(Parte 1 de 2)

O que são Prensas?

As prensas são máquinas ferramentas em que o material placa ou chapa é trabalhado sob operações de conformação ou corte e são utilizadas, principalmente, na metalurgia básica e na fabricação de produtos de metal, máquinas e equipamentos, máquinas de escritório e equipamentos de informática, móveis com predominância de metal, veículos automotores, reboques e carrocerias.

As prensas são usadas para conformar, moldar, cortar, furar, cunhar e vazar peças.

Nesses processos existe sempre um martelo (punção) cujo movimento é proveniente de um sistema hidráulico (cilindro hidráulico) ou de um sistema mecânico (em que o movimento rotativo é transformado em linear através de um sistema de bielas, manivelas ou fusos).

Há uma grande diversidade de prensas, que variam quanto ao tipo, modelo, tamanho e capacidade de aplicação de força ou velocidade.

No mercado, encontramos prensas com capacidade de carga de poucos quilos até prensas de mais de 50.000 toneladas de força. No parque industrial brasileiro a maioria das prensas é do tipo excêntrica que é a mais perigosa. O acionamento das prensas pode ser feito por pedais, botoeiras simples, por comando bimanual ou por acionamento contínuo.

Quais os elementos básicos em uma prensa?

Cadeia cinemática

Conjunto de todas as peças que geram o movimento para ser aplicado no martelo. Fazem parte da cadeia cinemática as peças: volantes, engrenagens, eixos, guias, correias entre outras.

Biela

Peça que faz a conexão entre o conjunto de tração e o martelo.

Martelo

Peça à qual, numa extremidade, fixa-se o estampo e que aplica a força necessária para fazer a conformação da peça.

Zona de prensagem

Espaço entre o martelo e a mesa da prensa, onde se coloca o ferramental. É a área onde o martelo aplica a força e na qual o operador deve concentrar toda a sua atenção, pois é onde realiza seu o trabalho ou atividade.

Comando bimanual

Dispositivo de segurança da prensa que exige que o operador mantenha as duas mãos nos botões de acionamento para que a máquina comece a funcionar.

Estrutura

Armação da prensa que pode ser confeccionada em ferro fundido, aço fundido ou em chapa de aço soldada.

Categorias de risco

Todos os elementos de controle elétricos ou eletrônicos, responsáveis pela parada ou início de movimentos em prensas, devem obedecer à categoria de riscos nível 4 da NBR 14153. Esta norma brasileira é baseada na norma européia EN 954-1 que determina 5 níveis de análise de riscos, e que é utilizada para efetuar controles que evitem falhas.

As categorias apresentadas a seguir representam uma classificação de aspectos de segurança de um sistema de controle, que se referem à capacidade de uma unidade de produção resistir a falhas e seu desempenho quando uma falha ocorre.

Categoria B

Esta categoria – que não inclui nenhuma medida especial para segurança, mas que é a base para as demais categorias - considera que o projeto de uma unidade de produção deve contemplar condições básicas de segurança do trabalho, levando em conta o tipo de trabalho que será executado e os materiais que serão processados. Além disso, deve prever a vibração, alimentação elétrica e campos elétricos externos.

Em outras palavras ela determina que partes de um sistema de controle da segurança ou de seus dispositivos ou componentes devem ser projetados, construídos, selecionados, montados e combinados de acordo com padrões relevantes de modo que possam resistir a todas as solicitações a que serão submetidos. A previsão de todos estes aspectos leva a uma categoria considerada de prevenção de risco mínimo.

Categoria 1

Inclui as condições de segurança especificadas pela categoria B e além disso os sistemas de controle mecânico devem estar de acordo com critérios de qualidade previstos.Tem como objetivo a PREVENÇÃO de falhas.

Categoria 2

Esta categoria contempla as condições da categoria B e inclui os dispositivos que evitam a partida em caso de uma falha detectada. Isto sugere o uso de relés de interface com redundância e auto-verificação de energização. Permite-se a operação mediante um canal simples, sempre que o dispositivo de partida seja absolutamente efetivo e testado para o uso em condições normais. Se o teste for garantido, deve-se optar por um controle de duplo canal.

Tem como objetivo a DETECÇÃO de falhas (ou seja, as falhas não devem ser apenas prevenidas, mas detectadas e corrigidas).

Categoria 3

Esta categoria contempla todas as condições da categoria B, incluindo os sistemas de segurança projetados de forma que uma simples falha não leve à perda de funções de segurança e a simples falha possa ser detectada. Isto alerta não somente para o uso de sistema redundantes no relé de interface, como também nos dispositivos de entrada, usando-se sistemas de duplo canal. Tem como objetivo a DETECÇÃO de falhas (ou seja, as falhas não devem ser apenas prevenidas, mas detectadas e corrigidas).

Categoria 4

Esta categoria contempla todas as condições da categoria B, sendo que uma simples falha será detectada no momento ou antes de uma nova energização do sistema de segurança, sendo que a acumulação de três falhas consecutivas não deverá conduzir à perda da função de segurança. Deve ser considerada como a categoria com o mais de elevado risco.

Tem como objetivo a DETECÇÃO de falhas (ou seja, as falhas não devem ser apenas prevenidas, mas detectadas e corrigidas). Monitoramento e checagem são as chaves destas 3 últimas categorias.

Reduzindo o risco

Pode-se reduzir os riscos, por meio de 3 diferentes ações:

Eliminar ou reduzir os riscos tanto quanto possível mediante a introdução de modificações no design da máquina.

Tomar as medidas de proteção necessárias, em relação ao que não pode ser eliminado.

Informar operadores para os riscos residuais, decorrentes de “ignorar” medidas recomendáveis ou adotar atalhos para realizar o trabalho.

 Existe uma hierarquia entre as medidas que devem ser tomadas quando a eliminação do perigo não ocorre ainda na fase de projeto da máquina. São elas:

(a) Adotar proteções de enclausuramento

(b) Utilizar proteções móveis ou dispositivos de proteção tais como cortinas de luz, grades, etc.

(c) Utilizar ferramentas de proteção

(d) Fornecer informação, instrução, treinamento e supervisão

Vamos imaginar uma empresa, por exemplo, que tenha diversos tipos de prensas sem quaisquer dispositivos de segurança. Para desenvolver um plano de melhoria tendo em vista as possibilidades financeiras da empresa, o seu plano contemplou inicialmente a colocação de comando bimanual em todas as prensas, em seguida, a troca das válvulas de segurança e, finalmente, a introdução de cortinas de luz. Mas, como as máquinas estavam em funcionamento, os operários receberam treinamentos, informações e supervisão especiais, concomitantemente às mudanças, pois eles estavam expostos a situações de risco.

Capacidade requerida

A maioria das operações de corte ou conformação devem contar com uma avaliação teórica da capacidade de força necessária para a execução, antes mesmo da escolha da prensa que irá executar o trabalho. Mas, é bom lembrar que operações de cunhagem, ou conformação com resultado de baixa absorção de energia, baixo deslocamento de material, costumam induzir a erros de avaliação e devem, por isso, contar com a realização de ensaios de produção com o uso de equipamentos que meçam a capacidade necessária.Uma prensa não deve ser usada em sua capacidade limite. É recomendável usar 70% da capacidade plena da máquina. Se a velocidade exigida para a realização do trabalho for acima de 400gpm o mais recomendável é utilizar 50% da capacidade plena para garantir as tolerâncias dimensionais do conjunto.

Efeito de mola (contra-golpe)

Em uma operação de corte por exemplo, a força necessária para cortar o material, forçando a abertura da estrutura da prensa, deve ser igual à força de fechamento da estrutura após a realização do corte.

Quando a ferramenta está fechada no seu limite e o martelo da prensa ainda continua em seu curso descendente, o corpo da máquina flexionará e o eixo sofrerá uma torção adicional. Assim que o ponto for ultrapassado, ocorrerá o fenômeno Efeito Mola (contra-golpe), atirando o martelo para cima, enquanto o corpo volta ao seu estado original. O forte contragolpe atinge o eixo, engrenagens e chavetas. Há uma intensificação deste efeito em máquinas com longo tempo de uso, que consequentemente possuem folgas maiores.

A intensidade do contragolpe é maior do que o esforço realizado no próprio trabalho. Portanto, todo cuidado é pouco nas operações de instalação e ajustes de estampos. O dimensionamento incorreto de uma prensa para a realização de um determinado trabalho pode aumentar o efeito mola e consequentemente a probabilidade de gerar acidentes.

O perigo da velocidade

Para aumentar a produtividade, muitas vezes, os usuários de prensas excêntricas aumentam a rotação do volante das prensas, pois quanto mais golpes consegue-se mais peças por minuto. Há que se considerar, no entanto, que esta é uma situação de grande risco.

Em uma prensa excêntrica, o sistema de armazenamento de energia é o volante de inércia. Ao aumentar a rotação do volante ocorre uma alteração completa das características do projeto inicial da máquina.

Considere a equação e = m.(vp)2.

A energia (e) disponível no volante é a massa da coroa (m) deste volante vezes a velocidade periférica da coroa (Vp), ao quadrado. Ou seja, ao aumentar a velocidade do volante, aumenta-se sua capacidade de armazenamento de energia ao quadrado.

Cabe ao fabricante da prensa determinar quais as velocidades mínimas e máximas da prensa e ao usuário obedecer as especificações.

Se a energia disponível na cadeia cinemática de uma prensa superar a capacidade de resistência mecânica dos diferentes elementos do conjunto, pode ocorrer um grave acidente.

"Eixo rompido"

"Martelo rompido"

"Volante"

TIPOS

1) Chavetas: o fim das “máquinas mortíferas”

O item 9 do Programa de Prevenção de Riscos em Prensas e Similares (PPRPS), diz:

“As prensas mecânicas excêntricas e similares de engate por chaveta não podem permitir o ingresso das mãos ou dos dedos dos operadores nas zonas de prensagem, devendo adotar as seguintes proteções na zona de prensagem:

a) ser enclausuradas, com proteções fixas ou

b) operar somente com ferramentas fechadas.”

A tradução mais simples do que diz a norma seria que, se existem prensas de engate chaveta, como elas ficaram mais conhecidas, numa fábrica, elas devem ter proteção em torno de suas ferramentas que não deixem que o trabalhador que a opera coloque a mão ou sequer um dedo perto do estampo. Para isso, devem ser colocadas grades fixas, isto é , que só podem ser removidas com o auxílio de outras ferramentas.

Além disso, a fabricação e a comercialização deste tipo de prensa também são proibidos. Até aqui, nenhuma novidade. Então, por que falar disso novamente? Porque as prensas de engate chaveta poderiam ser conhecidas também por máquinas assassinas. E mesmo assim ainda há quem defenda sua fabricação, compra e venda. Apesar de serem mais baratas e de terem, aparentemente, um sistema de segurança fácil de ser mantido, as chavetas são verdadeiras bombas-relógio. Quando não estão protegidas e quando estão.

Quando não há proteção, um descuido, gerado normalmente por excesso de confiança do operador, acarreta a perda de dedos e até mesmo da mão de quem a manuseia. E, mesmo com todo o cuidado, quantos não foram os casos de operadores que, ao fazerem a manutenção de suas máquinas, sofreram acidentes ou até mesmo morreram com um golpe inesperado da máquina? “Depois que um ciclo é iniciado, nem o Super – Homem impede o martelo de descer”, frisa o presidente do INPAME, Eng. Josebel Rubin.

“E mesmo quando existem as grades de proteção, ainda há risco. Muitos operadores, preocupados em aumentar a produtividade e incomodados com elas, retiram as grades e ‘esquecem’ de recolocar. Com isso, o perigo prossegue”, acrescenta José Amauri Martins, consultor técnico da ACE Schmersal, conselheiro do INPAME e membro do COBMEQ da ABNT/ CB04.

Outro fato muito comum é o famoso “repique”, causado pela quebra da chaveta ou da mola da prensa e que solta o martelo inesperadamente. Com a máquina desprotegida ou protegida de forma errada, um acidente é quase inevitável.

Desta forma, é fácil concluir que, para evitar acidentes, mortes, processos e indenizações o caminho mais seguro é aposentar de vez as prensas de engate chaveta. O que já é exigido pelas normas de segurança em vigor.

(Parte 1 de 2)

Comentários