Aula 23 - Segurança Operacional em Máquinas e Equipamentos conforme NR12

Figura 01 - Dispositivos de segurança em máquinas

A crescente conscientização da necessidade de avaliação dos riscos na operação de uma máquina ou equipamento vem fazendo com que os produtos da linha de segurança “safety” tomem uma importante posição dentro do leque de produtos de automação industrial. Estes produtos são regulamentados por normas e são chamados de EPCs e EPIs. 

• EPCs - Equipamentos de Proteção Coletiva e alguns exemplos são: cortina de luz de segurança, botão de emergência, relés de segurança, entre outros. Estes produtos são instalados nas máquinas para proteção dos operadores e outras pessoas que possam ter contato com as máquinas como o encarregado da limpeza do ambiente.
• EPIs – Equipamentos de Proteção Individual, amplamente difundidos no mercado e que são utilizados pelos próprios operadores, como protetores auriculares, óculos de proteção e luvas.

Figura 02 - Itens a serem monitorados em aplicações de segurança em máquinas.

Tem abaixo uma figura para especificação do relé de segurança desejado, dependendo de sua aplicação e de quais componentes serão monitorados. Este itens a serem monitorados juntamente com o risco é que irá definir o modelo de relé de segurança a ser utilizado.

A NR12 tem como objetivo dar mais segurança aos profissionais da área e evitar o risco de acidentes no trabalho. Essa norma estabelece requisitos mínimos para que uma máquina possa entrar em operação com a segurança adequada para o operador.

Figura 03 - Componentes de segurança em máquinas

Uma máquina pode entrar em funcionamento apenas se ela não apresentar nenhum risco à saúde do operador, se for constado algum risco, ele deve ser eliminado. Há algumas proteções que podem ser aplicadas na máquina para garantir a integridade do trabalhador. Esta proteções são realizadas por componentes de seguranças implementados no circuito elétrico.

Os componentes de segurança têm a função de detectar e avaliar os sinais no circuito elétrico de comando, sinais estes que são gerados pela ação do operador junto à máquina. Já a operação de manobra da carga realizada no circuito principal, por exemplo o desligamento de um motor que está fazendo a máquina funcionar, é função dos dispositivos de manobra. A lista abaixo ilustra os componentes mais utilizados de acordo com sua função.

1. Rele de Segurança: O rele de segurança é um dispositivo responsável por monitorar uma função de segurança como parada de emergência, porta de proteção, cortina de luz, proteção de perímetro ou controle com duas mãos. Em caso de perigo, o rele de segurança trabalhará para reduzir o risco a um nível aceitável e quando ocorrer um erro, o relé de segurança iniciará uma resposta segura e confiável. Cada rele de segurança monitora uma função específica e podemos obter o monitoramento total de uma máquina ou planta ao conectá-lo a outros relés de segurança. O rele de segurança é uma maneira simples e eficiente de atender aos padrões de segurança existentes, resultando em operação segura para a equipe e os equipamentos, bem como uma longa vida útil dos mesmo. A redução de riscos deve ser uma prioridade para qualquer negócio, tanto para proteger seus funcionários quanto para reduzir a possibilidade de acidentes dispendiosos ou danos a equipamentos.
2. Cortina de luz de segurança: Cortina de luz é um equipamento de segurança para máquinas operatrizes que produz uma cortina de luz infravermelha e supervisiona a área útil compreendida pela distância entre as unidades: transmissor e receptor. Se essa área for invadida, uma saída de sinal em duplo canal comandará a interrupção da operação da máquina.
3. Comando Bimanual: É o comando feito simultaneamente para evitar acidentes onde não podemos usar barreiras de segurança. O Comando bimanual obriga com que o operador fique sempre com suas mãos em local seguro durante todo o processo da máquina. Além da caixa onde é feito o acionamento simultâneo para o ciclo do funcionamento da maquina, há também um controle simultâneo de segurança de 5 segundos que obriga o operador a ficar com as mãos nas botoeiras em todo o processamento da maquina, evitando com que acidentes aconteçam. As duas botoeiras verdes são localizadas abaixo de plataformas, garantindo assim a proteção das mãos do operador. No centro do Painel encontramos a botoeira Vermelha que representa o botão de emergência, caso haja algum problema no funcionamento da máquina o operador deve acionar o botão de emergência fazendo com que a maquina pare imediatamente
4. Sistemas de Frenagem por disco de ficção: Um eletroímã atua sobre um sistema mecânico que executa a frenagem do motor. A Frenagem por disco de fricção é de construção robusta, com poucas partes móveis que asseguram um perfeito funcionamento com um mínimo de manutenção.
5. Frenagem por injeção de corrente continua no estator do motor: Este sistema de frenagem ocorre  quando interrompemos a alimentação dos terminais. Ao fazemos circular uma conrrente contínua pelo Bobinado do estator, esta funcionará como um eletroímã (campo fixo) que atua sobre o motor, freando-o até que o funcionamento seja interrompido.
6. Chaves de Travamento de Proteção: Para manter os dispositivos de segurança fechados ou atrasar a abertura da proteção são utilizados chaves de travamento de proteção. Eles oferecem um aumento significativo no nível de proteção para a maioria dos tipos de máquinas. Na maioria das chaves de intertravamento, a ação de desbloqueio está condicionada ao recebimento de algum tipo de sinal elétrico.
7. Tapete de Segurança: O tapete de segurança sensível à pressão pode ser usados ​​em conjunto com esteiras de segurança para garantir a segurança de pessoas e aumentar a de outros dispositivos de segurança. Por exemplo, pode-se configurar um conjunto de cortinas de luz para permitir que objetos passem por ele enquanto o tapete de segurança for ativado, permitindo o acesso para carregar ou descarregar uma máquina. Os tapetes de segurança também podem ser usados ​​como medida de segurança independente. Assim como as cortinas de luz, eles podem ser configurados para iniciar um comando de parada quando ativados.
8. Chave Alavanca de Três Posições: Chaves alavanca de três posições podem ser essenciais para solucionar problemas de aplicações onde deve haver movimento somente quando o equipamento estiver sendo operado por uma pessoa. Geralmente possuem a forma de um joystick sensível à pressão que é mantido em uma determinada posição para operar sendo que quando o usuário solta este joystick, ele retornará à posição de parada padrão.
9. Interruptores Magnéticos: Um interruptor magnético é útil em aplicações onde é crucial que uma porta ou escotilha seja fechada ou que dois objetos se interceptem ou estejam alinhados um com o outro. Assim, quando o contato entre os dois sensores é perdido, um sinal de parada de emergência pode ser enviado para o rele de segurança apropriado a fim de impedir com que a máquina opere sem segurança. Os interruptores magnéticos são muito compactos, o que permite fácil posicionamento ou ocultação quando usados ​​em portões ou interruptores. Como não é necessário nenhum contato mecânico para operação, geralmente possuem uma longa vida útil operacional. Água, sujeira e poeira não afetam os interruptores magnéticos, permitindo seu uso em uma variedade de ambientes e condições.
10. Botões de Parada de Emergência: os botões de parada de emergência (também conhecidos como parada de emergência) são usados ​​para parar uma máquina quando ela está em colapso ou se alguém estiver em perigo. Todos os botões de parada de emergência devem ser vermelhos instalados em uma caixa amarela. Alguns botões de parada de emergência também apresentam um cabo de emergência permitindo a interação com a interface de parada, mesmo quando distante do próprio botão.
11. Sensores de Segurança sem Contato: Semelhante a um comutador magnético, um sensor de segurança sem contato é ideal para uso quando é crucial que objetos sejam alinhados, mas quando não precisam estar em contato direto, ao contrário de um comutador magnético. Alguns desses sensores também permitem que vários sensores sejam usados ​​em conjunto, permitindo uma configuração mais precisa quando necessário.
12. Interruptores de Segurança de Intertravamento: Um interruptor de segurança de intertravamento é usado para detectar quando 2 ou mais componentes estão bloqueados juntos e também pode ser usado para mantê-los no lugar até que determinados parâmetros sejam atendidos, como a conclusão de uma operação por exemplo. Isto pode ser conseguido de várias maneiras diferentes, como utilização de travas ou lógicas de programação no caso de um CLP de segurança.
13. CLPS de Segurança: Há Também os CLPS de Segurança para atender os fatores mínimos de segurança em determinadas máquinas e equipamentos conforme diz a norma de segurança NR12. Com os CLPS de segurança podemos comandar diversos tipos de dispositivos como alguns aqui apresentados como Cortina de raio Laser , Comando Biomanual e etc. O CLP pode ser usado conforme a necessidade da máquina. Com o CLP podemos criar projetos de diversos níveis de segurança.  Como os CLPs são sistemas programáveis, eles podem controlar diversos fatores na máquina como flexibilidade, produtividade, diagnóstico, integração, confiabilidade, expansibilidade, etc.

Figura 04 - Categorias de segurança em máquinas

Para definirem-se os tipos de componentes que deverão ser utilizados no projeto de uma máquina para que esta esteja adequada à legislação, deve-se avaliar o grau de risco envolvido na sua operação. 

A norma NBR14153 também é do CB-04 da ABNT, e determina o risco e a categoria de segurança adequada, levando em consideração a gravidade do ferimento que pode ocorrer, a frequência e o tempo que o operador é exposto ao perigo e a possibilidade de evitar-se o perigo, conforme segue: 

• S - Severidade do ferimento: S1 - Lesão leve normalmente reversível ou S2 -Lesão grave normalmente irreversível;
• F – Frequência e tempo de exposição: F1 -  raro a relativamente baixa frequência de exposição ao perigo e/ou baixo tempo de exposição ou F2 - frequente até continuo e/ou tempo de exposição longo ao perigo;
• P – Possibilidade de parada da máquina para evitar o perigo: P1 possível sob condições específicas ou P2 quase nunca possível .

Categorias de segurança referentes ao controle e componentes utilizados:

• Categoria indicada para os pontos selecionados.
• Categoria possível, que exige a adoção de medidas complementares.
• Categoria acima das necessidades determinadas pelos pontos selecionados.

Prevenção de Riscos

Figura 05 - Aplicação de componentes
de segurança em máquinas

Um componente de segurança é necessário se o perigo não  puder ser eliminado com medidas construtivas. Este componente deve ser escolhido de acordo com o potencial de risco restante.
Muitas máquinas exigem componentes não vinculados a proteções mecânicas, como dispositivo bimanual, circuito de liberação, tapetes de segurança e cortinas de luz.
Entretanto, muitas vezes são necessárias proteções móveis. Estas proteções com intertravamento são necessárias nas categorias de segurança 3 e 4.
O termo intertravamento não significa um travamento mecânico como um cadeado ou parafuso, mas sim um dispositivo que evita o funcionamento da máquina com a proteção aberta, por exemplo, chave de segurança.
O circuito de controle para a categoria de segurança 3 ou 4 compreende a grade de proteção, o dispositivo de intertravamento e o circuito de comando com relé de segurança.

© Direitos de autor. 2019: Gomes; Sinésio Raimundo. Última atualização: 15/10/2019