La scivolosita dei pavimenti incerati

vedi anche Trattamento antiscivolo 626 NOSLIDE.

Imprese di pulizia, dirigenti di aziende o ospedali, proprietari di immobili o in generale gli addetti alla manutenzione dei pavimenti, si sono trovato o si potrebbero trovare in condizione di doversi difendere dall’accusa di responsabilità per cadute accidentali da parte di persone che camminano su suoli di loro competenza.

Ora cercheremo di comprendere i motivi che condizionano le persone a scivolare.

In particolare vogliamo mettere in evidenza alcuni aspetti di carattere tecnico legati al significato di scivolosità di un pavimento incerato e fornire alcuni consigli ai responsabili delle pulizie.

Il responsabile delle pulizia ha il diritto e forse anche il dovere di offrire a coloro che entrano nei locali di sua competenza un pavimento pulito e igienicamente a posto. Un film di cera sul pavimento ha lo scopo di impedire allo sporco di ancorarsi sul pavimento stesso facilitando così la pulizia ed estendendone la durata nel tempo.

Le cause di una scivolata possono essere legate a diversi fattori che agiscono da soli o che possono sommarsi per arrivare al punto critico responsabile del non equilibrio.

Le principali sono:

  • La deambulazione. Ogni persona ha un suo modo di camminare: sposta il proprio baricentro in maniera diversa, poggia il piede più sul tacco o più sulla pianta, più verso l’esterno o più verso l’interno. Si distrae più o meno facilmente, fa il passo più o meno lungo relativamente alla lunghezza della propria gamba ecc. Ciò porta a constatare che ci sono persone che hanno una vera e propria disposizione alla caduta. Inoltre, fattore molto importante risulta che le persone che camminano su un pavimento lucido, considerandolo istintivamente scivoloso, generalmente alterano il loro movimento di deambulazione. Ciò può facilitare degli innaturali spostamenti del baricentro che possono essere causa di caduta. Questo fatto è stato chiaramente dimostrato dall’esame di filmati eseguiti su individui bendati e da cineprese nascoste. Non ultimo alcune persone possono avere qualche problema fisico che può causare una momentanea mancanza di equilibrio.
  • Le condizioni delle scarpe. I tacchi a spillo, le scarpe nuove, i chiodi che spuntano, ecc. possono essere causa di una scarsa adesione del piede sul pavimento e causare delle cadute.
  • Le condizioni del pavimento. Unto, acqua, sostanze estranee, piastrelle dissestate o sconnesse o la classica buccia di banana, possono provocare indesiderati scivoloni. Infine il tipo di pavimento e la natura della cera influiscono sull’adesione della scarpa al suolo e conseguentemente sulla sicurezza di chi cammina.

Da queste considerazioni appare evidente che il proprietario dell’immobile o il responsabile delle pulizie non possono fare nulla per modificare le condizioni ai punti a) e b) che dipendono dagli individui stessi.

I punti a) e B) sono quindi da esaminare attentamente nella valutazione della responsabilità degli addetti alla pulizia ai quali è richiesto soltanto di trattare i pavimenti in modo che questi risultino sicuri per chi li utilizza. Tuttalpiù si dovrebbero rendere note, al responsabile, eventuali frequenti presenze di sostanze estranee sul pavimento o danni sul pavimento stesso.

Tuttavia il nocciolo del problema è proprio quello del trattamento.

Quando possiamo dire che il pavimento è trattato in modo sicuro per chi lo utilizza? O meglio quando l’adesione del piede al suolo è da ritenersi sufficiente?

Anche da un punto di vista strettamente scientifico non è facile rispondere a questa domanda poichéle variabili che entrano in gioco nella determinazione dell’ancoraggio del piede sul pavimento sono diverse ed in alcuni casi difficilmente controllabili.

In Italia poi non esiste una legislazione in materia e non esistono metodologie ufficiali per la sua determinazione. Un certo lavoro è stato fatto negli Stati Uniti e potrebbe essere utile anche da noi adottare certi standard di sicurezza.

Cerchiamo di esaminare il problema un po’ scientificamente.

La fisica ci dice che il movimento orizzontale di una superficie su un’altra (la scarpa sul suolo) è regolata dal coefficiente di attrito. O meglio che la Forza di attrito (Fa) che si oppone al trascinamento causato da un’eventuale forza orizzontale (Fo) è proporzionale alla forza verticale (Fv) secondo la relazione:

  • Fa = Ca x Fv
  • Fa = Forza di attrito
  • Fo = forza orizzontale
  • Fv = forza verticale

Dove Ca è appunto il coefficiente di attrito tra le due superfici. Dalla relazione (1) appare evidente che più alto è il valore di Ca e più forte è la forza che si oppone al trascinamentocausato dalla forza orizzontale Fo.

Il coefficienti di attrito Ca è un numero il cui valore dipende dalla natura delle due superfici, dalla loro rugosità, dalla loro temperatura, dall’umidità dell’aria ed anche dalla velocità se le due superfici sono in moto. Si parla infatti di coefficienti di attrito statico e dinamico. Il Ca nel nostro caso dipende quindi dalla suola e se il pavimento è più o meno rugoso o più o meno morbido o appiccicoso. Per esempio suole di gomma su un pavimento di marmo levigato fine, possono avere coefficienti di attrito molto bassi.

Se sul pavimento stendiamo un velo di olio il pavimento diventa molto scivoloso. Se spalmiamo il pavimento di colla questi diventa appiccicoso e sicuramente su quella superficie la scarpa non scivola. Ma se stendiamo un film di cera cosa succede?

Quanto appiccicosa deve essere questa cera per poter dire che non è scivolosa? Posto il problema in questo modo il chimico che formula una cera per pavimenti è costretto a farsi un certo numero di domande ed a queste domane deve dare una risposta.

E’ ovvio innanzitutto che non può fare una certa “appiccicosa”, più la cera è morbida e più assorbe lo sporco, non dura, si segna, ecc.

Le domande a cui deve dare una risposta sono perciò le seguenti:

  • bisogna considerare l’attrito statico o dinamico?
  • Quale valore deve avere il coefficiente di attrito tra suola e cera affinché alle persone non scivoli via il piede?
  • Una volta stabilito quanto deve essere questo valore, che tipo di suola e che tipo di pavimento (su cui stendere la cera) bisogna utilizzare per effettuare la determinazione del coefficiente di attrito di una cera?

Per rispondere alle prime due domande è necessario esaminare un po’ più da vicino il fenomeno della deambulazione. Camminare è un’operazione molto complessa diretta a livello inconscio dal nostro cervello. Coinvolge direttamente circa 25 ossa, un centinaio di legamenti ed un numero enorme di muscoli.

Una schematizzazione del passo come è fatta in fig. 2 è perciò semplicistica, ma ci aiuta a capire alcuni aspetti del posizionamento del piede sul suolo. Si parte dal presupposto che nel momento in cui si mette il piede in avanti per fare il passo questi non scivola se la Forza di attrito Fa che si oppone alla Forza orizzontale Fo che spinge il piede in avanti è superiore o uguale a questa forza Fo. Si tratta quindi principalmente di attrito statico poiché normalmente il piede non si fa scivolare. Per calcolare il valore della Forza Fo e di conseguenza della Forza di attrito necessaria per frenare il piede, bisogna ricordare qualche cosa sulla scomposizione delle forze e sulle relazioni tra gli angoli.

Scivolosità

 

Fig.2

Tg α è il valore della tangente dell’angolo α, che si ricava dalle tabelle trigonometriche. Il valore di Fo è funzione dell’angolo α e di Fv che è la forza verticale che preme sulla suola.

Il che significa che la forza Fo che fa muovere il piede in avanti dipende dall’angolo α che è al vertice del triangolo tratteggiato ed è collegata ovviamente all’angolo β che è quello che la gamba fa con il pavimento. Infatti più mettiamo la gamba inclinata rispetto al pavimento e più è facile che il piede ci scivoli (cioè la forza orizzontale di trascinamento Fo è più forte). Se camminiamo facendo dei passi molto corti quindi con l’angolo di divaricazione α molto piccolo è pure piccolo il valore di Tg α e quindi è piccolo il valore della forza di trascinamento Fo.

Una ginnastica che fa la spaccata divarica le gambe (α grandi e β piccoli) fino al punto che la forza di attrito Fa non è più sufficiente a contrapporsi a quella di trascinamento Fo e quindi il piede scivola consentendo la spaccata stessa.

Consideriamo a questo punto la relazione (1) che determina il coefficiente di attrito. Si comincia appena a scivolare quando Fo è uguale a Fa cioè quando

Fv x Tg α = Ca x Fv

Cioè

Tg α = Ca

Quindi quando il coefficiente di attrito Ca diventa uguale al valore di Tg α.

Se esaminiamo il passo delle persone vediamo che normalmente quando si cammina si poggia il piede formando un angolo β a 90° e che raramente quest’angolo è inferiore a 70°-75°.

L’angolo α raramente è superiore ai 15°-20° cioè il valore di Tg α è raramente superiore al valore di 0.35, 0.40. applicando la relazione (3) ne consegue che in queste condizioni il piede non scivola se il coefficiente di attrito è almeno 0.35, 0.40 per contrapporsi alla Forza Fo.

Consideriamo ad esempio una persona alta 1,75 con una lunghezza di gamba di 89 cm (misurata dal suolo all’anca) che cammina spedita e che fa un passo di 66 cm.

Supponiamo che nelle condizioni peggiori poggi il piede non come in Fig.2 ma come in Fig. 3 cioè con la gamba totalmente distesa.

Scivolosità

In queste condizioni queste persone non scivolano se il coefficiente di attrito tra la suola e il pavimento è almeno di 0,40.

Gli americani in base a questo tipo di ragionamento ed altre valutazioni sperimentali hanno stabilito che se il coefficiente di attrito è almeno dello 0,50 la cera può considerarsi resistente allo scivolo in quanto una persona per iniziare a scivolare dovrebbe mettere la gamba in modo da formare con il pavimento un angolo di 63°. Il chè significherebbe che la succit6ta persona dovrebbe fare un passo di cm 80 e posare il piede al suolo con la gamba tesa.

Questo è certamente un movimento innaturale e potete provarlo. Il coefficiente di attrito preso a 0,50 è perciò da considerarsi un valore di sicurezza che tiene conto anche di posizioni non ortodosse che si possono verificare facendo spostamenti bruschi o anormali.

La figura 4 mostra appunto come l’equilibrio di una persona peggiori mano a mano che si mette la gamba con l’angolazione sul pavimento sempre più bassa.

Fino a questo punto il nostro ragionamento ha seguito un criterio abbastanza rigoroso ed abbiamo risposto alle prime due domande che il chimico formulatore si è posto. Abbiamo cioè stabilito che si tratta principalmente di attrito statico e che se il coefficiente di attrito statico tra suola e pavimento è 0,50 a meno che non si cammini in modo anormale o vi siano altre cause come quelle espresso ai punti a) e b) una persona non dovrebbe scivolare.

Non rimane altro che misurare il valore del coefficiente di attrito statico.

Scivolosità

Le cose tuttavia si complicano quando si comincia a fare delle determinazioni usando vari tipi di suole e vari tipi di pavimenti. Per esempio se si misura il coefficiente di attrito tra suola di gomma e pavimento di gomma, si ottengono valori vicini allo 0,80 (oltremodo sicuri). Misurando cuoio su pVC amianto nuovo vengono valori attorno allo 0,45.

Quando si deve misurare il coefficiente di attrito per definire la sicurezza di una cera è necessario pertanto decidere su quale pavimento va stesa la cera e che tipo di suola è necessario utilizzare per il test. Un film di cera stesa su un pavimento risente infatti parzialmente delle rugosità del pavimento e della sua elasticità. La stessa cera da’ dei risultati diversi a seconda che sia stesa su un PVC, un marmo, una gomma, un gres, una ceramica o altro.

Le maggiori differenze si riscontrano fra i pavimenti duri ed i pavimenti resilienti. Anche la scelta della suola è importante a seconda che si usi gomma o cuoio, e a seconda che il cuoio sia di un tipo piuttosto che un altro e più o meno nuovo. Inoltre l’umidità relativa dell’aria può influenzare anche sensibilmente il test. Gli americani (ASTM) hanno standardizzato il test utilizzando il PVC amianto come tipo di pavimento ed un certo tipo di cuoio (abbastanza morbido e spesso) che viene carteggiato con carta vetro del n° 400. I film delle cere sono fatti asciugare a 23° C e al 50% di umidità relativa dell’ambiente.

Per gli americani se il coefficiente di attrito di due mani di cera misurato in questo modo con la James Machine è superiore a 0,50 la cera può essere definita resistente allo scivolo.

Per la verità in Italia le cose sono più complicate. Il numero dei tipi di pavimenti è molto alto e la varietà di cuoio utilizzato per le scarpe è ampia. Una cera che con il test ASTM da’ valori di 0,50 applicata su certi pavimenti duri e misurata con un tipo di cuoio più fine e più duro può dare valori più bassi e quindi non dare quelle garanzie di sicurezza nella deambulazione.

Per esempio può succedere che una cera che su un pavimento resiliente, dà valori superiori a 0,50, quando è misurata su un marmo levigato dà 0,45.

Questo perché il coefficiente di attrito del pavimento senza cera è piuttosto basso (0,35 – 0,40). In questo caso è il pavimento stesso da definirsi decisamente non sicuro e l’applicazione della cera aumenta la sicurezza della persona che lo utilizza. Ovviamente più spesso è lo strato di cera e meno il coefficiette di attrito risente della natura del pavimento.