intelligente consiste in un “occhio” elettronico che scansiona l’ambiente circostante e rileva situazioni pericolose. Tuttavia, tali sistemi tendono ad essere piuttosto costosi e ci sono poche applicazioni in cui vale la pena investire. Spesso, è possibile raggiungere lo stesso livello di sicurezza con sistemi più economici.

L’MPS rileva i gas rilasciati durante lo sviluppo di un runaway termico.

Un sviluppo veramente innovativo nel campo dei sensori di sicurezza è lo spettrometro delle proprietà molecolari, o MPS. Questo sensore è dotato di un chip specifico che consente di monitorare contemporaneamente diversi gas. Tra questi, i gas rilasciati durante lo sviluppo di un runaway termico in una batteria elettrica. Questo processo provoca in modo irrevocabile un incendio della batteria, noto per essere difficile da spegnere. In passato, l’unico modo per monitorare la temperatura della batteria era osservare i segnali di un incendio già avviato, e con molto anticipo. Si prevede che le compagnie assicurative, tra le altre, richiedano alle aziende che utilizzano batterie agli ioni di litio l’adozione di un sistema di rilevamento di questo tipo.