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15 maggio 2017

Buone pratiche

RESISTENZA ALLO SCIVOLAMENTO: INFORMATIVA SULLE NORME DI RIFERIMENTO E I METODI DI PROVA III parte

LE NORME PER LA DETERMINAZIONE DELLA SCIVOLOSITÀ ED I RELATIVI METODI DI PROVA.

Il metodo della “rampa”
Sembra quasi impossibile che questo test, che di fatto delizia tutte le persone che ne assistono all’esecuzione, sia stato studiato e perfezionato in Germania…
Esso consiste nel ricreare in Laboratorio il pavimento da testare e nell’inclinarlo, mettendo un povero operatore nella condizione di “dover” scivolare su olio, oppure su acqua e sapone. Ovviamente (per fortuna!) l’operatore viene imbragato, tuttavia questa prova comunica la strana sensazione d’attesa che stia per accadere qualcosa che a nessuno piace: cadere.
È una delle prove che nel tempo è stata rivisitata dai tedeschi (DIN è il nome del loro ente di normazione), ma è comunque una delle più richieste assieme al pendolo, specialmente poiché in Germania va obbligatoriamente effettuata su pavimenti posati in edifici pubblici, di lavoro, scuole ed ospedali.

DIN 51130 Prüfung von Bodenbelägen – Bestimmung der rutschhemmenden Eigenschaft – Arbeitsräume und Arbeitsbereiche mit Rutschgefahr – Begehungsverfahren – Schiefe EbenE
(tradotto: Metodo di prova per rivestimenti a pavimento – Determinazione delle proprietà antiscivolo – Aree di lavoro ed attività con rischio di scivolamento – Metodo della rampa a piedi calzati)


fig. 4 Esecuzione della prova di resistenza allo scivolamento secondo DIN 51130. L’operatore cammina avanti e indietro lungo una rampa inclinabile lunga circa 1,5 m, rivestita col materiale da testare cosparso di olio a viscosità specifica come da norma. L’inclinazione della rampa aumenta progressivamente finché l’operatore non scivola. L’angolo di scivolamento – attraverso le opportune calibrazioni – determina la classe di resistenza allo scivolamento del materiale, da R9 (la più scivolosa) ad R13 (la meno scivolosa).

Questo metodo di misurazione diretta della scivolosità fa riferimento ad una normativa tedesca (DIN), che esprime la scivolosità delle pavimentazioni in funzione dell’angolo di scivolamento. La prova si può eseguire esclusivamente in Laboratorio da due operatori esperti e tarati sulle superfici standard di prova, con scarpe specifiche secondo le prescrizioni della stessa DIN 51130. L’angolo di scivolamento si ricava dalla media dei due operatori, i quali – a turno – indossano le apposite calzature, si imbragano e camminano avanti e indietro su una rampa inclinabile (Fig. 4) rivestita del materiale da testare cosparso di un olio a viscosità specifica. L’inclinazione della rampa viene aumentata progressivamente finché l’operatore scivola. L’angolo di scivolamento viene registrato: la media degli angoli di scivolamento dei due operatori viene poi classificata all’interno di intervalli così come definiti dalla normativa. Tali intervalli definiscono le classi di resistenza allo scivolamento del materiale, da R9 (la classe più scivolosa) fino ad R13 (la classe meno scivolosa).
In Germania, per ciascuna destinazione d’uso della pavimentazione viene prescritta una determinata classe di resistenza allo scivolamento “R”.
Si applica a pavimentazioni di qualsiasi natura (pietre, agglomerati, ceramiche, linoleum, legno, metallo, vetro, ecc.).
Pur essendo una prova molto richiesta, specialmente in fase di progettazione – in quanto una delle poche prove di misurazione diretta della scivolosità, il metodo della rampa a piedi calzati è talora criticato per una serie di ragioni (si veda ad esempio la ricerca di Richard Bowman: Slip Resistance Testing – Zones of uncertainty, 2010), legate principalmente ai criteri di taratura ed alla soggettività dell’operatore. Per quanto riguarda i criteri di taratura, essi comprendono: la difficile reperibilità delle superfici standard di prova per la taratura, la mancata definizione dell’usura delle calzature di prova – dopo quanto/i tempo/utilizzi devono essere cambiate? (es: Bowman, 2004, 2010). La soggettività degli operatori, invece, comprende la diversa sensibilità nei confronti della pendenza (i.e., alcune persone si sentono meno sicure di altre su superfici inclinate), la paura di cadere, l’esperienza e persino l’umore del giorno di esecuzione della prova (es: Bowman, 2010), o anche solo il fatto di aver festeggiato la sera prima con una birra di troppo o di soffrire di labirintite nel giorno del test.

DIN 51097 Prüfung von Bodenbelägen Bestimmung der Rutschhemmenden Eigenschaft Naßbelastete Barfußbereiche Begehungsverfahren – Schiefe Ebene
(tradotto: Metodo di prova per rivestimenti a pavimento – Determinazione delle proprietà antiscivolo – Aree bagnate attraversate a piedi nudi – Metodo della rampa)
Questa prova viene eseguita per determinare la scivolosità in ambienti dove si cammina a piedi scalzi in presenza di acqua, come ad esempio piscine, aree wellness e spa.
La procedura di esecuzione di questo test è molto simile a quella descritta per il metodo DIN 51130, con la differenza che gli operatori camminano a piedi nudi sul materiale da testare, non più ricoperto di olio ma soggetto ad un flusso continuo di acqua.
La media dei due angoli di scivolamento viene classificata all’interno di intervalli, noti come classi di resistenza allo scivolamento, denominati da A (classe più scivolosa) a C (classe meno scivolosa).
Come per la DIN 51130, questo metodo di prova si applica a pavimentazioni di qualsiasi natura (pietre, agglomerati, ceramiche, linoleum, legno, metallo, vetro, ecc.).

Il metodo della rampa (sia a piedi calzati sia a piedi nudi) si è dimostrato un interessante supporto anche per valutare attrezzature ed aree afferenti alle piscine, al punto tale da essere stata utilizzata anche in altri standard europei (la sigla EN ne stabilisce tale status per la comunità europea). Tali norme sono state recepite anche dall’Italia (UNI infatti sta per ente Nazionale Italiano di Unificazione, che rappresenta l’Italia presso le organizzazioni di normazione europea (CEN) e mondiale (ISO)).

UNI EN 13451-1 Attrezzature per piscine – Parte 1: Requisiti generali di sicurezza e metodi di prova
Questa norma specifica i requisiti di sicurezza generali e i metodi di prova per l’attrezzatura utilizzata nelle piscine (UNI EN 15288-1, UNI EN 15288-2). Tra i requisiti di sicurezza è richiesta anche la resistenza allo scivolamento, da testare previa un metodo di prova comparabile a quello specificato nella norma DIN 51097 (rampa a piedi nudi). In Appendice E, infatti, la norma EN 13451-1 descrive come eseguire la prova di resistenza allo scivolamento: l’esecutore deve camminare avanti e indietro su una rampa inclinabile rivestita del materiale da testare. Il materiale deve essere bagnato con una soluzione acquosa di un agente bagnante neutro (1 g/l). L’inclinazione della rampa è aumentata di circa 1°/s; l’angolo di inclinazione che causa incertezza dell’esecutore viene misurato dodici volte. Si scartano i valori minimo e massimo registrati; la media dei valori rimanenti fornisce il risultato della prova. L’angolo di inclinazione medio così ottenuto ricade all’interno della relativa classificazione (12°, 18°, 24°). La norma specifica quindi gli angoli minimi da ottenere per superfici specifiche, in modo da garantirne la sicurezza.
Nel caso in cui questo metodo di prova non fosse applicabile, la norma propone un metodo di prova alternativo in Appendice F. Questo metodo di prova prevede di tirare – per mezzo di una fune – un corpo sulla superficie orizzontale della superficie da sottoporre a prova, nelle direzioni specificate. La forza misurata è correlata alla resistenza allo scivolamento tramite la tabella comparativa al Prospetto F.1, riportato in Appendice F della norma.

UNI EN 13845 Rivestimenti resilienti per pavimentazioni – Rivestimenti per pavimentazioni a base di policloruro di vinile con resistenza avanzata allo scivolamento – Specifica
La norma specifica le caratteristiche dei rivestimenti per pavimentazioni a base di policloruro di vinile forniti in piastrelle o in rotoli con caratteristiche di resistenza avanzata allo scivolamento in condizioni specificate. Per aiutare il consumatore ad effettuare una scelta consapevole, la norma propone un sistema di classificazione in base all’intensità d’uso (es: ambiente domestico/industriale, numero di persone, ecc…), che riporta le caratteristiche che devono avere i pavimenti resilienti per dare un servizio soddisfacente in base alla destinazione d’uso.
La resistenza allo scivolamento delle pavimentazioni resilienti è valutata tramite il metodo della rampa in condizioni bagnate, descritto in Appendice C, comparabile a quello descritto in DIN 51097 e in DIN 51130 (a cui la norma fa infatti riferimento).

UNI CEN/TS 16165:2016 Determinazione della resistenza allo scivolamento delle superfici pedonali – Metodi di valutazione
Questa specifica tecnica definisce i metodi di prova per la determinazione della resistenza allo scivolamento delle superfici pedonali. Non si applica alle pavimentazioni sportive ed alle pavimentazioni stradali veicolari.
In particolare, questa specifica tecnica fornisce un elenco di definizioni relative alla scivolosità e all’attrito, ed un elenco delle prove che si possono eseguire per determinare la resistenza allo scivolamento, ma non fornisce indicazioni sulle casistiche per le quali un metodo sia preferibile ad un altro. In altre parole, la specifica tecnica non spiega in che situazioni utilizzare un metodo o l’altro.
La specifica tecnica – oltre a quelle già elencate all’inizio di questo articolo – riporta la seguente definizione utile:
Coefficiente di attrito dinamico: coefficiente di attrito dove un corpo si muove su una superficie a velocità costante. Si esprime come il rapporto tra la forza d’attrito (agente in direzione orizzontale) e la forza verticale agenti tra il pattino e la superficie orizzontale del campione, in moto a velocità costante (punti 3.11 e 3.12).

Le quattro Appendici della specifica tecnica riportano i quattro metodi di prova per la determinazione della resistenza allo scivolamento delle superfici pedonali.
Appendice A: Prova su rampa a piedi nudi
Questo metodo di prova è comparabile a quello già illustrato nella norma DIN 51097. L’esecutore deve camminare avanti e indietro su una rampa inclinabile rivestita del materiale da testare. Il materiale deve essere bagnato con una soluzione acquosa di densità e concentrazioni specifiche (Dehypon LS45 (CAS-n. 68439-51-0) in concentrazione pari a 1 g/l). La soluzione deve essere continuamente applicata durante l’esecuzione della prova ad un tasso noto e costante (6±1 l/min). La temperatura della soluzione deve essere compresa tra 29±2°C. L’inclinazione della rampa è aumentata finché l’esecutore scivola. Si registra l’angolo di scivolamento e lo si calibra secondo le formule riportate in prospetto A.2 dell’Appendice A. La prova deve essere ripetuta da un secondo esecutore ed il risultato finale è riportato come la media dei due angoli calibrati dei due esecutori.

Appendice B: Prova su rampa a piedi calzati
Questo metodo di prova è comparabile a quello già illustrato nella norma DIN 51130.

Appendice C: Prova col pendolo
Questo metodo di prova è comparabile a quello già illustrato nella norma EN 14231.

Appendice D: Prova col tribometro
Questo metodo di prova è comparabile al metodo del pullmetro illustrato nella sezione successiva (ASTM C 1028).

Le norme americane: pullometro e scivolosimetro
ASTM C 1028 Standard Test Method for Determining the Static Coefficient of Friction of Ceramic Tile and Other Like Surfaces by the Horizontal Dynamometer Pull-Meter Method
Questa norma è stata ritirata senza sostituzione nel febbraio del 2014 (dalla pagina web dell’ASTM: “This standard is being withdrawn without replacement due to its limited use by industry” – tradotto: “Questa norma è stata ritirata senza sostituzione a causa del suo limitato utilizzo nel settore”). Nonostante sia stata ritirata, capita talora che essa sia richiesta per verificare a distanza di anni la scivolosità di pavimentazioni testate con questo metodo prima del 2014. Vediamo quindi in che cosa consiste questa prova.
Si utilizza un pull-meter (strumento per la misurazione del coefficiente d’attrito statico delle superfici, vedi Fig. 5), costituito da un dinamometro collegato ad una base di Neolite (Neolite heel assemblies, con caratteristiche come da norma) su cui poggia un peso. L’assemblato peso+Neolite viene tirato e vengono registrate il coefficiente d’attrito statico E la forza necessaria a spostare l’assemblato. La prova si esegue sia in condizioni asciutte sia bagnate e può essere effettuata sia in laboratorio sia in situ.


Figura 5. Schema di funzionamento del pull-meter. Un dinamometro è collegato ad una base in Neolite, su cui poggia un peso. Tirando il pull-meter, la Neolite scorre sulla superficie del materiale da testare ed il dinamometro misura la forza impiegata per spostare l’assemblato Neolite+peso ed il coefficiente d’attrito statico.

ANSI A137.1 American National Standard Specifications for Ceramic Tile—2012 Section 6.2.2.1.10 Coefficient of Friction Specification Section 9.6 Procedure for Dynamic Coefficient of Friction (DCOF) Testing


Figura 6. Lo scivolosimetro BOT 3000 (da: www.scitestec.com).

Questo metodo di prova utilizza uno scivolosimetro BOT 3000 (Fig. 6) (simile a quello utilizzato per il metodo B.C.R.A. – tortus) per la valutazione del coefficiente di attrito dinamico (DCOF) in condizioni asciutte e bagnate. La norma pone un valore di sicurezza pari a (minimo) 0,42 in ambienti interni ed in condizioni bagnate, pur specificando che questo valore di soglia può non essere sufficiente per alcuni progetti. Infatti, il valore minimo richiesto di DCOF potrebbe variare in funzione delle condizioni progettuali, quali ad esempio il traffico, i possibili contaminanti (es: acqua, olii, ecc…), la pulizia e la manutenzione delle superfici, il consumo del materiale legato al traffico, le altre prestazioni del materiale e altro ancora.
Se la finitura superficiale di un materiale fornisse un risultato DCOF < 0,42 in condizioni bagnate, la norma suggerisce di utilizzare questo materiale solo se si avrà cura di mantenere la pavimentazione finale il più possibile asciutta e pulita.
La norma specifica che il DCOF può essere stabilito anche in condizione di asciutto, se richiesto. In alternativa, la norma ammette la possibilità di utilizzare il coefficiente d’attrito statico (SCOF) in condizioni d’asciutto ricavato con il metodo di prova ASTM C1028, sottolineando tuttavia che i coefficienti d’attrito ottenuti con i due diversi metodi di prova non sono necessariamente tra di loro correlabili.

A.M. Ferrari*; M. Zaffani**
* geologo forense
** dott.ssa in Geologia e Geologia Tecnica, PhD in Scienze della Terra
Leggi la prima parte
Leggi la seconda parte

Bibliografia
ANSI A137.1 American National Standard Specifications for Ceramic Tile—2012 Section 6.2.2.1.10 Coefficient of Friction Specification Section 9.6 Procedure for Dynamic Coefficient of Friction (DCOF) Testing
ASTM C 1028 Standard Test Method for Determining the Static Coefficient of Friction of Ceramic Tile and Other Like Surfaces by the Horizontal Dynamometer Pull-Meter Method
DIN 51097 Prüfung von Bodenbelägen Bestimmung der Rutschhemmenden Eigenschaft Naßbelastete Barfußbereiche Begehungsverfahren – Schiefe Ebene
DIN 51130 Prüfung von Bodenbelägen. Bestimmung der rutschhemmenden Eigenschaft für Arbeitsräume und Arbeitsbereiche mit erhöhter Rutschgefahr. Begehungsverfahren – Schiefe Ebene
Richard Bowman, 2004. Comparison of standard footwear for the oil wet ramp slip resistance test, Tile Today 45, pag. 30
Richard Bowman, 2010. Slip resistance testing – Zones of uncertainty, Boletin de la Sociedad Espanola de Ceramica y Vidrio 49 (4)
UNI EN 13451-1 Attrezzature per piscine – Parte 1: Requisiti generali di sicurezza e metodi di prova
UNI EN 13845 Rivestimenti resilienti per pavimentazioni – Rivestimenti per pavimentazioni a base di policloruro di vinile con resistenza avanzata allo scivolamento – Specifica
UNI EN 15288-1:2010 Piscine – Parte 1: Requisiti di sicurezza per la progettazione
UNI EN 15288-2:2009 Piscine – Parte 2: Requisiti di sicurezza per la gestione
UNI CEN/TS 16165:2016 Determinazione della resistenza allo scivolamento delle superfici pedonali – Metodi di valutazione

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