Engenharia para Segurança

Nesta seção de Opinião dos Leitores, o autor afirma que o envolvimento dos fabricantes de cabines no projeto e teste de equipamentos de segurança é vital.

Por Muharrem B. Çakirer

Certo dia, há alguns anos, estacionei meu carro em uma rua movimentada de Ancara, na Turquia. Tinha dois problemas: levar os documentos do projeto de construção do elevador até a empresa de auditoria predial para que fossem aprovados pelos engenheiros e voltar para o carro antes que fosse multado. Entrei no prédio quase sem fôlego, mas não havia engenheiros no escritório — apenas uma secretária da empresa de auditoria. Eu ia deixar os documentos lá e voltar para buscá-los depois que fossem aprovados pelos engenheiros mecânicos e elétricos. Estava prestes a entregá-los à secretária e sair do escritório quando ela me pediu para esperar e foi para a sala ao lado. O som de três carimbos quebrou o breve silêncio. A secretária voltou, me entregou os documentos e disse que estava tudo pronto. Verifiquei os documentos; os projetos estavam, de fato, totalmente aprovados. Fiquei feliz por terminar minha tarefa rapidamente, mas também surpreso porque as assinaturas haviam sido dadas, mas não havia engenheiros por perto!

Vivenciei esse incidente quando trabalhava em uma empresa de instalação de elevadores. Para mim, é relevante, pois demonstra a posição dos engenheiros dentro do setor. Considerando todos os cálculos, projetos e demais aspectos envolvidos, a indústria de elevadores poderia ser um campo de trabalho maravilhoso; no entanto, em nosso país, a Turquia, onde existem milhares de empresas de elevadores, a situação do setor e a posição dos engenheiros não parecem nada boas. Embora existam bons exemplos em que os engenheiros agregam valor e demonstram suas habilidades, a situação geral nas empresas de elevadores é semelhante ao exemplo acima.

Um sistema de paraquedas, vital para a segurança de elevadores, é um tema de engenharia complexo, pois exige cálculos precisos, projeto e conhecimento da legislação vigente. Contribuir para o setor com projetos originais e criar novos produtos está diretamente relacionado à atuação de engenheiros.

Os sistemas de paraquedas são vitais em elevadores de alta velocidade em termos de conforto e segurança dos passageiros, mas não recebem a devida atenção. A disponibilidade de equipamentos de segurança baratos no mercado é um indicativo disso. Quando fabricantes e empreiteiras assinam contratos, os equipamentos de segurança geralmente ficam em segundo plano em relação às escolhas do modelo da cabine. No entanto, as partes menos perigosas dos elevadores são as visíveis aos usuários finais, enquanto as partes invisíveis — como os equipamentos de segurança — são as que apresentam maiores riscos. Neste artigo, avaliaremos os equipamentos de segurança progressivos que são obrigatórios para elevadores com velocidade nominal superior a 1 m/s.

A Diretiva 2014/33/UE define seis produtos como componentes de segurança. Dois deles, o regulador de sobrevelocidade e o dispositivo de segurança, trabalham em conjunto para garantir a segurança. A função do regulador de sobrevelocidade é manter o cabo de segurança suficientemente esticado e parar o elevador quando o cabo se afrouxa. Se os cabos de suspensão que sustentam o elevador se romperem ou se a velocidade de descida aumentar excessivamente, o cabo de segurança, cuja extremidade está conectada à cabine, é tracionado. O dispositivo de segurança elétrico no dispositivo de segurança corta a alimentação do sistema de tração e para a máquina motriz; enquanto isso, o dispositivo de segurança progressivo prende-se aos trilhos-guia, fixando o elevador aos trilhos.

A maneira mais simples de parar um objeto em movimento dentro de um determinado período de tempo é absorver sua energia cinética, convertendo-a em calor por meio do atrito. Em geral, quando um mecanismo de segurança é acionado, metade do equipamento de segurança conectado à cabine entra em contato com o trilho por meio de molas, enquanto a outra metade é pressionada contra o trilho através da caixa de rodas, ou "rolo". O trilho fica preso entre essas duas partes. A força normal gerada se transforma em força de atrito e começa a utilizar a energia cinética da cabine. O atrito continua até que a cabine pare.

O dispositivo de segurança progressivo é um sistema mecânico. Ele pode ser instalado nas vigas de suporte inferiores ou superiores da cabine do elevador. Se houver um espaço habitável, como uma residência ou escritório, sob o poço do elevador, o contrapeso também deverá ser equipado com um dispositivo de segurança progressivo.

A desaceleração média de um mecanismo de segurança progressivo, em caso de queda livre da cabine com carga nominal ou contrapeso, deve estar entre 0.2 gn e 1 gn (gn, que é a aceleração padrão da queda livre, igual a 9.81 m/s²). Para garantir a segurança de vidas e bens, o ideal é que o freio seja acionado com uma desaceleração média de 0.6 gn. Uma desaceleração alta significa que a cabine para em uma distância curta. Por exemplo, se um elevador frear com uma desaceleração média de 1.0 gn, ele parará bruscamente, pois a distância de parada é curta. Se for maior, a frenagem repentina representa um risco maior para crianças, idosos, enfermos e gestantes. Em casos em que for inferior a 0.2 gn, a distância de frenagem será longa.

Testes de equipamentos de segurança durante inspeções de registro

No teste de frenagem com carga total, além dos equipamentos de segurança, são testados os trilhos, as conexões do console e a conformidade da instalação da estrutura da máquina antes da entrada em operação do elevador. Durante os testes de equipamentos de segurança nas inspeções de registro, a distância total de frenagem sempre foi motivo de debate.

Para a inspeção de registro de elevadores instalados de acordo com a Diretiva 2014/33/UE, EN 81-20, Artigo 6.3.4, o teste do equipamento de segurança é realizado com a cabine carregada com 125% de sua carga nominal.

A distância de frenagem, baseada na ativação do limitador de velocidade a uma velocidade nominal de 1 m/s, é calculada com a fórmula acima.

Após o teste do dispositivo de segurança, a cabine é posicionada de forma a permitir a medição das marcas nos trilhos. Ambos os lados do trilho são verificados quanto à presença de marcas de frenagem, a altura e a largura dessas marcas são medidas, e os inspetores verificam se há distorção ou avaria visível na cabine. De acordo com os resultados do teste de carga, um elevador que freia com uma velocidade nominal de 1 m/s é considerado em conformidade se o dispositivo de segurança deslizar no mínimo 5 cm e no máximo 25 cm.

Para liberar o dispositivo de segurança da cabina, basta um comando para que ela se mova na direção oposta. Isso deverá reiniciar automaticamente o modo de pré-teste, liberando a cabina e o cabo de segurança dos trilhos. No entanto, o elevador não deve ser recolocado em operação imediatamente após a liberação do dispositivo de segurança; o comissionamento só deve ser permitido após a intervenção de pessoal de manutenção qualificado.

Os blocos de segurança que formam a cinta de freio são conectados entre si por hastes de transferência que facilitam o acionamento simultâneo dos blocos de freio.

A sincronização de duas sapatas de freio será melhor se um material sólido for usado nessas conexões.

Como engenheiro atuando na indústria de manufatura, acredito ser essencial que os fabricantes de cabines também forneçam os equipamentos de segurança para uso com seus produtos. Dessa forma, em caso de problemas com os equipamentos de segurança, os clientes poderão identificar um único responsável, e o fabricante da cabine terá que encontrar uma solução.

Recomendo enfaticamente que os fabricantes de equipamentos de segurança acompanhem o Exame de Tipo realizado por um Organismo Notificado. Pode parecer estranho, mas os primeiros testes devem falhar. Quando isso acontece, o fabricante constatará que a aceleração de frenagem do equipamento de segurança testado ultrapassa os limites permitidos pela norma. Deverá inclusive presenciar a falha dos freios e a consequente queda do elevador. Dessa forma, o fabricante poderá compreender a importância do seu trabalho e ter a oportunidade de observar, antes do lançamento do produto no mercado, os cenários negativos que poderão ocorrer no futuro. Ao ver um equipamento de segurança testado dezenas de vezes, o fabricante aprenderá com as falhas e os ajustes necessários para aprimorar sua abordagem e projeto. Como resultado, poderá fabricar um produto mais próximo do ideal — assim como Edison inventou a lâmpada após milhares de tentativas frustradas. Todos os fabricantes devem ter em mente que desastres são provavelmente inevitáveis ​​após o lançamento do produto no mercado.

Referências
[1] EN 81-20:2014
[2] EN 81-50:2014
[3] Diretiva 2014/33/UE sobre o levantamento de cargas