Foglio di calcolo rischio di lesioni da taglio DPI

La terza edizione di ISO 13997, pubblicata nell’ottobre 2024, specifica il metodo di prova al tomodynamometro (TDM) per determinare la forza necessaria affinché una lamina tagliente attraversi un provino di materiale destinato a capi di abbigliamento protettivo (inclusi guanti). L’obiettivo è misurare la resistenza al taglio in modo riproducibile e standardizzato, fornendo un valore in newton che riflette la capacità del materiale di opporsi a un unico contatto con uno spigolo affilato.

1. Ambito e finalità

• Campo di applicazione: ISO 13997:2024 si applica a qualunque materiale o componente di assemblaggi (tessili, compositi, pelle, gomma, materiali rinforzati) utilizzati per indumenti protettivi destinati a ridurre il rischio di lesioni da taglio (per esempio lavori con lamiere, vetro, utensili affilati)

• Obiettivo primario: definire un metodo di prova che fornisca un singolo valore di forza (in newton) necessario per l’attraversamento di un campione di spessore nominale 20 mm da parte di una lama diritta, in un solo passaggio, sotto carico crescente. Questo valore è poi usato per classificare la capacità di resistenza al taglio del materiale (livelli A–F, come previsto dalla norma EN 388:2016). 

2. Principi del metodo di prova

1. Apparecchiatura di taglio (Tomodynamometro)

   • Un dispositivo dotato di una lamina metallica affilata, mantenuta a un’angolazione definita, viene trascinata linearmente sul provino. Il provino è montato su un piano di supporto e bloccato mediante una pinza di serraggio specifica.

   • La forza applicata alla lama viene gradualmente aumentata, con un sensore di carico che registra il punto esatto (in newton) in cui la lama trafigge il materiale. Questo valore è chiamato F-cut.

2. Preparazione dei campioni

   • I provini sono ricavati dal materiale con dimensioni normate (tipicamente 100 mm×50 mm, con spessore fino a 12 mm; al di sopra di questo, l’apparecchio potrebbe non garantire risultati affidabili) e condizionati a 23 °C ±2 °C e 50 % ±5 % di umidità relativa. 

   • Vengono eseguite cinque misurazioni per ciascun campione, in punti differenti, per ottenere una media statistica (F-avg), da cui si determina il valore nominale di resistenza al taglio.

3. Calcolo e report dei risultati

   • Dopo il test, si calcola la media dei cinque valori di F-cut.

   • Il valore finale è espresso in newton (N) e permette di classificare il materiale secondo i livelli A (≥ 2 N), B (≥ 5 N), C (≥ 10 N), D (≥ 15 N), E (≥ 22 N), F (≥ 30 N), come previsto dalla sezione “e” del pittogramma EN 388:2016 (posizione “cut resistance”, test lineare) 

   • Ogni singolo test riporta anche un valore di incertezza di misura, calcolato tramite metodi statistici (secondo ISO 5725-2) o calcolati (ISO/IEC Guide 98-3), per garantire la tracciabilità e la riproducibilità dei risultati.i.org

3. Struttura della norma (Contenuti chiave)

La norma è organizzata in sezioni che coprono tutti gli aspetti del metodo di prova, dai requisiti dell’apparecchiatura fino all’elaborazione dei dati:

1. Sezione 1–3: Scopo, campo di applicazione e riferimenti normativi

   • Elenca i documenti di riferimento (per esempio ISO 11610 per il vocabolario, ISO 23388 per guanti contro i rischi meccanici) e definisce i termini essenziali (cut-through, provino, F-cut). 

2. Sezione 4: Principi generali del metodo di taglio

   • Descrive il principio del tomodynamometro, la geometria della lama (lunghezza minima della corsa, angolazione, materiale), la velocità di trazione (tipicamente 2 mm/s) e le tolleranze consentite. 

3. Sezione 5: Apparecchiatura di prova

   • Specifica i componenti dell’apparecchio: la lama (spessore, durezza, finitura superficiale), il sistema di trasmissione di forza, il sensore di carico (precisione ≤ 0,5 % del valore F-cut), la pinza di serraggio e il banco di prova.

   • Indica le limitazioni per materiali superiori a 12 mm di spessore e l’effetto sul serraggio con l’uso di particolari pinze (paragrafo 5.2.5). 

4. Sezione 6: Preparazione dei provini e condizioni di test

   • Dettaglia come ricavare i provini dal materiale (taglio, limatura dei bordi, rimozione di imperfezioni) e come condizionarli (23 °C, 50 % RH).

   • Stabilisce le dimensioni standard dei provini e la zona libera attorno all’area di taglio. I

   • Sezione 7: Procedura di prova

5. • Fissa i parametri di prova: velocità di avanzamento della lama (2 mm/s ± 20 %), distanza di corsa (20 mm), punti di applicazione delle cinque misurazioni (distribuiti in modo uniforme).

   • Indica le condizioni ambientali (temperatura e umidità della stanza di prova) e raccomanda di eseguire i test in un lasso di tempo massimo di 90 minuti dalla rimozione dei provini dalla camera di condizionamento. Sezione 8: Calcolo dei risultati

6. • Spiega come registrare il picco di forza in ogni prova (F-cut), come calcolare la media aritmetica (F-avg) e la deviazione standard.

   • Presenta la formula per convertire i risultati in valore nominale e descrive i criteri per classificare il materiale (A–F).

   • Riporta anche il formato di tabella per il report dei risultati e le informazioni minime da includere (identificazione del materiale, spessore, data di prova, risultato di ogni singola misura). Sezioni Appendice (A–C)

7. • Appendice A: Modulo dati consigliato (formulario Excel) per raccogliere le misure sperimentali e calcolare automaticamente F-avg e incertezza.

   • Appendice B: Esempi di calcolo di F-avg per miscele di materiali omogenei e stratificati.

   • Appendice C: Procedure di calibrazione delle lame (uso di provini di riferimento in neoprene).

   • L’edizione 3 ha aggiornato il file Excel di Allegato B.2 per correggere errori di calcolo riscontrati in particolari condizioni, e ha modificato la Figura 7a (schema della pinza di serraggio) aggiungendo una nota esplicativa in titolo.

4. Principali differenze con l’edizione precedente (2023)

• Figura 7a sostituita: è stato ridisegnato lo schema della pinza di serraggio per migliorare la chiarezza delle dimensioni e dell’utilizzo in caso di materiali spessi. 

• Nota spostata: la seconda nota della figura è stata spostata nel titolo per renderla più visibile durante la consultazione rapida.

• Correzione file Excel: il foglio Allegato B.2 è stato sostituito con una versione corretta, risolvendo malfunzionamenti verificati in rari casi di misure molto ravvicinate.

• Aggiornamenti minori di terminologia: lievi modifiche al vocabolario in accordo con l’edizione 2024 di ISO 11610 (Termini e definizioni per indumenti protettivi). 

Complessivamente, l’edizione 3 rappresenta una revisione tecnica essenzialmente correttiva e di miglioramento della chiarezza, senza modificare il principio fondamentale del test tomodynamometrico.

5. Classificazione dei livelli di resistenza al taglio

Il risultato medio (F-avg) ottenuto viene confrontato con i livelli di protezione definiti dalla norma EN 388:2016 (posizione “E” nel pittogramma), come segue:

• Livello A: F-avg ≥ 2 N

• Livello B: F-avg ≥ 5 N

• Livello C: F-avg ≥ 10 N

• Livello D: F-avg ≥ 15 N

• Livello E: F-avg ≥ 22 N

• Livello F: F-avg ≥ 30 N

Questa scala (da A a F) è più granulare rispetto al vecchio test Coup, poiché fornisce un’indicazione più precisa per materiali altamente resistenti in cui la lama circolare può velocemente smussarsi 

6. Applicazioni pratiche

• Industrie metalmeccaniche e lavorazione lamiere: rilevante per guanti destinati a operazioni con lamiera tagliente, bordi metallici vivi, punzonatura.

• Fabbricazione del vetro e carpenteria: materiali che offrono elevata protezione contro schegge o bordi di vetro.

• Automotive e assemblaggio: quando si maneggiano lamierati, parti pressopiegate o attrezzi affilati.

• Cantieristica e edilizia: per guanti resistenti a tagli accidentali da scalpello, seghetto o chiodi spioventi.

• Altri settori specialistici: legno, compositi avanzati, uso di utensili manuali affilati (coltelli, cesoie).

In questi ambiti, ISO 13997:2024 garantisce una valutazione più attendibile rispetto al test Coup tradizionale, specialmente per materiali che tendono a smussare rapidamente le lame, come quelli rinforzati con fibre aramidiche, fibra di vetro o fili d’acciaio

7. Conclusioni

La terza edizione di ISO 13997 mantiene intatto il principio di misurazione basato sul tomodynamometro, con l’obiettivo di fornire dati certi e riproducibili sulla resistenza al taglio di materiali protettivi. Rispetto alle versioni precedenti, si concentra su:

1. Miglioramenti grafici e di chiarezza (rivisitazione delle figure, note e riferimenti).

2. Correzioni al supporto dati (file Excel in Allegato B) per eliminare errori di calcolo riscontrati.

3. Aggiornamenti terminologici minimi, in armonia con i documenti correlate di terminologia (ISO 11610).

Grazie all’adozione di ISO 13997:2024, produttori di guanti, laboratori di prova e utenti finali possono contare su un metodo di prova di corte definito, oggettivo e allineato alle evoluzioni dei materiali ad alta resistenza e alle più recenti linee guida internazionali per la protezione meccanica 

La norma ISO 13997 (edizione 3) descrive il metodo di prova per misurare la resistenza al taglio di materiali utilizzati in indumenti e guanti protettivi. In pratica:

• Cosa descrive
  Un’apparecchiatura (tomodynamometro) dotata di una lama diritta che, con forza crescente, viene trascinata sul campione di materiale finché non lo taglia. La norma specifica tutti i dettagli: tipo di lama, velocità di avanzamento (circa 2 mm/s), dimensioni e condizionamento dei provini, modalità di fissaggio, numero di prove (cinque per ciascun campione), criteri per registrare la forza di taglio (F-cut) e calcolare la media (F-avg) con la relativa incertezza.

• A cosa serve

  1. Classificare i materiali protettivi (guanti, tessuti, compositi, pelle, ecc.) in base alla loro capacità di opporsi a un singolo colpo di lama affilata, assegnando poi un livello di protezione (da A a F) coerente con la norma EN 388 (sezione “resistenza al taglio”).

  2. Garantire risultati riproducibili fra laboratori e produttori, fornendo procedure e condizioni di prova uniformi (temperatura, umidità, spessore del campione).

  3. Supportare la scelta del materiale più adatto in attività a rischio di taglio (metallurgia, lavorazione vetro, carpenteria, edilizia, automotive, cantieristica, ecc.), dove la sicurezza del lavoratore dipende dalla capacità del guanto o del tessuto di resistere a schegge, bordi vivi, utensili affilati.

In sintesi, ISO 13997:2024 (ed. 3) permette di ottenere un valore numerico oggettivo (in newton) della forza necessaria per tagliare un materiale protettivo, e di tradurlo in un livello di protezione standardizzato, utile a progettisti, produttori di guanti e laboratori di prova per valutare e confrontare la performance contro rischio da taglio.

Il “foglio Excel” allegato (Allegato B.2) alla ISO 13997:2024 (ed. 3) è un modello di supporto per raccogliere i dati sperimentali e calcolare automaticamente i risultati del test di resistenza al taglio secondo il metodo TDM. In pratica, è una sorta di “formulario elettronico” che aiuta il laboratorio (o il tecnico) a:

1. Inserire i dettagli del materiale e delle condizioni di prova

   • Identificazione del campione: nome o codice del materiale, eventuale lotto, descrizione (tipo di tessuto, composizione, rinforzi, ecc.).

   • Spessore misurato: valore nominale e eventuali tolleranze (ad es. 3,0 mm ± 0,2 mm).

   • Condizioni ambientali: temperatura e umidità relativa in camera di condizionamento (tipicamente 23 °C ± 2 °C, 50 % ± 5 % RH).

   • Data e ora della prova, operatore che esegue il test, apparecchiatura utilizzata (modello di TDM, identificativo della lama, matricola del banco di prova).

2. Registrare le cinque singole misure di F-cut

   • Il foglio Excel prevede una colonna (o più colonne) in cui inserire cinque valori grezzi di “F-cut” (la forza, in newton, misurata in ogni singola prova lineare) per ciascun provino.

   • Ogni riga del foglio corrisponde a un provino (ossia un pezzo di materiale di dimensione standard – normalmente 100 × 50 mm), sul quale vengono fatte cinque prove in punti differenti.

3. Calcolare automaticamente F-avg e deviazione standard

   • Una sezione del foglio è dedicata alle formule che calcolano la media aritmetica (F-avg) delle cinque misure inserite e la deviazione standard (σ).

   • In base alla media e alla deviazione standard, viene calcolata anche l’incertezza di misura (ad esempio, l’incertezza espansa a un livello di confidenza α = 95 %, calcolata secondo ISO 5725-2 o ISO/IEC Guide 98-3).

   • Se il foglio è completo, spesso è già predisposto per confrontare la F-avg con le soglie previste (2 N, 5 N, 10 N, 15 N, 22 N, 30 N) e restituire il livello di protezione (A–F) corrispondente.

4. Attribuire il livello di protezione (A–F)

   • Sulla base del valore medio, il foglio Excel applica automaticamente la regola:

     • F-avg ≥ 2 N → livello A

     • F-avg ≥ 5 N → livello B

     • F-avg ≥ 10 N → livello C

     • F-avg ≥ 15 N → livello D

     • F-avg ≥ 22 N → livello E

     • F-avg ≥ 30 N → livello F

   • Generalmente, c’è una colonna dedicata in cui compare la lettera corrispondente (A, B, C, D, E o F) non appena F-avg viene calcolato.

5. Riepilogo dei risultati e formattazione del report

   • Di solito, nella parte finale o in un’area di riepilogo il foglio include:

     • Tabella di sintesi dei risultati per tutti i campioni provati (codice provino, spessore, F-avg, deviazione standard, incertezza, livello).

     • Eventuali note o commenti (es. “lama sostituita dopo la 3ª prova”, “campione danneggiato in 5ª misurazione, scartato”).

     • Un riquadro con l’identificazione della prova (es. identificativo certificato, firma dell’operatore, data di emissione del report).

6. Eventuali grafici o diagrammi ausiliari

   • Alcune versioni avanzate del modello includono un piccolo grafico a barre o a punti che mostra le cinque misurazioni di F-cut per ciascun campione e la media, per una rapida valutazione visiva di eventuali dispersioni anomale.

   • Tuttavia, la norma non impone la presenza obbligatoria di grafici: questi sono generalmente inseriti a discrezione del laboratorio per facilitare la verifica visiva delle performance.