L’utilizzo della pneumatica è fondamentale per la manipolazione e movimentazione di materiali e prodotti. E’ possibile manipolare un determinato oggetto con forme diverse, passando dalle mani di presa robotizzate fino agli attuatori, che convertono l’energia di pressione in energia meccanica. Inoltre, la pneumatica è un valido strumento per ridurre l’attrito e questo permette il sollevamento di carichi molto pesanti.
Per la manipolazione dei carichi nei processi industriali, gli impianti pneumatici utilizzano attuatori il cui movimento è comandato da sistemi meccanici e meccatronici. I cilindri pneumatici costituiscono il più semplice e il più diretto tra gli attuatori pneumatici e sono classificati come attuatori: la loro caratteristica è quella di trasformare l’energia meccanica in un’altra forma di energia, in particolare energia potenziale di pressione. L’utilizzo della pneumatica è riscontrabile in qualsiasi processo produttivo, ad esempio in quello alimentare e tessile, nel campo ambientale e agricolo sempre più in espansione, infine nell’industria automobilistica e nel campo medico in modo sempre più significativo. La letteratura scientifica ci dice che la movimentazione manuale non determina rischi di lesioni nei confronti dell’operatore solo con carichi inferiori a 3 Kg e con dimensioni contenute.
Nonostante l’espansione in atto per l’automazione e la meccanizzazione industriale, come attestano i dati Eurofond 2012, molti lavoratori sono ancora esposti a carichi di lavoro fisici a causa della movimentazione dei carichi (oltre il 30% della popolazione attiva nell’UE), dei movimenti ripetitivi (63%) e di scomode posture del corpo (46%) che determinano la torsione del tronco dell’operatore. Questi dati, che sono stati relativamente costanti e significativi nell’ultimo decennio, dicono, in modo inequivocabile, che i disturbi muscoloscheletrici legati al lavoro (DMS) continuano a colpire un numero significativo di lavoratori. Questo problema si ripercuote sia sui lavoratori, procurando sofferenza, sia sui datori di lavoro, perché riducono l’efficienza dell’azienda e al paese perché incide sulla spesa sanitaria e assistenziale. Il 25% dei lavoratori dell’UE soffre di mal di schiena e il 23% accusa dolori muscolari. Si analizzeranno, in questo articolo, tre sistemi nella movimentazione manuale dei carichi con l’ausilio della pneumatica, che utilizzano rispettivamente: gli esoscheletri; i supporti a pattini d’aria; i manipolatori pneumatici.
Movimentazione dei carichi mediante l’utilizzo di esoscheletri
Come accennato, i disturbi più comuni che un operatore soffre durante la movimentazione di carichi sono rappresentati da una sensazione di peso, di fastidio, di intorpidimento, di formicolio e di rigidità. Questi disturbi sono più forti quando l’operatore compie determinate movimentazioni. Una soluzione per la movimentazione manuale è rappresentata dall’utilizzo di esoscheletri (Figura 2), efficace soprattutto in particolari ambienti dinamici; l’utilizzo di esoscheletri rappresenta, in maniera inequivocabile, il crescente interesse, nell’industria moderna, verso la cosiddetta “robotica collaborativa”.
L’esoscheletro è stato studiato e realizzato dall’ingegneria biomedica, per scopi medici/riabilitativi, come una struttura progettata per assistere i movimenti umani a scopi terapeutici-riabilitativi, per aumentare le prestazioni delle persone e per riabilitare normali capacità in pazienti affetti da disturbi muscoloscheletrici. Successivamente, è stato utilizzato in ambito industriale, come ulteriore applicazione dell’esoscheletro inizialmente finalizzato alla riabilitazione. Gli esoscheletri possono essere classificati in due tipologie:
– esoscheletri attivi: dotati da uno o più attuatori che, opportunamente coordinati, permettono di ridurre lo sforzo muscolare dell’essere umano, aiutando il moto generato dal muscolo umano;
– esoscheletri passivi: dotati di elementi elastici come molle, di ammortizzatori, che durante il movimento umano immagazzinano energia e successivamente la restituiscono per sostenere una postura o per compiere una determinata operazione.
In generale, la maggior parte degli esoscheletri e dei dispositivi che possono essere visti su riviste specializzate od oggetto di ricerche in corso, sono ancora in fase sperimentale o di prototipazione, e allo stato attuale non sono pronti per essere utilizzati nella pratica.
