Freno negativo vs freno positivo: quali differenze?

Concettualmente, la differenza tra freno “positivo” e “negativo” è piuttosto semplice.

È positivo il freno normalmente NON attivo, che richiede un’azione / forza esterna per essere attivato; una volta cessata questa azione / forza, il freno positivo smette di esercitare la sua azione frenante. Esempio classico di freno positivo è il freno a pedale delle automobili.

Al contrario, è negativo il freno normalmente attivo, che richiede un’azione o una forza esterna per essere rilasciato e consentire il libero movimento.

Il freno positivo ha il vantaggio di offrire all’operatore un controllo diretto dell’azione frenante, solitamente modulabile e proporzionale all’azione svolta – maggiore pressione sul pedale, maggiore l’intensità della frenata.

Di contro, l’azione dei freni positivi è per loro natura subordinata a un’azione o un’energia esterna. In caso di malore dell’operatore, o di interruzione di tale energia esterna (che sia elettrica, in caso di un elettrofreno, idraulica o altro), l’azione frenante cessa, portando a una condizione di “libero scorrimento” potenzialmente pericolosa.

Il freno negativo, viceversa, in assenza di forza o energia esterna interviene a bloccare il movimento della macchina. Per questo, il freno negativo è noto anche come freno “a sicurezza intrinseca”, “freno di sicurezza” o “freno di stazionamento”.

Sono negativi, ad esempio, i freni di sicurezza di ascensori e montacarichi, così come i freni di emergenza di molte macchine utensili, e i freni di tenuta per motori elettrici.

In tutti i casi in cui la sicurezza delle persone è direttamente e gravemente compromessa da un movimento incontrollato (es: caduta di un carico), la scelta di un freno negativo, oltre a essere la più ovvia, è tipicamente imposta dalle normative di settore.

Un esempio in tal senso è dato dalle norme EN 81-20 e EN 81-50 relative agli ascensori, che fissano, rispettivamente, i requisiti di sicurezza per la costruzione e l’installazione e i requisiti di calcoli, verifiche e prove di componenti. Le norme prevedono esplicitamente, in questo caso, che i freni si attivino automaticamente – tra l’altro – in caso di interruzione dell’alimentazione elettrica.

Analogamente, la EN 15011, che specifica i requisiti relativi a ogni rischio significativo connesso alle gru a ponte e a cavalletto, insieme ad altre specifiche di settore, stabilisce chiaramente che i freni devono inserirsi automaticamente quando (tra l’altro) l’alimentazione al freno viene interrotta, o l’alimentazione del motore di azionamento corrispondente è interrotta o disinserita.

La stessa Direttiva Macchine (2006/42/CE), sebbene non entri nel dettaglio della tipologia di freno, richiama all’adozione di sistemi fail-safe ogniqualvolta il rischio lo richieda.

Le parti mobili delle macchine che potrebbero causare infortuni (come presse, macchine da taglio ecc) devono essere dotate di sistemi di frenatura o blocco che si attivano in caso di malfunzionamento, interruzione di corrente o apertura di ripari, il che porta, naturalmente, verso la scelta di freni negativi.

Naturalmente, in sistemi complessi nulla vieta di utilizzare una combinazione di freni positivi e negativi, combinando il controllo operativo dei primi e la sicurezza intrinseca dei secondi. Ad esempio, in un’automobile, il freno di servizio è positivo (pedale del freno) mentre il freno di stazionamento è negativo (freno a mano).