Robot Collaborativi (Cobot) in Azienda: Rischi e Sicurezza

Cobot in Italia: tendenze di adozione

Il mercato dei robot collaborativi e in crescita accelerata a livello globale e italiano. Secondo le stime IFR (International Federation of Robotics), i cobot rappresentano una quota crescente delle installazioni robotiche mondiali, con applicazioni prevalenti in:

• Manifatturiero: assemblaggio di componenti, avvitatura, ispezione qualita e operazioni pick-and-place in linee di produzione a piccoli lotti o con frequenti cambi di formato.
• Automotive: operazioni di assemblaggio finale, applicazione di sigillanti, controllo visivo e movimentazione di componenti in celle ibride uomo-robot.
• Logistica e intralogistica: picking collaborativo, palettizzazione assistita e movimentazione di carichi in magazzini automatizzati.
• Alimentare e farmaceutico: confezionamento, ispezione qualita e operazioni in ambienti con requisiti igienici elevati.

In Italia, il settore manifatturiero e quello con il maggiore tasso di adozione, trainato dalla necessita di automazione flessibile nelle PMI che non possono sostenere i costi di celle robotiche tradizionali con barriere fisse. Il Piano Nazionale Industria 4.0 (e successive evoluzioni) ha incentivato gli investimenti in robotica collaborativa attraverso crediti d'imposta per beni strumentali innovativi.

Valori indicativi. Elaborazione su dati IFR e letteratura tecnica.

Robot tradizionale vs cobot: differenze in termini di sicurezza

La distinzione tra robot industriale tradizionale e robot collaborativo non e meramente commerciale, ma ha implicazioni dirette sul regime normativo e sulla gestione del rischio:

Tabella indicativa. Fonte: EN ISO 10218-1/-2, ISO/TS 15066.

Normativa di riferimento: ISO/TS 15066 e EN ISO 10218

Il quadro normativo per i robot collaborativi si articola su due livelli complementari:

EN ISO 10218-1 e EN ISO 10218-2

La norma EN ISO 10218 si compone di due parti: la parte 1 riguarda i requisiti di sicurezza per il robot industriale come macchina (rivolta al costruttore), mentre la parte 2 — fondamentale per i datori di lavoro — riguarda i sistemi robot e l'integrazione. La EN ISO 10218-2 definisce i requisiti per la progettazione, la costruzione e l'installazione del sistema robot nel contesto produttivo, incluse le modalita operative collaborative:

• Speed and Separation Monitoring (SSM):il robot riduce automaticamente la velocita o si ferma in funzione della distanza rilevata dall'operatore, tramite sistemi laser, telecamere o sensori di presenza.
• Power and Force Limiting (PFL):il robot limita la forza e la potenza erogabili, in modo che un eventuale contatto con l'operatore non superi le soglie di lesione definite dalla ISO/TS 15066.
• Hand Guiding:l'operatore guida direttamente il robot tenendolo per una maniglia dedicata, con velocita di sicurezza impostata.
• Safety-Rated Monitored Stop (SRMS):il robot si ferma in sicurezza quando l'operatore entra nella zona collaborativa e riprende quando l'operatore esce.

ISO/TS 15066 — Specifiche tecniche per applicazioni collaborative

La ISO/TS 15066 (2016) e la specifica tecnica di riferimento per le applicazioni collaborative. Fornisce:

• Tabelle biomeccaniche di riferimento:valori limite di forza (N) e pressione (N/cm2) ammissibili per il contatto transitorio e quasi-statico con diverse parti del corpo umano (mani, braccia, testa, torace, addome). Questi valori sono la base per verificare che un'applicazione PFL sia sicura.
• Metodologia di valutazione del rischio per modalita collaborative: procedura strutturata per identificare i pericoli specifici di ogni applicazione collaborativa e verificarne la conformita ai limiti biomeccanici.
• Requisiti per SSM: definizione delle zone di sicurezza, delle velocita protette e dei tempi di risposta dei sistemi di rilevamento.

La ISO/TS 15066 e in corso di revisione per diventare una norma ISO completa (ISO 10218-3); le revisioni in corso potrebbero aggiornare i valori biomeccanici e i requisiti per i sistemi di rilevamento basati su intelligenza artificiale.

Valutazione del rischio nel DVR per i cobot (Titolo III D.Lgs. 81/08)

In Italia, i cobot sono attrezzature di lavoro ai sensi dell'art. 69 del D.Lgs. 81/08 e rientrano pienamente nel Titolo III. Il datore di lavoro e tenuto ad aggiornare il Documento di Valutazione dei Rischi (DVR) includendo la valutazione specifica per ogni applicazione collaborativa.

Elementi da includere nel DVR per applicazioni cobot

• Descrizione dell'applicazione: tipo di cobot, end-effector montato, materiali lavorati, layout della cella, numero e mansione degli operatori coinvolti, modalita operativa collaborativa utilizzata (PFL, SSM, SRMS, Hand Guiding).
• Analisi dei pericoli: identificazione sistematica dei pericoli meccanici (schiacciamento, impatto, presa), dei pericoli da processo (taglio da utensile, schizzi da materiale) e dei pericoli da guasto (failure mode) del sistema di sicurezza.
• Verifica dei limiti biomeccanici (per PFL): documentazione della verifica che la forza e la pressione massima di contatto nelle condizioni di esercizio siano inferiori ai limiti della ISO/TS 15066 per le parti del corpo esposte.
• Zone di sicurezza e segnaletica: definizione e documentazione delle zone collaborative, delle zone di pericolo residuo e della segnaletica adottata.
• Misure di prevenzione e protezione adottate:livello di Performance Level (PL) o Safety Integrity Level (SIL) dei sistemi di sicurezza, procedure operative, DPI eventualmente richiesti (guanti anti-taglio se l'end-effector e tagliente).
• Procedura di aggiornamento della valutazione:definizione delle condizioni che richiedono una nuova valutazione del rischio (modifica dell'end-effector, cambio layout, nuovi operatori, modifica dei parametri di forza/velocita).

Rischi residui dei cobot: schiacciamento, impatto, presa

Anche dopo l'implementazione corretta delle misure previste dalla normativa, i cobot presentano rischi residui che devono essere gestiti e comunicati agli operatori:

Rischi meccanici principali

• Schiacciamento:si verifica quando una parte del corpo dell'operatore viene intrappolata tra il cobot (o l'end-effector) e una struttura fissa (parete, tavolo, macchinario adiacente). Il rischio e particolarmente elevato in celle con spazio ridotto. La ISO/TS 15066 definisce che le forze di quasi-contatto statico sono piu lesive di quelle di contatto transitorio: uno schiacciamento in posizione bloccata puo superare i limiti biomeccanici anche a basse velocita.
• Impatto: contatto non voluto ad alta energia cinetica, dovuto a velocita di movimento superiori ai parametri impostati (guasto del sistema di controllo) o a movimenti improvvisi del robot nella zona di transizione tra modalita normale e collaborativa.
• Presa o trascinamento:cattura involontaria di indumenti, capelli, guanti o parti del corpo da parte dell'end-effector o dei giunti del robot. Questo rischio e spesso sottovalutato nelle applicazioni dove il cobot e certificato PFL ma l'end-effector e una pinza o un utensile rotante.
• Rischi da end-effector:l'end-effector (utensile montato sul cobot) non e sempre intrinsecamente sicuro per il contatto umano. Pinze con bordi taglienti, utensili rotanti, aspiratori e dispositivi di saldatura richiedono misure aggiuntive specifiche non coperte dalla valutazione base del cobot.

Zone di sicurezza e layout della cella collaborativa

La corretta definizione delle zone di sicurezza e cruciale per la gestione dei rischi residui:

Formazione degli operatori di cobot: obblighi e contenuti

L'art. 73 del D.Lgs. 81/08 richiede che i lavoratori che utilizzano attrezzature ricevano un addestramento adeguato e specifico, condotto da persona competente. Per i cobot, questo obbligo si traduce in un programma formativo strutturato che deve coprire:

• Principi di funzionamento del cobot: modalita operative (PFL, SSM, Hand Guiding, SRMS), sistemi di sicurezza integrati, indicatori di stato e significato degli allarmi.
• Rischi specifici dell'applicazione:i rischi residui identificati nella valutazione del rischio dell'applicazione specifica, non quelli generici del costruttore. L'operatore deve conoscere i pericoli di quella specifica cella collaborativa.
• Procedure di arresto di emergenza: posizione e utilizzo dei dispositivi di arresto di emergenza, comportamento corretto in caso di contatto inatteso con il robot, procedura di riavvio dopo arresto di sicurezza.
• Zone di sicurezza e comportamenti ammessi:dove l'operatore puo posizionarsi, quali movimenti sono consentiti nella zona collaborativa, come segnalare anomalie o situazioni di pericolo percepite.
• Manutenzione e pulizia in sicurezza: procedura LOTO (Lock-Out/Tag-Out) o equivalente per le operazioni di manutenzione, sostituzione end-effector e pulizia della cella.

La formazione deve essere documentata con registro presenze, contenuti erogati e verifica della comprensione. Deve essere ripetuta in caso di: modifica significativa dell'applicazione, introduzione di un nuovo end-effector, cambio di layout della cella o introduzione di nuovi operatori alla mansione.

Cobot nei settori manifatturiero, logistica e automotive

I profili di rischio variano significativamente in funzione del settore e del tipo di applicazione:

Manifatturiero (PMI)

Le PMI manifatturiere sono il principale driver di adozione dei cobot in Italia. Le applicazioni tipiche includono assemblaggio di componenti, avvitatura assistita e ispezione visiva. Il rischio principale nelle PMI e la sottovalutazione della complessita della valutazione del rischio: l'acquisto di un cobot certificato CE e spesso percepito come sufficiente, mentre la normativa richiede una valutazione dell'applicazione completa secondo la ISO/TS 15066.

Automotive

Nell'automotive i cobot operano in celle ibride accanto a lavoratori specializzati. I rischi principali sono legati alle dimensioni e ai pesi dei componenti movimentati (schiacciamento con carichi pesanti) e alla presenza di sostanze pericolose (sigillanti, adesivi strutturali). La maturita delle funzioni di sicurezza nei grandi gruppi automotive e generalmente elevata, ma le forniture di primo livello presentano gap significativi nella documentazione della valutazione del rischio.

Logistica e magazzini

Nei magazzini automatizzati i cobot vengono impiegati per il picking collaborativo e la palettizzazione. Il rischio specifico e la coesistenza nello stesso ambiente di cobot, AGV (veicoli a guida automatica) e operatori umani, con interazioni dinamiche che richiedono sistemi SSM avanzati e una pianificazione attenta del traffico. La valutazione del rischio in questi ambienti e particolarmente complessa per la variabilita delle interazioni.

Tabella indicativa. Elaborazione su letteratura tecnica e dati IFR.

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Fonti normative