Sicurezza VT

Validazione meccanica dei pannelli e dei telai delle porte degli ascensori in conformità alla norma EN 81-20/50

di Pablo Aimar

Questo articolo è stato presentato al Simposio internazionale sugli ascensori e le scale mobili del 2025 a Buenos Aires, Argentina.

Astratto

Questo documento presenta una panoramica tecnica dei processi di validazione meccanica applicati ai pannelli e ai telai delle porte degli ascensori, come definiti dalle norme europee EN 81-20 e EN 81-50. L'obiettivo è evidenziare la rilevanza delle prove meccaniche per garantire la sicurezza operativa, l'integrità strutturale e la conformità normativa dei sistemi di trasporto verticale (VT). 

I sistemi di porte per ascensori sono componenti fondamentali per la sicurezza dei passeggeri e per il mantenimento di un ambiente controllato nel vano ascensore. Secondo le norme EN 81-20 e EN 81-50, le porte devono essere sottoposte a una serie di prove meccaniche che ne valutano le prestazioni in diverse condizioni di stress. Queste includono, a titolo esemplificativo, la resistenza agli urti, le prove di forza statica, la durata del sistema di chiusura, la resistenza alla torsione e la resistenza alla deformazione e allo spostamento in condizioni di utilizzo sia normali che anomale.

Questa serie completa di test consente ai produttori di garantire che i sistemi di porte soddisfino rigorosi requisiti di sicurezza sia in condizioni di normale funzionamento che in presenza di sollecitazioni meccaniche. Integrando questi protocolli di validazione nel processo di progettazione e produzione, l'industria degli ascensori migliora la sicurezza degli utenti, standardizza la qualità dei prodotti e garantisce la conformità in diversi mercati.

Introduzione

Le porte degli ascensori rappresentano una barriera di sicurezza fondamentale nei sistemi di trasporto verticale. Separano i passeggeri dal vano ascensore, impediscono l'accesso accidentale a zone pericolose e garantiscono un funzionamento controllato in ogni circostanza. I guasti ai meccanismi delle porte possono compromettere la sicurezza degli utenti, interrompere la continuità del servizio e generare responsabilità per i produttori e i gestori degli edifici.

Le norme europee EN 81-20 e EN 81-50 stabiliscono i requisiti di sicurezza di base e i metodi di prova per i componenti degli ascensori. In questo contesto, i pannelli e i telai delle porte sono soggetti a rigorose validazioni meccaniche per verificarne l'integrità strutturale e l'affidabilità funzionale in condizioni di utilizzo normale, uso improprio e sollecitazioni meccaniche estreme. 

Quadro normativo: EN 81-20 e EN 81-50

La norma EN 81-20 specifica i requisiti di sicurezza per la costruzione e l'installazione di ascensori, comprese le porte. Definisce i criteri funzionali e di protezione che devono essere soddisfatti in fase di progettazione. La norma EN 81-50 integra tale definizione, specificando metodi di prova, calcoli e procedure di verifica. Stabilisce inoltre i protocolli di validazione meccanica necessari per dimostrare la conformità alla norma EN 81-20.

La norma EN 81:58 definisce i metodi di prova di resistenza al fuoco per le porte di piano degli ascensori. Stabilisce le procedure per verificare che le porte possano resistere all'esposizione al fuoco per un periodo specificato senza perdere la loro integrità, l'isolamento o la capacità di impedire il passaggio di fiamme e gas caldi. Questa norma garantisce che le porte di piano forniscano un'essenziale barriera di sicurezza in caso di incendio, integrando la norma EN 81-20 e affrontando il requisito specifico di resistenza al fuoco degli ingressi degli ascensori.

Metodologia e configurazione sperimentale

Le prove vengono eseguite sia su porte di piano che su porte interne, coprendo configurazioni quali porte automatiche a due velocità, porte telescopiche e porte ad apertura centrale. Le configurazioni di laboratorio replicano installazioni reali. I carichi vengono applicati progressivamente o dinamicamente, utilizzando dinamometri e dispositivi di prova d'urto calibrati. I risultati vengono misurati con sensori di spostamento, estensimetri e ispezioni visive. Tutte le prove sono conformi ai requisiti di riproducibilità e verifica da parte di terzi, come previsto dalla norma EN 81-20/50.

Prove di validazione meccanica:

Misurazione dello spazio tra pianerottolo e porta dell'auto

Quando la porta è chiusa, lo spazio tra i pannelli della porta o tra i pannelli della porta e il telaio della porta deve essere conforme ai requisiti stabiliti dalle norme.

Setup:

Installare la porta secondo le relative istruzioni di montaggio, regolare i rulli, i piedini e il dispositivo di richiusura secondo le istruzioni di montaggio.

La porta deve richiudersi quando viene rilasciata in qualsiasi punto dell'apertura libera (CO)

La porta deve essere chiusa a chiave.

Misurare lo spazio prima di applicare la forza.

Applicare una forza di 150 N in direzione di apertura nel punto più sfavorevole del bordo di chiusura del pannello veloce per una porta ad apertura laterale. Per una porta ad apertura centrale, la forza deve essere applicata su entrambi i pannelli veloci.

Criteri

In assenza di forza applicata, lo spazio non deve superare i 6 mm.

Con una forza applicata di 150 N, lo spazio non deve superare i 30 mm per le porte ad apertura laterale (su un pannello a scorrimento rapido) e i 45 mm per le porte ad apertura centrale (su un pannello a scorrimento rapido). Non sono ammesse deformazioni permanenti sostanziali.

Prove di carico statico

Applicabile ai pannelli delle porte di cabina e di piano. 

Scenario realeLe prove di carico statico applicano forze ai pannelli delle porte e ai telai laterali per simulare l'inclinazione, la spinta o la pressione accidentale.

CriteriLe forze devono essere applicate in sequenza per ogni punto; non vi è alcun effetto sui dispositivi di bloccaggio o di sicurezza.

Le porte devono superare le prove in posizione chiusa. Nessuna influenza sulle funzioni di sicurezza (contatti, serratura). La prova non deve comportare la perdita di integrità della porta. A seguito dell'applicazione di una forza statica di 300 N su un pannello/telaio su una superficie di 5 cm² con sezione rotonda o quadrata:

• Nessuna deformazione permanente > 1 mm
• Deformazione elastica < 15 mm
• Le funzioni di sicurezza non sono compromesse.

A seguito dell'applicazione di una forza statica di 1000 N su un pannello/telaio su una superficie di 100 cm² con sezione circolare o quadrata:

• Le porte di piano e di cabina devono resistere senza deformazioni permanenti che ne compromettano la funzionalità e la sicurezza (con spazi ≤ 10 mm).

Setup:

Installare la porta, i rulli, i pattini e il dispositivo di richiusura secondo le relative istruzioni di montaggio. Se sono previste possibilità di regolazione, la porta deve essere installata nelle condizioni più critiche per la stabilità del sistema.

La porta deve richiudersi quando viene rilasciata in qualsiasi punto del CO. La porta deve essere bloccata.

Test di resistenza all'impatto

Applicabile a pannelli in acciaio e vetro per pianerottoli e porte di automobili, la resistenza agli urti viene verificata utilizzando dispositivi a pendolo per simulare impatti dinamici sui pannelli delle porte, sia in vetro che in acciaio.

Secondo la norma EN 81-20/50, le prove devono essere eseguite sia con pendoli morbidi (sacco di pallini da 45 kg) che con pendoli rigidi (anello d'acciaio da 10 kg), lasciati cadere da altezze specificate (0.5–0.8 m). I criteri di accettazione includono l'assenza di perdita di integrità del pannello, di crepe o aperture e di fessure superiori a 120 mm nell'albero.

Scenario reale: Corpo o carrello che colpisce la foglia con slancio

Intento di sicurezza: Validare la resistenza agli urti e il contenimento in condizioni di guida degradate.

dispositivo di shock a pendolo morbidoDeve trattarsi di una piccola sacca di cuoio, riempita con sfere di piombo di diametro pari a 3.5 mm ± 0.5 mm, fino a una massa complessiva di 45 kg ± 0.5 kg.

Il dispositivo di shock a pendolo rigido è costituito da un anello di shock in acciaio S 235 JR e da un involucro in acciaio E 295. La massa complessiva di questo corpo sarà portata a 10 kg ± 0.01 kg.

Setup:

Installare la porta secondo le relative istruzioni di montaggio, regolare i rulli, i piedini e il dispositivo di richiusura secondo le istruzioni di montaggio. La porta deve essere bloccata. Assicurarsi che il telaio della porta sia fissato e che le forze d'urto agiscano solo sui pannelli.

La porta deve trovarsi nelle peggiori condizioni di guasto degli elementi di guida: allentare la vite dei rulli inferiori del carrello (ma non rimuoverli), la plastica dei pattini di guida deve essere rimossa.

Procedura:

L'urto a pendolo morbido deve essere effettuato con il dispositivo a sacco con un'altezza di caduta (H) di 800 mm.

La prova di urto con pendolo rigido deve essere eseguita con un dispositivo avente un'altezza di caduta (H) di 500 mm.

Sono necessari un test di impatto con pendolo morbido e un test di impatto con pendolo duro. Entrambi i test, con pendolo duro e morbido, devono essere eseguiti sullo stesso campione, e il test con pendolo duro deve essere eseguito per primo. I pendoli devono colpire il pannello secondo l'immagine:

criteri:

Non deve verificarsi alcuna perdita di integrità dell'assemblaggio del pannello (non devono essere rimossi gli elementi di guida). 

Non sono ammesse aperture superiori a 0.12 m all'interno del pozzo.

Dopo il test, le porte non devono necessariamente essere funzionanti.

Nessuna crepa o foro nel vetro

Nessun danno sulla superficie del vetro, ad eccezione di scheggiature di diametro massimo di 2 mm.

Test delle serrature delle porte (statici e dinamici)

Le serrature devono resistere sia a sollecitazioni statiche che dinamiche. Le prove statiche prevedono l'applicazione di una forza di 1,000 N per 300 s in punti critici, mentre le prove dinamiche simulano urti forzati con una massa di 4 kg lasciata cadere da un'altezza di 0.5 m. I criteri di accettazione richiedono l'assenza di spostamenti, di deformazioni plastiche e il mantenimento della funzionalità della serratura.

Scenario realeIl sistema di interblocco deve essere protetto da manomissioni intenzionali. Tutti i collegamenti dei componenti, dal fissaggio del pannello fino al collegamento della serratura, devono essere sufficientemente stabili.

Prova statica:

La porta è soggetta a una forza di 1,000 N nella direzione di apertura.

Per la prima volta, il carico deve essere applicato per almeno 300 s sul carrello di ciascun pannello all'altezza della serratura della porta (sui pannelli collegati a un altro pannello tramite una fune di sincronizzazione; la prova deve essere eseguita sia con che senza fune di sincronizzazione).

Per la seconda volta, il carico deve essere applicato per almeno 300 s a 1,000 mm dalla soglia (o a un'altezza diversa, se giustificato).

Le prove statiche devono essere eseguite con e senza una forza di 300 N perpendicolare a una superficie di 5 cm² (rotonda o quadrata) che agisce simultaneamente sui pannelli della porta.

Test dinamico:

Il dispositivo di bloccaggio, in posizione di blocco, deve essere sottoposto a una prova d'urto nella direzione di apertura della porta.

La forza d'impatto deve corrispondere a quella di una massa rigida di 4 kg dopo una caduta libera da un'altezza di 0.5 m.

La massa deve essere applicata sul camion di ciascun pannello all'altezza della serratura della porta.

criteri:

Non è consentito lo spostamento del blocco.

Non è ammessa alcuna deformazione plastica sostanziale.

Per la seconda prova statica, è accettabile una deformazione residua massima di 10 mm se non compromette la funzionalità e la funzione di sicurezza della porta. Nel caso di pannelli con giunzione

Per porte a filo o telescopiche con scorrimento laterale, può essere accettabile uno spazio residuo pari a 10 mm misurati.

Prove di forza di chiusura ed energia cinetica

Esempio del mondo realeMano, valigia o passeggino che ostruiscono il percorso di chiusura; ingresso tardivo sulla soglia. Un basso dispendio energetico riduce il rischio di infortuni.

Intento di sicurezzaLimitare le forze di schiacciamento sui bordi in chiusura per ridurre il rischio di lesioni in caso di chiusura ostacolata. Controllare la gravità dell'impatto residuo quando una persona/un oggetto viene colpito da una porta in chiusura.

Setup:

Con l'operatore alla velocità di chiusura nominale, posizionare un dinamometro portatile tra 1/3 e 2/3 della corsa di chiusura per arrestare le porte senza impatto. Determinare la massa mobile e misurare la velocità di chiusura media su un terzo centrale della corsa.

Procedura:

Registrare la forza di picco. Ripetere l'operazione per diverse altezze e sovrapporre i bordi nel caso peggiore.

Accettazione:

La forza di chiusura non deve superare i 150 N quando le porte si arrestano a metà corsa. L'energia cinetica viene calcolata in base alla massa e alla velocità della porta e deve essere ≤10 J (≤4 J senza dispositivi di sicurezza).

3.5 Protezione punta

Applicabile alla protezione per i piedi delle portiere di pianerottoli e automobili.

Scenario reale: Pressione del piede sulla soglia durante l'imbarco

Intento di sicurezza: Prevenire deformazioni o intrusioni pericolose nella protezione del davanzale

Setup:

Applicare una forza di 300 N perpendicolarmente a una superficie (rotonda o quadrata) di 5 cm² in un punto qualsiasi.

La forza deve essere applicata come minimo sui punti rappresentati nell'immagine:

Con l'applicazione di una forza di 300 N su una superficie rotonda o quadrata di 5 cm²:

• Non deve presentare deformazioni permanenti superiori a 1 mm.
• Non deve presentare deformazioni elastiche superiori a 35 mm.

criteri:

Per la protezione del piede della porta di pianerottolo, nessuna deformazione permanente e deformazione elastica massima di 15 mm

Per la protezione della punta della portiera dell'auto, spessore massimo della plastica 1 mm e deformazione massima dell'elastico 35 mm.

Prove di carico sulla soglia

Intento di sicurezzaOgni pianerottolo di ingresso deve essere dotato di una soglia di resistenza sufficiente a sopportare il passaggio dei carichi introdotti nella vettura.

Scenario realeTranspallet carico che oltrepassa la soglia

Setup:

Il davanzale deve essere fissato rigidamente al banco di prova (senza i pannelli) secondo quanto indicato nel manuale di installazione. Il telaio della porta deve essere installato (secondo quanto indicato nel manuale di installazione) se contribuisce a irrigidire l'assemblaggio del davanzale.

Il tipo di fissaggio per la soglia (come un bullone di ancoraggio nel caso del calcestruzzo) varia a seconda della struttura dell'edificio (in cemento, acciaio o legno), quindi deve essere definito di conseguenza.

Secondo la norma EN 81-20/50, il carico FSill da applicare dipende dal carico nominale GQ dell'ascensore:

• FSill = 0.4 xgx GQ per sollevatori con GQ < 2500 kg;
• FSill = 0.6 xgx GQ per sollevatori con GQ ≥ 2500 kg;
• FSill = 0.85 xgx GQ per sollevatori con GQ ≥ 2500 kg in caso di carico con carrello elevatore.

La prova statica deve essere eseguita per l'intero intervallo di CO, mentre la prova dinamica è raccomandata per CO ≥ 900 mm a causa della maggiore possibilità di carico/scarico della cabina con peso e del maggiore GQ dell'ascensore. La prova statica e la prova dinamica devono essere eseguite in sequenza con la stessa installazione di prova (senza ri-regolazioni).

Prova statica: il davanzale deve essere caricato al centro del suo profilo con il carico FSill (da applicare in modo statico) per almeno 300 s. La configurazione delle ruote del carrello deve essere xQa ≈ 190 mm e xQi ≈ 90 mm.

Prova dinamica: La prova deve essere eseguita solo sulla soglia della porta di pianerottolo. Il carrello deve essere caricato con FSill e fatto rotolare 10 volte verso l'interno e verso l'esterno della soglia della porta di pianerottolo. I diametri dei rulli (in gomma dura) devono essere di 80 ± 5 mm. Se questo diametro è al di fuori della tolleranza, la deviazione deve essere corretta in base alla distanza tra le soglie. Il passo deve essere Z ≈ 380 mm.

Criteri

Prova statica: 2/1,000 di CO max deformazione elastica consentita del profilo della soglia durante il carico.

Prova statica: deformazione plastica massima consentita del profilo del davanzale e del supporto del davanzale (come staffe/rinforzi) dopo il carico pari a 1 mm.

Prova dinamica: deformazione plastica massima consentita dell'intera soglia dopo la prova: 3 mm.

Prova dinamica: Nessuna deformazione plastica o spostamento visibile del davanzale (struttura del davanzale, compreso il profilo del davanzale) dopo la prova. 

Porte scorrevoli orizzontali — Automatiche (dispositivo di protezione)

Intento di sicurezza: Un dispositivo di protezione deve comandare automaticamente la riapertura della/e porta/e nel caso in cui una persona attraversi l'ingresso durante il movimento di chiusura.

criteri:

Potrebbe risultare inutilizzabile durante gli ultimi 20 mm della chiusura della porta.

Deve coprire una distanza utile che va da 25 mm a 1600 mm dal bordo del davanzale.

Deve essere in grado di rilevare ostacoli con un diametro minimo di 50 mm.

Per contrastare ostruzioni persistenti durante la fase di chiusura, il sistema si disattiva dopo un tempo prestabilito. In caso di ostruzione, la porta deve avviare la fase di riapertura. La riapertura non implica l'apertura completa della porta.

Porte scorrevoli orizzontali – Labirinti

Se si utilizzano labirinti (ad esempio, per limitare la propagazione del fuoco) sul bordo dei pannelli principali o tra i pannelli e i telai, gli incavi e le sporgenze non devono superare i 25 mm.

Nel caso di pannelli in vetro, lo spessore del bordo dei pannelli principali non deve essere inferiore a 20 mm. I bordi del vetro devono essere rifiniti in modo da non causare lesioni.

Dispositivo di sblocco di emergenza

Lo sblocco di emergenza deve essere possibile senza l'utilizzo di strumenti aggiuntivi (ad esempio, scale). 

Il triangolo di sblocco deve trovarsi sul pannello o sul telaio.

Se posizionato su un piano verticale, il triangolo di sblocco non deve trovarsi a un'altezza superiore a 2 metri dal pavimento.

Quando posizionata sul telaio con la serratura sul piano orizzontale, non deve superare i 2.7 m dal livello del pavimento. La lunghezza della chiave triangolare deve essere almeno pari alla differenza tra l'altezza della porta e 2 m. Se è necessaria una chiave più lunga di 0.2 m, questa deve essere disponibile in loco come attrezzo speciale.

Sistema di sblocco di emergenza (dalla fossa)

È necessario installare un dispositivo permanente per sbloccare la porta del pianerottolo inferiore dal vano scale se:

Non ci sono porte di accesso alla fossa (a parte la porta di pianerottolo). 

La serratura della porta di piano non è raggiungibile in sicurezza entro un'altezza di 1.8 m e una distanza orizzontale di 0.8 m dalla scala di accesso alla fossa.

fermi

Porte scorrevoli di pianerottolo con pannelli multipli, collegate meccanicamente

Le porte scorrevoli orizzontali devono essere dotate di dispositivi di ritegno, il cui scopo è quello di mantenere i pannelli nella posizione corretta in caso di guasto dell'elemento di guida fissato ai pannelli della porta.

I dispositivi di ritegno devono resistere a una specifica prova d'urto considerando le peggiori condizioni possibili di rottura degli elementi di guida.

Prova di resistenza al fuoco:

La norma EN 81-58 specifica il metodo di prova e classificazione delle porte di piano degli ascensori in relazione alla loro resistenza al fuoco.

La norma si applica alle porte di piano che fanno parte di un impianto di ascensore e sono considerate una barriera antincendio tra il vano ascensore e l'edificio.

Garantisce che le porte di piano, se esposte al fuoco, possano resistere a fiamme, gas caldi e aumenti di temperatura per un tempo definito, impedendo la propagazione dell'incendio nel vano ascensore. Non copre le porte della cabina, le pareti del vano o altri elementi dell'edificio.

Tipi di classificazione

La classificazione della resistenza al fuoco si basa sulle classi di resistenza al fuoco europee (conformi alla norma EN 13501-2):

• E (Integrità): la capacità della porta di impedire il passaggio di fiamme e gas caldi
• EW (Integrità + Radiazioni): La porta mantiene la sua integrità e limita la trasmissione di radiazioni termiche significative.
• EI (Integrità + Isolamento): La porta mantiene la sua integrità e limita l'aumento di temperatura sul lato non esposto (prestazioni di isolamento).

A queste classi segue una classificazione temporale (ad esempio, 30, 60, 90, 120 min), che indica per quanto tempo la porta resiste all'esposizione al fuoco. Esempio: EI 60 significa che la porta resiste in termini di integrità + isolamento per 60 minuti.

Differenze tra le classificazioni

• E (solo integrità): la porta impedisce il passaggio di fiamme/fumo, ma la temperatura superficiale sul lato di sicurezza può comunque diventare molto elevata. → Protezione minima, principalmente contro le fiamme.
• EW (Integrità + radiazione limitata): La porta impedisce la propagazione delle fiamme e limita il calore radiante, ma non controlla completamente l'aumento di temperatura. → Protezione migliore rispetto a E, ma non così rigorosa come EI.
• EI (Integrità + Isolamento): La porta impedisce la propagazione delle fiamme e limita l'aumento della temperatura (in genere ≤ 140 °C in media, ≤ 180 °C in qualsiasi punto della superficie non esposta). → Livello di protezione più elevato, adatto per aree che richiedono una completa compartimentazione antincendio.

In pratica:

• Le porte E sono accettabili solo laddove il contenimento di fumo/fiamma sia sufficiente.
• Le porte EW vengono utilizzate laddove il calore radiante rappresenta un rischio, ma non è necessario un isolamento completo.
• Le porte EI sono richieste in scenari di compartimentazione antincendio più rigorosi (ad esempio, vie di fuga, edifici multipiano).

Risultati e discussione

La validazione meccanica secondo la norma EN 81-20/50 consente di identificare i punti deboli del progetto prima della commercializzazione. Studi comparativi tra pannelli rinforzati e non rinforzati dimostrano miglioramenti significativi nelle soglie di rottura. Le prove di durabilità sui dispositivi di bloccaggio garantiscono l'affidabilità dopo migliaia di cicli. Le prove strutturali confermano che i sistemi di ancoraggio mantengono la loro integrità anche in condizioni di carico estreme.

Conclusioni

Il processo di validazione meccanica definito dalla norma EN 81-20/50 è essenziale per garantire la sicurezza e l'affidabilità delle porte degli ascensori. Test completi offrono una maggiore protezione per i passeggeri, riducono i guasti sul campo e si allineano agli standard di sicurezza globali. Integrando questi protocolli nella progettazione e nella certificazione, il settore garantisce conformità, qualità e fiducia degli utenti in tutto il mondo.

Referenze

[1] EN 81-20: Norme di sicurezza per la costruzione e l'installazione di ascensori – Parte 20: Ascensori per passeggeri e per merci.

[2] EN 81-50: Norme di sicurezza per la costruzione e l'installazione di ascensori – Parte 50: Esami, calcoli e prove dei componenti degli ascensori.

[3] Norma Wittur WST-00195.EN, Specifiche tecniche per prove meccaniche su porte complete, 2025.