Proteção 3D para portas de poços de elevador

Uma análise dos novos requisitos da norma A17.1/B44 para proteção de portas e como funcionam os novos dispositivos obrigatórios.

A melhoria da segurança de elevadores e escadas rolantes tem sido o principal objetivo dos responsáveis ​​pela elaboração de normas desde a década de 1890. O primeiro código nacional foi publicado em 1921 e sua primeira revisão, em 1925, incluía: “O objetivo deste código é proporcionar segurança razoável para a vida e a integridade física”. As alterações no código reconheceram as tecnologias em constante evolução, abordaram o envelhecimento dos equipamentos e reconheceram riscos específicos conhecidos. Este artigo explica os riscos relacionados ao fechamento das portas do poço do elevador e da cabina, que foram novamente abordados no Código de Segurança ASME A17.1-2019/CSA B44-19 para Elevadores e Escadas Rolantes.

O fechamento das portas do elevador pode causar ferimentos em pessoas que são impactadas pelos painéis móveis da porta do poço, especialmente pela borda frontal da porta em fechamento, ao entrar e sair do elevador. Estima-se que os incidentes relacionados às portas representaram mais de 40% de todos os ferimentos relacionados a elevadores em 1989, especificamente por impactos na porta do poço.

“Um bom ponto de partida é uma revisão das principais exposições à responsabilidade civil por produtos defeituosos relacionadas a elevadores de passageiros. Estima-se que 85% de todos os supostos acidentes com elevadores ocorram na entrada, divididos aproximadamente de forma igual entre incidentes com impacto na porta e aqueles relacionados à imprecisão da parada da cabina em relação ao peitoril do poço.”

Na minha experiência de 11 anos como consultor na área forense, as lesões por impacto em portas representam 21% do total de lesões, enquanto as lesões por tropeções e quedas e paradas bruscas correspondem a 38%, e as lesões classificadas como "outras", a 41%. Isso indica uma diminuição nas lesões por impacto em portas, provavelmente devido à substituição de dispositivos mecânicos de reabertura de portas por dispositivos de reabertura por infravermelho 2D nos últimos 30 anos.

Na nova 22ª edição do Código de Segurança ASME A17.1-2019/CSA B44-19 para Elevadores e Escadas Rolantes, foram adicionados requisitos para auxiliar na redução de lesões causadas por impacto de portas, visto que a tecnologia de dispositivos de reabertura de portas em 3D foi totalmente desenvolvida, testada e disponibilizada. Os dispositivos de reabertura de portas em 3D são obrigatórios nesta edição do código, e essa mudança é uma adição bem-vinda à redução de riscos.

Contexto

Para avaliar oportunidades de reduzir incidentes de impacto em portas, em 1997, o Comitê de Normas ASME A17 criou o Comitê Ad Hoc de Proteção de Portas para revisar os riscos e examinar os produtos disponíveis no mercado e as tecnologias de ponta. O objetivo da norma A17 era desenvolver requisitos para aumentar a segurança com base nessa revisão. O comitê se reuniu diversas vezes entre 2008 e 2019, convidando fornecedores a participar, fornecer dados e, principalmente, contribuir com seu conhecimento sobre o desempenho dos produtos. Os requisitos foram redigidos com a total colaboração dos fornecedores e baseados especificamente na capacidade de todos os produtos de atendê-los. O comitê continuará trabalhando em questões importantes relacionadas à certificação e à confiabilidade.

O trabalho do comitê concentrou seus esforços inicialmente, de 1997 a 2008, em sistemas de portas deslizantes verticais usados ​​em elevadores de carga, culminando em requisitos para cobertura completa de reabertura em 2D da entrada da porta de carga.

Esses requisitos foram publicados inicialmente na norma A17.1a-2008/B44a-08. Os incidentes com portas de carga foram praticamente eliminados após a implementação dessas proteções. O trabalho seguinte concentrou-se na proteção 3D de sistemas de portas de elevadores de passageiros com deslizamento horizontal. Isso reduzirá o contato do usuário com as portas em movimento, minimizando as reaberturas indesejadas. Para garantir que os dispositivos permaneçam operacionais, os requisitos considerarão os dois principais tipos de proteção 3D: soluções montadas na porta e na travessa.

A avaliação de riscos identificou ações corretivas, incluindo uma revisão da tecnologia de proteção de portas disponível. O texto aprovado para publicação, juntamente com a justificativa fornecida para referência, são os assuntos deste artigo. De maior importância, a avaliação de riscos e a experiência identificaram a borda frontal da porta do poço do elevador em fechamento como a área de preocupação e para a qual grande parte da proteção é projetada para evitar impactos. O esmagamento (ser comprimido pela porta em fechamento) também foi considerado no novo texto.

A edição de 2019 da norma A17.1/B44 foi publicada em dezembro de 2019, com data de vigência de 30 de junho de 2020. Isso significa que os requisitos podem entrar em vigor já na primavera de 2020 em jurisdições que adotam o código automaticamente. Esse prazo será posterior para outras jurisdições que adotarem a edição de 2019 do código. Nos EUA e no Canadá, a adoção do código em uma jurisdição costuma ser atrasada, às vezes por anos. Para compensar esse atraso na adoção do código, as principais empresas fabricantes tendem a fornecer produtos em conformidade com o código mais recente, independentemente do código adotado pela jurisdição, a fim de reduzir seus riscos. É provável que novos pedidos de elevadores incluam proteção 3D para portas, a menos que o comprador a exclua devido ao custo adicional. Para o mercado de instalações existentes, ainda não há requisitos obrigatórios de código; a proteção 3D pode ser comprada e vendida hoje. Ao serem os primeiros a lançar o produto com um slogan como "Em conformidade com os novos requisitos para portas 3D", os fabricantes podem consolidar sua oferta como líder de mercado.

Projeto e teste de um “meio de detecção de objetos que se aproximam”

Os novos requisitos de projeto estão na norma A17.1-2019/B44-19, Requisito 2.13.5. Existem tamanhos mínimos específicos para os alvos; eles são ilustrados no Apêndice Não Obrigatório S, e este artigo inclui ilustrações dos requisitos 3D. O tamanho específico do alvo móvel a ser detectado são cilindros com 200 mm (8 pol.) de diâmetro e 1,000 mm (40 pol.) de altura. O sistema 3D deve detectar alvos que sejam pretos foscos e brancos brilhantes. A norma Federal Standard 595C define as cores: para preto fosco, a cor deve estar dentro da faixa de 37005 a 37050. Para branco brilhante, a faixa de cores é de 17800 a 17999.

O cilindro alvo deve estar se movendo em direção às portas. Alvos que não estejam se aproximando não precisam ser detectados. A ilustração em A17.1/B44, Apêndice Não Obrigatório S, mostra três cilindros, que representam três posições onde um alvo cilíndrico deve ser detectado. Isso simula uma criança se aproximando e entrando na zona de detecção. Os cilindros devem ser detectados a qualquer velocidade de aproximação de até 1 m/s (3 pés/s), em qualquer ponto entre 500 mm (20 pol.) e 225 mm (9 pol.) da face do lado do patamar da porta do poço do elevador e 225 mm (9 pol.) à frente.

da borda de ataque. Os alvos cilíndricos também podem ser detectados antes das zonas definidas. Para esclarecer, se o objeto que se aproxima estiver se movendo a mais de 1 m/s (3 pés/s), não é necessário (nem necessariamente possível) detectar e reabrir as portas.

Os sistemas de detecção de aproximação de objetos devem ser eficazes até que a borda frontal das portas esteja a 450 mm (18 pol.) da posição totalmente fechada, sendo permitido que permaneçam eficazes até essa posição. A permissão para excluir essa dimensão deve-se principalmente ao fato de que as soluções instaladas na porta não conseguem visualizar a borda frontal da porta, eliminando assim a falsa reabertura causada pela detecção do impacto de uma porta de abertura lateral ou da outra porta de um sistema de abertura central. Os sistemas instalados na travessa geralmente permanecem eficazes até muito próximo do fechamento completo da porta.

As zonas de detecção são ilustradas nas Figuras 1 a 4 para auxiliar na visualização dos requisitos. A segurança essencial é representada pelas zonas de detecção exigidas pelas normas. As Figuras 1 e 2 mostram uma solução montada na porta. A área amarela representa a luz emitida pela borda da porta, movendo-se com o painel da porta e estendendo-se da parte inferior do painel até uma altura mínima de 1,675 mm (66 pol.). A área crítica é a zona de detecção 3D, delimitada por linhas pontilhadas verdes e estendendo-se verticalmente até 1,000 mm (40 pol.) do piso. A detecção de objetos que se aproximam deve ocorrer e fazer com que as portas parem e reabram quando um alvo entrar em algum ponto dessa zona. A borda frontal da porta do poço do elevador, no lado do pavimento, deve estar a uma distância mínima de 225 mm (9 pol.) do objeto que se aproxima a uma velocidade de até 1 m/s (3 pés/s). Nesses sistemas, a luz é refletida para o mesmo dispositivo que a transmitiu ou para o dispositivo correspondente na fechadura ou em outro painel da porta.

Os múltiplos cilindros na Figura 1 são mostrados em diferentes locais para representar a detecção quando a porta estava totalmente aberta, depois fechando e, em seguida, relativamente ao ponto em que o dispositivo de reabertura pode ser desligado. Os cilindros de 225 mm (9 pol.) e 500 mm (20 pol.) são perpendiculares à face do painel da porta (desenhos sem escala). Os cilindros são mostrados movendo-se em direção ao carro a até 1 m/s (3 pés/s) e representam um cilindro que se moveu do início ao fim da zona de detecção 3D. Os cilindros em cinza representam as áreas onde os detectores podem ser desativados e não precisam detectar. As linhas vermelhas em zigue-zague representam as áreas de detecção obrigatórias em relação à porta em fechamento. O dispositivo de reabertura 2D ainda é necessário em todos os casos.

A Figura 2 mostra um sistema de porta com abertura central durante o fechamento e pressupõe que o detector 3D esteja incorporado nas portas da cabina. Agora existem duas bordas de ataque da porta do poço do elevador para monitorar; portanto, dois cilindros pretos representam alvos se movendo em direção a qualquer uma das bordas de ataque. Os múltiplos cilindros estão em locais diferentes para mostrar uma representação da detecção quando a porta está totalmente aberta e começando a fechar, e durante o fechamento. Os cilindros de 225 mm (9 pol.) e 500 mm (20 pol.) são perpendiculares à face dos painéis da porta.

Os cilindros-alvo são mostrados novamente se movendo em direção ao carro a até 1 m/s (3 pés/s) e representam um cilindro que se deslocou do início ao fim da zona de detecção. Os cilindros acinzentados representam os locais onde a detecção não é mais necessária. As linhas vermelhas em ziguezague representam as áreas de detecção obrigatória em relação à porta que está fechando. O dispositivo de reabertura 2D ainda é obrigatório em todos os casos.

O detector 3D pode ser desligado quando os painéis da porta estiverem a 450 mm (18 pol.) do fechamento completo. É provável que haja uma área de sombreamento para alguns detectores montados na porta, embora isso não se aplique a sistemas montados na travessa, já que a maioria dos dispositivos de travessa estará operacional quando as portas estiverem a menos de 200 mm (8 pol.) do fechamento. Essa permissão para desativar o detector baseia-se na geometria da propagação fotônica, combinada com o momento em que uma porta em movimento está quase fechada, reduzindo o risco de impacto da borda frontal do painel da porta.

As figuras 3 e 4 são semelhantes às figuras 1 e 2, exceto pelo fato de que estas foram desenhadas com o dispositivo detector montado no painel traseiro do carro (em uma posição fixa, em vez de se mover com o painel da porta). A zona de detecção é a mesma; as ilustrações mostram onde um alvo deve ser detectado.

Outros requisitos descrevem que o sistema de detecção deve sinalizar se falhou e pode se tornar inoperante após 15 segundos para permitir que falsos alarmes sejam ignorados, garantindo a continuidade do serviço do elevador, desde que a energia de fechamento da porta seja reduzida. Mais importante ainda, o sistema deve detectar sua capacidade de detectar os alvos antes do início do próximo fechamento da porta. Se não conseguir detectar sua própria falha, o sistema de portas deve entrar em operação de fechamento com baixa energia (empurrãozinho).

Os cilindros nas Figuras 1 a 4 são desenhados com metades brancas e pretas para indicar que o sistema deve detectar tanto um alvo branco brilhante quanto um alvo preto fosco. Não é mostrada uma vista lateral da zona de detecção e dos alvos; no entanto, a detecção não exige que o alvo inteiro esteja na zona de detecção; qualquer porção do alvo deve ser detectada ao entrar na zona de detecção.

zona. Os cilindros têm 1,000 mm (40 pol.) de altura, conforme exigido pelas normas. Para simular a altura de uma criança, no entanto, a primeira entrada do alvo na zona de detecção pode ser usada para reabrir as portas. Quando o alvo estiver a 225 mm (9 pol.) da borda frontal, ele deve ser detectado e a porta deve reabrir.

Testes de campo e inspeção de um meio de detecção de objetos em aproximação.

Separadamente dos testes de projeto, a adição ao ASME A17.2 Guia para Inspeção de Elevadores, Escadas Rolantes e Esteiras Rolantes Define o que, nos sistemas instalados, será testado e inspecionado em campo. O dispositivo de detecção 3D é referido como um "meio" para diferenciá-lo como um requisito de desempenho e não prescrever que seja um tipo específico de dispositivo. Assim, os requisitos são escritos em linguagem de desempenho, descrevendo o que o "meio" deve realizar. A inspeção em campo consiste simplesmente em caminhar em direção às portas que estão fechando em um ritmo normal, sem ser atingido pelo painel da porta. Quando as portas estiverem a menos de 450 mm (18 pol.) da posição totalmente fechada ou 20 segundos após a detecção inicial, o meio pode ser desativado, desde que a velocidade de fechamento da porta seja reduzida a uma velocidade mínima para diminuir a energia cinética. A reabertura é descrita como a parada das portas em movimento, devendo elas reabrir no mínimo 915 mm (36 pol.) e/ou abrir completamente. Após um período de inatividade, as portas podem fechar, mas com níveis de energia reduzidos.

O teste descreve simplesmente uma pessoa caminhando em direção a uma porta que está se fechando. Ela deve ser detectada quando estiver dentro da área de detecção e se movendo em direção à borda frontal em movimento. A zona de detecção obrigatória foi selecionada após entrevistas.

Todas as empresas de detectores, então, definiram essa área para garantir que todas as empresas pudessem cumprir com seus produtos. As empresas fornecedoras que participaram do trabalho chegaram a um consenso sobre os objetos e as áreas.

Projeto e teste de “Objetos no caminho da porta”

Os requisitos de projeto para dispositivos de reabertura 2D também estão no Requisito 2.13.5. Pela primeira vez na norma A17.1/B44, o código definiu os tamanhos mínimos dos alvos que um dispositivo de reabertura 2D deve detectar. Os requisitos descrevem "prismas", o termo geométrico para um objeto 3D. Um prisma é definido como uma figura sólida com duas faces terminais que são figuras retilíneas semelhantes, iguais e paralelas, cujos lados são paralelogramos. Além dos tamanhos e cores, os novos requisitos definem as áreas onde a detecção deve ocorrer. Os prismas devem ter 80 mm (3.15 pol.) por 50 mm (2 pol.), com um alvo pintado de preto fosco e outro de branco brilhante. Essas cores também são definidas na Norma Federal 595C.

Status Operacional

Outros requisitos descrevem que o dispositivo de detecção envia um sinal ao controlador da porta ou do elevador informando que está funcionando corretamente (um recurso de automonitoramento). Isso pode ser feito por contato seco ou comunicação serial com o operador da porta ou o controlador do elevador, mas exige que, se o dispositivo de detecção não conseguir detectar os objetos necessários, ele reduza a energia cinética nos painéis da porta a um valor instantâneo que não exceda 8 J (6 ft-lbf) ou a um valor médio que não exceda 3.5 J (2.5 ft-lbf), o que é conhecido como "operação de ajuste fino". O dispositivo de detecção deve ser verificado antes do fechamento completo da porta.

Os novos requisitos representam uma enorme melhoria na segurança daqueles mais vulneráveis ​​a impactos em portas de poços de elevador. Esses tipos de lesões são totalmente evitáveis ​​com a adição dessa tecnologia, disponível há mais de 20 anos. A melhoria nessas tecnologias é substancial, e é por isso que o código pôde e considerou tornar esses dispositivos obrigatórios.

Deveríamos:

• Faça esforços para incentivar os proprietários a reduzir o risco de acidentes com impacto de portas.
• Compartilhe a alteração de código com seus colegas do setor.
• Continue verificando a força da porta com um dinamômetro (ainda necessário).
• Continue verificando o tempo de fechamento da porta com um cronômetro. As empresas de elevadores devem:
• Treinar os mecânicos para que compreendam a importância dos riscos nas portas e as medidas de mitigação.
• Fornecer as ferramentas e o treinamento necessários para cada mecânico de rota, especialmente em dispositivos 3D.

Referências
[1] Gibson, George W. “Energia cinética da porta do elevador de passageiros
Sistemas”, ELEVATOR WORLD, dezembro de 1989.