ROTTURA VETRO TEMPERATO RISCHIO RESIDUO

Danni da impatto con frammenti di vetro provenienti da lastre temperate a norma e/o curvate a freddo.

Il procedimento della tempera del vetro ha come obiettivo il miglioramento della resistenza meccanica delle lastre e parallelamente una riduzione della dimensione dei frammenti per ridurne la pericolosità nel caso di impatto con la persona. Tali prestazioni possono essere raggiunte con diversi livelli di qualità e solitamente sono soddisfatte quando una eventuale rottura del manufatto mostra una dimensione media dei frammenti (esiste normativa per tutti gli spessori ed impieghi), simile a quella del sale da cucina in grana grossa, infatti le tensioni accumulate sono migliorative della resistenza e contemporaneamente producono elementi di dimensione decrescente con l'aumento del livello della tempera raggiunto.
Questa frammentazione dovrebbe escludere totalmente il danno fisico grave che la rottura in grandi pezzi di una lastra non temperata potrebbe procurare al malcapitato, infatti l'obiettivo viene raggiunto quando i frammenti, che ora hanno i bordi meno acuminati, hanno massa ridotta e si muovono individualmente acquisendo scarsa energia nel caso di caduta a gravità. Occorre comprendere che la tipologia della rottura risente della collocazione dell'oggetto unitamente ai fatti accidentali che possono modificare il procedere della rottura in sicurezza, ossia se pur correttamente frammentato secondo la normativa, ma non completamente separato nelle traiettorie dei singoli pezzi dispersi, il vetro può mantenere una sua configurazione simil continua composta da elementi frammentati ma in realtà costituenti massa unica in movimento e creare comunque danno.

Importanti considerazioni sorgono quando alla rottura di un manufatto temperato a norma , montato correttamente si aggiungono conseguenze derivanti dalla posizione in quota che potrebbe influenzare la velocità di caduta. 

La tempera vuole evitare il danno grave, in alcuni casi con esito letale, dovuto ad elementi taglienti di grande massa, tuttavia può accadere che in casi molto particolari ci si possa fare male comunque, ma l'entità del danno fisico dovrebbe essere limitata quando all'atto dell'impatto si manifesta la separazione dei frammenti che dovessero essere rimasti adiacenti durante la caduta.

Resta irrisolto il caso della caduta di elementi montati verticalmente che mantengono una traiettoria in caduta senza separarsi, in questo caso l'oggetto frammentato rappresenta un unicum che può causare comunque danni quando acquista velocità. In questo caso la riduzione del rischio potrebbe essere ottenuta con film plastici in grado di ancorare il vetro alla struttura evitando gli esiti dinamici che comunque andrebbero valutati caso per caso.

                                              Fig.1) Grande lastra con tempera insufficiente 

L'esempio mostrato in fig.1) riporta la situazione di una grande lastra che vale la pena analizzare.

1. Se fossimo in presenza di una singola lastra ad ex.spess. 10mm temperata, sarebbe una condizione di altissimo rischio, infatti la caduta dei frammenti riuniti in elementi di dimensione pericolosa porterebbe certamente un danno alla persona.
2. Se fossimo in presenza di vetrata stratificata con pv. 1mm intercalare tra due lastre temperate da 8mm di cui una sola frammentata, la struttura manterrebbe la sua staticità in assenza di sollecitazioni aggiuntive. Le condizioni di sicurezza in previsione di un evento di sollecitazione intensa andrebbero declassate alla situazione di presenza di una sola lastra temperata; il pvb manterrebbe uniti i frammenti ma un eventuale collasso non si potrebbe escludere se i vincoli periferici fossero delle semplici guide o appoggi di centratura.
3.  Lastre stratificate 6mm con SentryGlass intermedio, nessun problema di collasso se i vincoli al telaio sono correttamente realizzati
4. La qualità del vincolo periferico (solo guida, incastro, incollaggio) deve aumentare con la dimensione della lastra e suo collocamento a rischio crescente.

Evidentemente la pericolosità esiste anche nel caso di box doccia, vetri per banchi frigo vetrate generiche, in assenza di stratifica e montate in posizione verticale, soprattutto se in quota, per le quali si raccomanda assolutamente l'esecuzione di tempera a norma di legge e inserimento plastico di stratifica con studio dei vincoli e degli appoggi.

RISCALDAMENTO DI LASTRE PARZIALMENTE SERIGRAFATE

IL RISCALDAMENTO DELLE LASTRE SERIGRAFATE

In un impianto dedicato alla tempera del vetro piano le lastre vengono riscaldate al disopra dello strain point cercando di raggiungere uniformità delle temperature. Il successivo raffreddamento di tempera, se simmetrico e correttamente distribuito, produce tensioni a norma.

Nel caso in cui le lastre siano serigrafate parzialmente la variazione dell'assorbimento e della emissività locali producono differenze di temperature che in un forno puramente radiante difficilmente possono essere eliminate agendo sui set point delle resistenze, soprattutto quando i tempi di riscaldamento sono brevi e si lavora in transitorio spinto. Un forno convettivo può limitare il fenomeno della asimmetria, tuttavia le differenze sono comunque presenti, come si rileva dalla immagine seguente in cui si riportano i rilievi di temperature in corrispondenza della sezione mediana di una lastra serigrafata con vernice bianca opaca in strisce  di differente larghezza.

Il normale andamento delle temperature con picco al centro, raggiunto con continuità, è disturbato dalla presenza delle strisce che hanno un comportamento riflettente nei confronti dell'infrarosso e danno luogo ad abbassamento della temperatura che procede con punti di basso valore seguiti da massimi che corrispondono alle parti in vetro prive di serigrafia. Si misurano differenze superiori ai 25 gradi e soprattutto si delimitano zone allineate che presentano asimmetrie termiche, pericolose per la uniformità della tempera e per la resistenza del pezzo in caso di forti sollecitazioni. Le conseguenze di questa configurazione di tipo sistematico si aggiungono alle disuniformità tipiche che appartengono alle lastre di vetro, rendendo il prodotto ancora più critico. Conviene ricordare che discontinuità di qualunque tipo, quando assumono aspetti con bordi continui ed allineati generano concentrazione delle tensioni aumentando il rischio di rotture.
A miglior comprensione di seguito si fornisce il video della mappa termica del campione in uscita dal forno di riscaldo.

LA TEMPERA A PASSAGGIO NEI FORNI ORIZZONTALI

La tempera delle lastre con spessore ridotto (2,5 – 3 - 4mm) richiede l’impiego di potenze refrigeranti molto elevate, che variano con andamento esponenziale inverso in funzione dello spessore. Negli impianti con sezione di tempera ad attraversamento in un solo senso l’area totale soffiata supera quella efficace corrispondente alla superficie delle lastre interessate al trattamento ed è difficile disporre della portata e pressione necessarie quando lo spessore è sottile. Solitamente si cerca di personalizzare i trattamenti di tempera con parzializzazioni o addirittura sostituzione delle teste di tempera che divengono "a particolare".
Quando si utilizzano impianti  del tipo a carica oscillante la necessità di mantenere i particolari in movimento alternativo sotto le soffianti richiede una area di soffiaggio maggiore della superficie della carica. Le dimensioni delle sezioni di scarico ugelli delle soffianti, alimentate dai turboventilatori, raramente consentono prevalenze sufficienti alla tempera degli spessori sottili, e spesso occorre stressare le lastre con temperature eccessive.

Il problema viene risolto con una configurazione e assetto di differente disegno, dedicando alla tempera degli spessori sottili la prima parte della zona di tempera, solitamente lunga circa 2000mm e interessata  ad attraversamento in un solo senso, opportunamente realizzata e alimentata individualmente a pressione maggiore rispetto alla parte rimanente della soffiante che resta disponibile per il raffreddamento, mantenendo la carica in oscillazione.  

La quantità di energia, che compete alle lastre di ridotto spessore, può essere abbattuta nella zona ad alta pressione in pochi secondi  che, in funzione della velocità di espulsione, costituiscono una permanenza sufficiente ad ottenere la tempera.

A maggior chiarezza si rappresenta la durata della tempera ad attraversamento in funzione della velocità di espulsione per una sezione di tempera lunga 1800mm.

 La velocità di espulsione deve aumentare con la riduzione dello spessore della lastra e per un 3mm ci si posiziona in corrispondenza di valori compresi tra 25 e 30m/min e corrispondenti durate del raffreddamento di tempera ad alta pressione comprese tra 4,5 e 3,8s sufficienti per temperare lo spessore in lavorazione.
La preparazione termica del particolare deve essere accurata per garantire la corretta distribuzione della temperatura che è l'elemento fondamentale per garantire tensioni permanenti corrette ottenute in tempi strategicamete ed ovviamente ristretti per mantenere deformazioni da rulliera contenute. Non si può eccedere nel rallentamento per aumentare il tempo di permanenza a meno di avere una sezione di tempera AP molto vicina al forno e molto efficiente per poter limitare le perdite dovute alla elevata emissività e contenere la temperatura max del vetro a fine riscaldamento. Qui si apre un capitolo abbastanza complesso che coinvolge l'architettura dell'impianto e la movimentazione in camera calda in prossimità della fase finale del riscaldamento - espulsione, unitamente alla regolazione e somministrazione della energia.

TEMPERA NEI FORNI VERTICALI

La versatilità dei forni verticali deriva in parte dalla facilità con cui si realizzano attrezzature anche complesse esaltata dalla ulteriore caratteristica dell’assenza di moto relativo tra vetro e parte calda nella camera di riscaldo e mancanza di contatto con superfici mobili (rulli). La qualità delle superfici delle lastre prodotte è ottima e  la tempera resta l’elemento critico a causa dei tempi di trattamento, se si processano spessori sottili, a causa del trasferimento fisico tra stazione di riscaldo e postazione di tempera. Nei forni verticali la dimensione delle soffianti è poco maggiore di quella della lastra di vetro trattata, che rimane ferma in tempera con un possibile utilizzo quindi di pressioni  elevate senza eccedere nella dimensione dei motoventilatori e nei costi energetici. Proprio per questo motivo è indispensabile ottenere la distribuzione ottimale del raffreddamento che si realizza con oscillazione in fase o controfase delle teste di tempera, solitamente dotate di ugelli individuali per la distribuzione dei flussi diretti di raffreddamento. La assenza dei rulli di supporto, presenti invece nei forni orizzontali, rende simmetrizzabile la alimentazione delle teste di tempera che possono esercitare un raffreddamento più prevedibile.

 

Quench blades particular

Soffiantine laterali teste di tempera a settori

I rendering successivi mostrano particolari di lame di tempera appartenenti a soffianti verticali per superfici cilindriche (box doccia).
La ridotta ampiezza di oscillazione che caratterizza la tempera nei forni verticali richiede una attenta valutazione della posizione delle soste, soprattutto evitando la sovrapposizione in fase delle zone in asse con i fori di scarico in relazione al passo tra ugelli per ridurre la differenza areale nelle tensioni. Il problema non è di poco conto e influenza direttamente l'aspetto in presenza di componenti illuminanti polarizzate.