ASME B20.1: a segurança de transportadores e equipamentos relacionados

A ASME B20.1:2021 – Safety Standard for Conveyors and Related Equipment aplica-se ao projeto, construção, instalação, manutenção, inspeção e operação de transportadores e sistemas de transporte em relação aos perigos. Os transportadores podem ser do tipo de manuseio de material a granel, embalagem ou unidade, onde a instalação é projetada para operação permanente, temporária ou portátil. Esta norma se aplica, com as exceções observadas abaixo, a todas as instalações de transportadores.

Ela exclui especificamente qualquer transportador projetado, instalado ou usado principalmente para a movimentação de seres humanos. Entretanto, se aplica a certos dispositivos de transporte que incorporam em sua estrutura de suporte estações de trabalho ou de operação projetadas especificamente para o pessoal de operação autorizado.

Um sistema de transporte é um aparelho de manuseio mecânico rápido e eficiente para o transporte automático de cargas e materiais dentro de uma área. Este sistema minimiza o erro humano, diminui os riscos do local de trabalho e reduz os custos de mão de obra – entre outros benefícios. Eles são úteis para ajudar a mover itens volumosos ou pesados de um ponto para outro. Um sistema de transporte pode usar uma correia, rodas, rolos ou uma corrente para transportar objetos.

Normalmente, os sistemas de transporte consistem em uma correia esticada em duas ou mais polias. A correia forma um laço fechado em torno das polias para que possa girar continuamente. Uma polia, conhecida como polia motriz, aciona ou reboca a correia, movendo itens de um local para outro.

Os projetos de sistemas de transporte mais comuns usam um rotor para acionar a polia motriz e a correia. A correia permanece presa ao rotor por meio do atrito entre as duas superfícies. Para que a correia se mova com eficácia, a polia motriz e a polia intermediária devem girar na mesma direção, no sentido horário ou anti-horário.

Conteúdo da norma

Prefácio . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4

Lista do Comitê. . . ………….. vi

Correspondência com o Comitê B20. . . . . . . . . vii

Introdução . . . . . . . . . . . .. . . . . . ix

Sumário das mudanças . . . . . . . . . . . . . . . . . . x

1 Escopo. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . …. 1

2 Referências. . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1

3 Intenção. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2

4 Definições. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2

5 Normas gerais de segurança. . .  . . . . . . . . . 7

6 Normas de segurança específicas. . . . . . . . . . . . 10

Apêndice Obrigatório

I Especificações para projeto, instalação, comissionamento e inspeção periódica dos transportadores alternativos verticais………………….17

Figuras

I-3.1-1 Projeto Cantilever. . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17

I-3.1-2 Projeto Straddle. . . .  . . . . . . . . . . . . . . 18

I-3.1-3 Projeto de quatro colunas. . . . . . . . . . . . 18

I-3.9.2-1 Passagem articuladas de balanço único. . . . . . . . . 19

I-3.9.2-2 Passagens articuladas com dobradiças duplas e bipartidas……….19

I-3.9.2-3 Passagens de subida vertical. . . . . . . . 19

I-3.9.2-4 Passagem deslizante horizontal. . . . . . . . 19

I-3.9.2-5 Passagem do tipo de enrolar . . . . . . . 20

Os acidentes decorrentes da movimentação manual de materiais foram reduzidos pelo uso de transporte e outras formas de equipamentos de movimentação mecânica. Uma redução adicional na taxa de acidentes pode ser obtida seguindo práticas seguras no projeto, construção, instalação, operação e manutenção de tais equipamentos.

O projeto e a instalação de transportadores e sistemas de transporte devem ser supervisionados por engenheiros qualificados. Da mesma forma, a operação e manutenção de transportadores e sistemas devem ser supervisionados por pessoal treinado.

O objetivo desta norma é apresentar certos guias para o projeto, construção, instalação, operação e manutenção de transportadores e equipamentos relacionados. As suas partes relacionadas aos procedimentos de manutenção e operação são tão importantes quanto aquelas relacionadas ao projeto e instalação. As melhores características de projeto podem ser negadas por práticas de manutenção e operação defeituosas.

É importante que o pessoal de operação e manutenção seja instruído a reconhecer os perigos e as precauções de segurança pertinentes. As instruções de operação e manutenção nesta norma de segurança destinam-se a aplicações gerais. O fabricante e/ou instalador do equipamento deve ser consultado para instruções específicas de operação ou manutenção.

O ensaio por correntes parasitas para as descontinuidades em materiais metálicos

A NBR 16979 de 06/2021 – Ensaios não destrutivos – Correntes parasitas – Detecção e dimensionamento de descontinuidades superficiais e subsuperficiais em materiais metálicos estabelece as técnicas para a execução do ensaio por correntes parasitas para a detecção e dimensionamento de descontinuidades superficiais e subsuperficiais (próximo da superfície) em materiais metálicos, inclusive suas juntas soldadas. Essas técnicas podem ser aplicadas sobre superfícies não revestidas e revestidas (não condutoras e não magnéticas), durante a fabricação e também para ensaio de equipamentos em uso. Essa norma também estabelece o procedimento para medição da espessura de camadas não condutoras e não magnéticas.

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Qual é o exemplo de padrão de referência para detecção e dimensionamento de trinca em material ferrítico revestido?

Como executar a medição de espessura de revestimentos?

Como deve ser feita a detecção de descontinuidades subsuperficiais?

Para a execução do ensaio, como deve ser a condição da superfície?

O procedimento deve ser concebido e qualificado para atender ao requerido pela seção do código de referência ou para detecção e dimensionamento das descontinuidades esperadas em equipamentos em uso. O ensaio por correntes parasitas deve ser executado conforme o procedimento escrito que deve no mínimo conter os requisitos listados na tabela abaixo. O procedimento escrito deve estabelecer valores ou faixas de valores para cada um dos requisitos.

Os procedimentos devem ser qualificados por demonstração, para atender aos requisitos de um código de referência, ou para detecção e dimensionamento de descontinuidades em equipamentos em uso. Uma alteração de variável no procedimento requer uma revisão ou adendo. No caso de alteração de uma variável essencial, o procedimento deve ser requalificado.

O usuário é responsável por atribuir o ensaio por correntes parasitas a profissionais qualificados de acordo com os requisitos das normas e códigos aplicáveis à situação. A qualificação de pessoal deve estar de acordo com a NBR NM ISO 9712 ou com uma norma equivalente apropriada ao nível requerido nos setores industriais relevantes.

O procedimento deve ser demonstrado nos corpos de prova e padrões de referência adotados para detecção e dimensionamento das descontinuidades reais esperadas. Se a execução do ensaio derivar da exigência de um código, o procedimento deve ser demonstrado de acordo com os requisitos da seção correspondente do código referenciado.

O aparelho de correntes parasitas deve possuir as seguintes características principais: armazenar, medir e apresentar a fase e a amplitude do sinal no plano de impedância; ter faixa de frequência do aparelho que permita uma adequada penetração no material que está sendo ensaiado; incluir recursos de congelamento do sinal na tela até que seja apagado pelo operador; ter sinal claramente visível em qualquer condição de iluminação esperada durante o ensaio; possuir controle de rotação de fase do sinal, em degraus não maiores que 10° e permitir a rotação total do sinal de 0º a 360º.

As sondas selecionadas para o ensaio devem ser capazes de no mínimo atender ao seguinte: detectar e dimensionar todas as descontinuidades artificiais dos padrões de referência e corpos de prova, representativas das descontinuidades esperadas no ensaio; ser capaz, junto com o cabo e o aparelho, na frequência definida, de apresentar a descontinuidade de menor profundidade, com altura correspondente a pelo menos 10% da altura da tela, com a mesma configuração; a amplitude do sinal correspondente à descontinuidade mais profunda deve ocupar pelos menos 50% da tela e ter relação sinal-ruído maior que 3; considerar a geometria do local a ser ensaiado e as dimensões da sonda, permitindo o acoplamento adequado a todas as superfícies a serem ensaiadas.

Os cabos que conectam o aparelho e a sonda devem ser projetados e montados para operar com estes componentes. Os cabos extensores podem ser utilizados entre a sonda e o aparelho, se a função sensibilidade e resolução do sistema como um todo for preservada.

Os itens do sistema de medição que devem ser periodicamente calibrados são os padrões de referência realizados por laboratórios que atendem aos requisitos da NBR ISO/IEC 17025. A periodicidade de calibração dos instrumentos de medição e dos padrões de referências depende da frequência e das condições de utilização. Recomenda-se que a periodicidade de calibração atenda ao especificado na NBR ISO 10012.

Qualquer avaria observada nos padrões de referência implica na necessidade de nova calibração, independentemente da periodicidade estabelecida. Os padrões de referência devem atender ao seguinte: ser fabricados com o mesmo tipo de material (propriedades eletromagnéticas) do componente a ser ensaiado; ser representativos das condições do ensaio (material, descontinuidades, geometria, etc.); possuir descontinuidades naturais ou artificiais representativas daquelas que são esperadas.

A forma do componente e o acesso da sonda às áreas de interesse sendo ensaiadas podem influenciar a sensibilidade do ensaio. Geometrias complexas, como juntas cruciformes ou chapas de reforço, devem ser ensaiadas considerando, além do acesso às superfícies de interesse, também a orientação relativa das descontinuidades.

A Qualidade dos maçaricos de soldagem a gás, aquecimento e corte de metais

A NBR ISO 5172 de 07/2021 – Equipamento de soldagem a gás – Maçaricos para solda, aquecimento e corte – Especificações e métodos de ensaios estabelece as especificações e métodos de ensaios para maçaricos de soldagem a gás, aquecimento e corte de metais. Aplica-se a maçaricos manuais para soldagem e aquecimento com potência térmica nominal de até 32.000 kcal/h, e maçaricos de corte manual e corte a máquina com faixa de corte de até 300 mm. Não se aplica a maçaricos de aspiração de ar cobertos pela ISO 9012.

Os maçaricos com maior potência térmica nominal ou faixa de corte também podem ser ensaiados de acordo com esta norma, se os requisitos de ensaios este forem adequados. Para os gases combustíveis mais comuns, as taxas de fluxo correspondentes são fornecidas na Tabela A.1, disponível na norma. Exemplos de maçaricos são mostrados no Anexo B, que também fornece a terminologia relativa a estes maçaricos.

Além dos termos usados em duas das três línguas oficiais da ISO (inglês e francês), o anexo fornece os termos equivalentes em português; estes são publicados sob a responsabilidade do organismo membro do Brasil (ABNT) e são fornecidos apenas para informação. Somente os termos e definições fornecidos nos idiomas oficiais podem ser considerados termos ISO.

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Como deve ser o ensaio de retorno de chama contínuo?

Como deve ser executado o ajuste das condições?

Qual deve ser o equipamento necessário para o ensaio de superaquecimento?

Quais são os princípios do ensaio de retorno de chama contínua?

Pode-se dizer que o maçarico de baixa pressão é aquele no qual a pressão do gás combustível, medida imediatamente antes da câmara de mistura, é menor que a pressão da mistura de gás, medida entre a câmara de mistura e o bico de solda ou pf < pm. O gás combustível e o oxigênio/ar comprimido são misturados pela ação do oxigênio/ar comprimido que, sendo descarregado do orifício do injetor, gera sucção no ponto “A” do sistema de mistura, arrastando o gás combustível. Ver exemplos de misturador injetor, fixos ou ajustáveis, nas figuras abaixo.

Os materiais devem estar de acordo com a ISO 9539. Os componentes em contato com o oxigênio devem estar livres de óleo, graxa ou outros contaminantes. As marcações devem ser legíveis e duráveis e devem estar de acordo com o descrito a seguir. Além do fabricante podem ser incluídos distribuidores e fornecedores.

O cabo do maçarico deve ostentar o nome ou a marca registrada do fabricante (o termo fabricante inclui distribuidores, fornecedores ou importadores) e o número de referência desta norma. A marcação deve estar de acordo com o descrito abaixo. A conexão adjacente à entrada de oxigênio nos maçaricos deve ser identificada pela letra O e a conexão adjacente à entrada de gás combustível deve ser identificada com a letra apropriada da tabela abaixo.

O registro de oxigênio (corpo ou botão) deve ser identificado pela letra O, ou a cor azul, ou ambas, a letra O e a cor azul. No caso de um país ter uma identificação de cor diferente do azul em seus requisitos, serão aplicadas as cores detalhadas no Anexo I.

A válvula de controle do gás combustível (corpo ou botão) deve ser identificada pela letra apropriada na tabela abaixo, ou pela cor vermelha, ou pela letra apropriada na tabela abaixo e pela cor vermelha. A válvula de corte de oxigênio, se instalada, deve ser identificada de maneira semelhante. Os requisitos mínimos de marcação para todos os bicos são apresentados no Anexo J.

Onde pode ocorrer incompatibilidade de componentes intercambiáveis (por exemplo, misturador e injetor), um código de identificação, a marca do fabricante e o símbolo que identificar o gás combustível deve ser marcada e mostrada nos dados operacionais. Se for separável, a extensão de corte deve ser marcada com o nome, a marca registrada ou a marca de identificação do fabricante (o termo fabricante inclui distribuidores, fornecedores ou importadores).

É recomendável que o usuário consulte as instruções de operação fornecidas pelo fabricante (ver Seção 10). Se as pressões de operação estiverem marcadas em qualquer parte do maçarico, elas devem ser indicadas em quilo pascal (kPa). Quando o nome completo do símbolo químico do gás não pode ser marcado, o código literal do gás deve ser usado de acordo com a ISO 10225 para marcação do equipamento, conforme a tabela abaixo.

Para maçaricos, bicos e componentes intercambiáveis capazes de serem utilizados com mais de um gás combustível, deve ser utilizada a abreviatura F. Os dados operacionais devem fornecer detalhes sobre os gases combustíveis para os quais esses componentes são adequados.

O ensaio de estanqueidade do gás deve ser de acordo com o descrito nessa norma, conforme a seguir: em novos maçaricos; após o ensaio de resistência da válvula; após o ensaio de contrapressão sustentada; após o ensaio de superaquecimento. Cada linha de gás deve ser fechada separadamente com um registro. A estanqueidade do gás deve ser alcançada na posição fechada. Os elementos da válvula devem permanecer estanques em todas as posições.

Para a resistência dos maçaricos ao retorno de chama contínuo, resistência ao superaquecimento, o maçarico deve ser ensaiado de acordo com essa norma. O maçarico e o bico devem ser resistentes ao retorno contínuo de chama quando a (s) saída (s) do bico está (ão) parcial (is) ou totalmente obstruído (os). Um ensaio alternativo (ensaio simples de tijolo) é apresentado no Anexo G. Os bicos, de aquecimento sem frente plana, devem ser ensaiados em conformidade com o Anexo G.

Para os misturadores marcados com o símbolo mostrado nessa norma, o refluxo não pode ocorrer entre 0,5 e duas vezes às pressões nominais de operação do gás. Se uma válvula de retenção estiver incorporada no maçarico, ela deve estar em conformidade com a ISO 5175.

Os seguintes requisitos operacionais devem ser atendidos para as taxas de fluxo de gás e pressões especificadas pelo fabricante nas instruções de operação. As taxas de vazão de gás e as pressões de gás devem ser as especificadas pelo fabricante nas instruções de operação. Deve ser verificado se os fluxos e as pressões de gás são atingidos. Deve ser possível ajustar a chama continuamente dos fluxos estabelecidos pelo fabricante para uma chama carburante aumentando o fluxo de combustível em 10% e para uma chama oxidante aumentando o fluxo de oxigênio em 10%.

A inspeção de sistemas de amostragem mecânica de cobre, chumbo, zinco e níquel

A NBR ISO 11790 de 05/2021 – Concentrados de cobre, chumbo, zinco e níquel – Diretrizes para inspeção em sistemas mecânicos de amostragem estabelece práticas recomendadas para a inspeção de sistemas de amostragem mecânica. Ele serve como referência para a conformidade com as normas internacionais aplicáveis para concentrados de cobre, chumbo, zinco e níquel. Abrange as considerações gerais, incluindo precisão, variação de qualidade, vício, estabelecimento de sistemas de inspeção e procedimentos de inspeção.

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Como devem ser feitas as inspeções mecânicas?

Qual deve ser a razão de amostragem?

Como pode ser feito um resumo de inspeção cobrindo a massa de cada amostra parcial coletada?

O que devem conter os registros da amostragem?

As verificações de precisão são recomendadas para cada tipo de material amostrado pelo sistema. Se houver uma mudança significativa no tipo de material ou se um novo tipo de material for introduzido, recomenda-se realizar uma verificação de precisão. Convém que o teste descreva a precisão da amostragem, a preparação e a análise de cada tipo de material amostrado pelo sistema. Esses ensaios devem estar em conformidade com a ISO 12744.

A variação da qualidade entre incrementos, 2sb, é uma medida da heterogeneidade do lote e é a variação das características de qualidade dos incrementos retirados do lote. O valor de 2sb deve ser medido experimentalmente para cada tipo de material, para cada instalação de manuseio em condições operacionais normais, de acordo com a NBR ISO 12743.

Convém que todo o sistema de manuseio do material até o sistema de amostragem mecânica seja examinado para determinar se algum procedimento de descarregamento, armazenamento ou recuperação produz um padrão cíclico que poderia fazer com que a coleta de incremento entrasse em fase com a sequência de variabilidade do material. As variações nas características físicas, como distribuição de tamanho de partícula, umidade da superfície, matéria estranha e material superdimensionado, poderiam se tornar cíclicas e até estar em fase com a coleta de incremento baseada em massa ou no tempo.

Quando tais variações cíclicas ocorrerem no fluxo de material, convém que a fonte das variações seja investigada para determinar a praticabilidade de eliminar as variações. Se não houver uma maneira prática de eliminar as variações, convém que o intervalo entre os cortes primários seja ajustado para que a coleta de incrementos não esteja em fase com a variação cíclica. Alternativamente, a amostragem aleatória estratificada pode ser usada.

Após o comissionamento e a auditoria de um novo sistema ou qualquer modificação significativa de engenharia de um sistema existente, convém que um teste de vício seja realizado de acordo com a ISO 13292, para confirmar a operação correta do sistema. Em instalações do tipo multimateriais, é recomendado que o material com maior variabilidade seja escolhido para o teste de vício.

Recomenda-se que, regularmente, futuros pares de amostras para teste de vício sejam tomados para confirmar se o resultado inicial do vício é ainda relevante. Se uma mudança significativa for feita no sistema de amostragem, ou se for introduzido um novo material com características mais difíceis de amostragem, convém considerar a necessidade de um novo teste de vício.

Desde que o sistema de amostragem mecânica atenda aos critérios descritos na NBR ISO 12743, os testes de vício não são mandatórios. No entanto, os princípios de garantia da qualidade em instalações individuais poderiam exigir testes de vício.

O sistema de amostragem mecânica deve ser iniciado em algum momento antes do início do transporte do material a ser amostrado, de tal forma que quaisquer substâncias estranhas (incluindo a água) sejam purgadas. Quando sistemas de acionamentos hidráulicos forem usados, convém permitir tempo suficiente para que o óleo hidráulico e o sistema associado atinjam a temperatura de equilíbrio.

Recomenda-se, particularmente em sistemas de amostragem do tipo multimateriais, que seja permitido passar um corte primário pelo sistema mecânico, para ambientá-lo antes do início da amostragem. É recomendável que o operador analise os registros do sistema de amostragem mantidos pelo operador anterior. Convém que estes registros incluam itens como quantidades de material manipulado e amostrado, e anotações sobre mau funcionamento do sistema, interrupções/paradas, bloqueios ou outras deficiências.

Convém que o operador use uma lista de verificação adequada, como o exemplo no Anexo A. Recomenda-se que o operador complete todos os itens de uma lista de verificação adequada, projetada para o sistema específico. Para grandes sistemas multiusuários, convém que um relatório de inspeção do operador, como o exemplo no Anexo B, seja desenvolvido.

Convém que estejam disponíveis pontos de inspeção adequadamente projetados para observar se os cortadores em fluxo em queda e os cortadores do tipo cross-belt cortam a totalidade do fluxo de material, e as aberturas do cortador podem ser inspecionadas quanto a bloqueios e cegamentos. Para garantir uma operação confiável, é recomendável que uma lista de verificação de amostragem (Anexo A) e o registro de amostragem do operador (Anexo B) sejam desenvolvidos com entrada para as seguintes informações: os critérios originais do projeto e registros de quaisquer mudanças ou melhoramentos subsequentes; os manuais de operação do equipamento de amostragem e de manutenção; a gerência responsável pelo sistema; o pessoal que opera ou faz a manutenção do sistema; para um novo sistema, o pessoal responsável pelo projeto e comissionamento.

Um método geral para o estabelecimento destes procedimentos está descrito a seguir. Fazer referência à NBR ISO 12743 para garantir um correto esquema de amostragem. Fazer referência aos manuais de operação e manutenção do fornecedor do equipamento para determinar os procedimentos corretos de operação e os intervalos para manutenção de rotina.

Os manuais podem fornecer informações úteis com base no projeto do sistema. Informações como as vazões, velocidades do transportador e parâmetros do material (particularmente, o tamanho de partícula e a variabilidade) são dados significativos, e convém que sejam sempre considerados quando mudanças forem contempladas.

Examinar os registros existentes de amostragem e manutenção de um longo período. Essa informação fornecerá diretrizes aos operadores para garantir que o nível requerido de inspeção e manutenção seja realizado, assegurando uma operação confiável e possivelmente alertando os operadores sobre qualquer manutenção ou modificação inadequada que possa ter sido feita no equipamento.

Levantar a experiência pessoal da equipe de manutenção, operacional e de amostragem em relação ao sistema de amostragem. Essa informação, juntamente com aquela obtida acima, permitirá a preparação de um manual do operador apropriado, registro de amostragem do operador e lista de verificação do sistema.

Um esquema para auditorias regulares do sistema de amostragem deve ser estabelecido. Recomenda-se fazer referência aos parâmetros operacionais originais e aos dados do fornecedor do projeto do equipamento, bem como a quaisquer registros de alterações ou melhorias subsequentes, a fim de estabelecer a conformidade com as normas internacionais aplicáveis. O Anexo A fornece uma lista de referência típica.

A operação correta para todos os novos sistemas precisa ser confirmada por uma auditoria, em seguida ao estágio de comissionamento, antes de ser aceita como operacional. O projeto e a operação do sistema precisam ser confirmados por uma auditoria antes de qualquer teste de vício.

Convém estabelecer um esquema para as inspeções de rotina do sistema de amostragem por parte dos operadores, semelhantemente ao exemplo do Anexo A. A frequência e o detalhe das inspeções serão determinados por fatores como, mas não limitados, a confiabilidade do sistema, características de manuseio do material amostrado, frequência de uso do sistema e propósito da amostragem (por exemplo, controle de processo, comparado às grandes instalações portuárias multiusuários).

Convém que os procedimentos e as inspeções operacionais sejam estabelecidos e realizados imediatamente antes, durante e imediatamente após a operação do sistema de amostragem para um dado lote ou sublote, semelhantemente ao exemplo do Anexo A. Estes procedimentos e inspeções serão menos extensos do que os realizados como auditorias ou inspeções mecânicas, respectivamente.

Convém que eles sejam projetados para serem simples inspeções da integridade do processo de amostragem. Para grandes instalações multiusuários, recomenda-se que um sistema de relatórios operacionais seja desenvolvido, e um exemplo desse relatório é fornecido no Anexo B.

As características dos refinadores de grãos do alumínio e suas ligas

A NBR 15698 de 05/2021 – Alumínio e suas ligas – Refinadores de grãos AlTi e AlTiB, nas formas de vergalhões, lingotes e barras – Composição química, tamanho de grão e microestrutura estabelece a composição química, o tamanho de grão e a microestrutura dos refinadores de grãos AlTi e AlTiB, nas formas de vergalhões, lingotes e barras, utilizados no refino de grão do alumínio e suas ligas.

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Para o ensaio de refino de grão, como deve ser feita a amostragem?

Quais são os reagentes e materiais usados no ensaio de refino de grão?

Como deve ser o molde para o ensaio de refino de grão?

Para a análise metalográfica, como deve ser feita a amostragem?

A composição química para os refinadores de grãos, bem como os seus respectivos códigos de cores para identificação, de acordo com o escopo desta norma, está especificada no Documento International Designations and Chemical Composition Limits for Aluminum Hardeners – North American and International Registration Record, publicado pela Aluminum Association [1400 Crystal Drive, Suite 430 – Arlington, VA 22202, EUA], também conhecido como Gray Sheets. Os refinadores de grãos com limites de composição química não listados no referido documento podem ser utilizados, desde que seja acordado previamente entre o fornecedor e o comprador.

O tamanho médio dos grãos, ensaiados de acordo com o Anexo A, deve ser menor ou igual a 140 μm. Outros tamanhos de grãos podem ser aceitos, desde que acordado entre o fabricante e o consumidor. As amostras para análise de microestruturas devem ser preparadas de acordo com o Anexo B.

Os requisitos de microestrutura podem ser acordados entre o fabricante e o consumidor em função da criticidade do processo de produção. Na ausência deste acordo, são aplicáveis os requisitos estabelecidos nessa norma. A análise do TiB2 deve ser realizada com aumento de 1.000 vezes, e o tamanho da partícula individual do TiB2 deve ser de no máximo 50,0 μm, sendo a maioria no mínimo de 90 %, entre 0,5 μm e 2,0 μm. As partículas devem estar dispersas e distribuídas na matriz de alumínio, e os aglomerados de TiB2 devem atender aos limites sugeridos na tabela abaixo.

A fase titânio-alumínio (TiAl3) deve estar presente na forma de finas plaquetas, cujo tamanho máximo depende da concentração e do tipo de Ti utilizado como matéria prima. As partículas devem estar dispersas e distribuídas na matriz de alumínio e não podem conter aglomerados de TiAl3 e titânio não dissolvido.

As características microestruturais desses refinadores devem ser determinadas previamente entre o fabricante e o consumidor. A presença de TiB2 é aceitável, desde que atenda aos valores especificados na tabela acima. O tamanho máximo das plaquetas deve ser acordado entre o fabricante e o consumidor.

Na ausência deste acordo, deve-se atender ao seguinte: para o refinador TiAl 6%, as plaquetas não podem exceder 100 μm na largura e 300 μm no comprimento; para o refinador TiAl 10%, as plaquetas não podem exceder 1.000 μm na largura e 3.000 μm no comprimento. A microestrutura do refinador de grãos deve estar isenta de grafite, sais não dissolvidos de Ti-B, escória e refratário.

A presença de outras inclusões na microestrutura do refinador, como carbetos, óxido de alumínio (α-Al2O3) e boreto de alumínio (AlB12), deve ser controlada, sendo que os limites aceitáveis devem ser acordados entre o fornecedor e o comprador. A análise dos filmes óxidos deve ser realizada com 100 vezes de aumento.

O comprimento dos filmes deve ser somado e dividido pela área total analisada, obtendo o comprimento médio em micrômetros por centímetro quadrado (μm/cm²), cujo número não pode ser superior a 3.000 μm/cm². Além disso, o comprimento individual deve ser menor que 5 000 μm. Estes limites de comprimento devem ser acordados entre o fabricante e o consumidor.

O uso da manufatura aditiva nos projetos de produtos

A NBR ISO/ASTM 52910 de 05/2021 – Manufatura aditiva – Projetos – Requisitos, diretrizes e recomendações contém requisitos, diretrizes e recomendações para o uso da manufatura aditiva (MA) nos projetos de produtos. contém requisitos, diretrizes e recomendações para o uso da manufatura aditiva (MA) nos projetos de produtos. Aplica-se à etapa de projetos de todos os tipos de produtos, dispositivos, sistemas, componentes ou peças que são fabricadas por qualquer método de MA. Este documento ajuda a determinar quais tipos de considerações podem ser utilizadas durante o projeto, para melhor aplicação dos recursos dos processos de MA.

São abordadas orientações gerais e identificação de problemas; soluções específicas de projeto, processos e materiais não fazem parte deste documento. O público-alvo compreende três tipos de usuários: projetistas e gerentes que estão desenvolvendo produtos a serem fabricados por sistemas de MA; estudantes que estão aprendendo projeto mecânico e desenho assistido por computador; e desenvolvedores de diretrizes de projeto e de sistemas de orientação de MA.

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Quais devem ser as considerações de produto?

Quais as considerações do ambiente térmico que o projeto deve se basear?

Quais são as considerações de sustentabilidade do produto?

Quais são as considerações comerciais para decidir se a MA é o melhor método para a produção de uma peça?

Este documento fornece requisitos, diretrizes e recomendações para os projetos de peças e produtos a serem produzidos por processos de MA. As condições da peça ou do produto que favorecem a MA são destacadas. Da mesma forma, as condições que favorecem os processos de fabricação convencionais também são destacadas. Os principais elementos incluem: as oportunidades e liberdade de projeto que a MA oferece aos projetistas (Seção 5); as características ou questões que os projetistas devem considerar ao projetar as peças para MA, que compreendem o principal conteúdo destas diretrizes (Seção 6); e os avisos ou questões críticas para os projetistas, que indiquem situações que frequentemente levem a problemas em muitos dos sistemas de MA (Seção 7).

A estratégia geral para um projeto de MA é apresentada na figura abaixo. Esta é uma representação de um processo que projeta peças mecânicas para aplicações estruturais, em que o custo é o principal critério de decisão. O projetista pode substituir prazo por qualidade, prazo de entrega ou outro critério de decisão, se aplicável.

Além de considerações técnicas relacionadas às características funcionais, mecânicas ou de processos, o projetista também deve considerar os riscos associados à seleção dos processos de MA. O processo para identificação da potencialidade geral de fabricação com MA é apresentado na figura abaixo.

Esta é uma expansão da caixa identificação de potencial de aplicação da MA, no lado esquerdo da figura abaixo. Como apresentado, os principais critérios de decisão focam na disponibilidade do material, se a peça cabe ou não no volume de fabricação da máquina e na identificação de pelo menos uma característica da peça (personalização, redução de peso, geometria complexa) em que a MA seja particularmente recomendada.

Esses critérios representam muitas aplicações de engenharia mecânica para peças técnicas, mas não têm pretensão de serem únicos. Uma expansão para a caixa seleção do processo de MA a ser utilizado da Figura abaixo é representada na outra figura abaixo, indicando que a escolha do material é crítica na identificação do processo ou dos processos recomendados.

Se o material e o processo recomendados forem identificados, a consideração de outros requisitos de projeto pode prosseguir, incluindo considerações sobre características da superfície, geométricas, propriedades físicas, estáticas e dinâmicas, entre outros. Essas figuras apresentam uma abordagem típica para muitas peças mecânicas, mas não convém que sejam interpretadas como prática necessária prescrita.

A manufatura aditiva se diferencia de outros processos de manufatura por muitas razões, e estas diferenças proporcionam liberdades e oportunidades únicas de projeto que são destacadas nesta Seção. Em regras gerais, se uma peça puder ser fabricada de forma economicamente viável usando um processo de manufatura convencional, provavelmente esta peça não será fabricada utilizando a MA.

Entretanto, as peças que são boas candidatas para a MA tendem a ter geometrias complexas, geometrias customizadas, baixos volumes de produção, combinações especiais de propriedades ou características, ou combinações destas características. À medida que os processos e os materiais são melhorados, a ênfase nestas características provavelmente mudará. Na Seção 5, algumas oportunidades de projeto são destacadas e algumas limitações típicas são identificadas.

Para as oportunidades de projeto, deve-se entender o descrito a seguir. Contexto – A MA fabrica peças adicionando material camada por camada. Devido à própria natureza dos processos de MA, a MA tem muito mais grau de liberdade que outros processos de manufatura. Por exemplo, uma peça pode ser constituída por milhões de gotículas, se fabricada por um processo de jateamento de material.

O controle discreto sobre milhões de operações em micro e nanoescalas é, ao mesmo tempo, uma oportunidade e um desafio. Níveis de interdependência sem precedentes são evidentes entre as considerações e as variáveis do processo de manufatura, o que distingue a MA dos processos de manufatura convencionais. A capacidade de tirar a vantagem das oportunidades de projeto pode ser limitada pelas complexidades do planejamento de processo.

Visão global – A natureza aditiva, baseada em camadas, significa que qualquer formato de peça pode ser virtualmente fabricado sem ferramental, como moldes, matrizes ou dispositivos de fixação. Geometrias customizadas para indivíduos (clientes ou pacientes) podem ser fabricadas economicamente. Formas geométricas muito sofisticadas são possíveis com o uso de estruturas celulares (colmeia, lattice, esponja) ou estruturas convencionais. Frequentemente, múltiplos componentes de um conjunto fabricado por processos convencionais podem ser substituídos por uma única peça ou por um número menor de peças que sejam geometricamente mais complexas que os componentes sendo substituídos.

Isto pode levar ao desenvolvimento de peças mais leves e com melhor desempenho do que as montagens originais. Além disso, a redução do número de peças (chamada de consolidação de peças) tem vários benefícios para as atividades subsequentes. O tempo de montagem e de manutenção, a complexidade no chão de fábrica e o estoque de peças de reposição e ferramental podem ser reduzidos, levando à economia de custos ao longo da vida do produto.

Uma consideração adicional é que modelos para aplicações médicas com geometrias complexas podem ser facilmente fabricados a partir de dados de imagens médicas. Em muitos processos de MA, as composições e as propriedades do material podem ser variadas por meio de uma peça. Esta característica possibilita peças com gradiente funcional, nas quais as distribuições de propriedades mecânicas desejadas podem ser projetadas, variando-se a composição do material ou a sua microestrutura.

Sendo desejadas variações efetivas das propriedades mecânicas por meio de uma peça, o projetista pode fazer isso, tirando vantagem da capacidade dos processos de MA quanto à complexidade geométrica. Sendo desejadas variações na composição ou na microestrutura do material, estas variações podem ser alcançadas, mas com limites que dependem do processo ou do equipamento específico. Considerando todos os processos de MA, alguns deles permitem o controle de variação de material ponto a ponto, alguns fornecem controle discreto dentro de uma camada e a maioria permite controle discreto entre as camadas (a fotopolimerização em cuba é a exceção).

No processo de jateamento de material e de jato de aglutinante, a composição do material pode ser variada de maneira praticamente contínua, gota a gota, ou mesmo por mistura de gotículas. Do mesmo modo, o processo de deposição de energia direcionada pode produzir várias composições de materiais, variando a composição do pó que é injetado na poça de fusão (melt pool).

O controle discreto da composição de materiais utilizados pode ser implementado em processo de extrusão de material, utilizando, por exemplo, múltiplos bicos extrusores. O processo de fusão em leito de pó (PBF) pode ter limitações, uma vez que podem surgir dificuldades na separação dos pós não fundidos.

É importante notar que os recursos específicos dos equipamentos vão mudar e evoluir continuamente com o tempo, mas a tendência geral é aumentar a flexibilidade da composição do material e a capacidade de controle das propriedades. Existe uma importante oportunidade de otimizar o projeto de peças, para atingir propriedades estruturais sem precedentes.

O conceito de projeto para funcionalidade pode ser concretizado, o que significa que, se as funções de uma peça puderem ser matematicamente determinadas, a peça pode ser otimizada para adquiri-las. Novos métodos de otimização topológica e de forma foram desenvolvidos a este respeito.

Os projetos resultantes podem possuir geometrias muito complexas, utilizando estruturas internas tipo colmeia, lattice ou esponja, que, por sua vez, podem possuir combinações e variações complexas de materiais ou uma combinação de ambas. É necessária pesquisa nesta área, mas alguns exemplos práticos já estão surgindo.

Outras oportunidades envolvem algumas considerações comerciais. Como na MA nenhum ferramental é necessário para a fabricação de peças, os prazos de entrega podem ser reduzidos, quando comparados à manufatura convencional de novos projetos. É necessário pouco investimento em infraestrutura, o que permite a customização em massa e o incremento da capacidade de resposta às mudanças de mercado.

No caso de manutenção, a fabricação de componentes para reposição pode ser vantajosa em relação tanto aos custos quanto ao prazo de entrega. Visão global – É usual apontar as características do projeto que indicam situações em que a MA provavelmente não seria utilizada. Em termos concisos, se uma peça puder ser economicamente fabricada utilizando um processo de fabricação convencional e se puder atender aos requisitos, é improvável que seja uma boa candidata para a MA. Convém que o projetista considere custo, tempo de entrega e riscos ao decidir pela MA.

Uma importante vantagem dos processos de MA é a flexibilidade de fabricar uma variedade de peças com formatos complexos e personalizados, e a possibilidade de distribuições complexas de materiais. Se alguém desejar a produção em massa e em larga escala de peças simples, a MA pode não ser adequada sem melhorias significativas no tempo e no custo de produção.

O projetista deve estar atento às opções de materiais disponíveis, à variedade e à qualidade do material de alimentação, e a como as propriedades mecânicas e as outras propriedades físicas variam, quando comparadas entre a manufatura aditiva e a convencional. Os materiais para MA possuem diferentes características e propriedades, porque eles são processados de maneira diferente que os utilizados para fabricação convencional.

Convém que os projetistas estejam cientes de que as propriedades das peças fabricadas por MA são altamente sensíveis aos parâmetros de processo e que a estabilidade do processo é um problema significativo que pode limitar a liberdade do projeto. Além disto, convém que os projetistas entendam as anisotropias frequentemente presentes em materiais processados por MA.

Em alguns processos, as propriedades no plano de fabricação (direções X, Y) são diferentes das propriedades no eixo de fabricação (eixo Z). Com alguns metais, é possível obter propriedades mecânicas superiores às obtidas por processo de conformação mecânica. No entanto, normalmente, as propriedades de fadiga e de resistência ao impacto das peças fabricadas por MA, na condição de como fabricadas, são inferiores às de materiais processados convencionalmente.

Todas as máquinas de MA discretizam a geometria da peça antes de fabricá-la. A discretização pode ser feita de diversas formas. Por exemplo, muitas máquinas de MA fabricam peças em um modo camada por camada. Em jateamento de material e em jato aglutinante, gotas discretas de material são depositadas.

Em outros processos, percursos vetoriais discretos (por exemplo, de um laser) são usados para processar o material. Devido a esta discretização da geometria das peças, geralmente a superfície externa da peça não é lisa, uma vez que as divisões entre as camadas ficam evidentes. Em outros casos, as peças podem ter pequenos vazios internos.

A discretização da geometria gera muitos outros efeitos. Características pequenas podem ser mal formadas. Paredes ou estruturas finas, inclinadas em relação à direção de fabricação, podem ser mais espessas que o desejado. Além disso, se a parede ou a estrutura for quase horizontal, ela pode ser muito fraca, pois pode ocorrer pouca sobreposição de camadas. Da mesma forma, pequenas características negativas, como furos, podem sofrer o efeito oposto, ficando menores que o desejado e com formas distorcidas.

O pós-processamento das peças é requerido por muitos processos de MA ou pode ser solicitado pelo usuário final. Uma variedade de métodos mecânicos, químicos e térmicos pode ser aplicada. Vários tipos de processo de MA utilizam estruturas de suporte na fabricação das peças que precisam ser removidas.

Em alguns casos, os suportes podem ser removidos usando solventes, mas, em outros, os suportes precisam ser removidos mecanicamente. Convém que o usuário considere o trabalho, o tratamento manual do componente e o tempo adicionais que estas operações requerem. Adicionalmente, convém que os projetistas entendam que a presença de estruturas de suporte pode afetar o acabamento ou a precisão das superfícies suportadas.

Além da remoção da estrutura de suporte, outras operações de pós-processamento podem ser necessárias ou solicitadas, incluindo a remoção de pó em excesso, melhoria no acabamento da superfície, usinagem, tratamentos térmicos e revestimentos. Se uma peça tiver cavidades internas, convém que o projetista considere as características na peça que permitam remover das cavidades as estruturas de suporte, o pó não sinterizado (PBF) ou a resina líquida (fotopolimerização em cuba).

Dependendo dos requisitos de precisão e de acabamento da superfície, a peça pode requerer usinagem de acabamento, polimento, retificação, jateamento de esferas ou jateamento com granalha. Peças de metal podem requerer, por exemplo, um tratamento térmico para alívio de tensões residuais. Podem ser requeridos revestimentos, como pintura, galvanoplastia ou infiltração de resina.

As operações de pós-processamento aumentam o custo das peças fabricadas por MA. Cada processo de MA possui um envelope de fabricação limitado. Se uma peça for maior que o envelope de fabricação de um processo de MA, ela pode ser dividida em várias peças, a serem montadas após a fabricação. Em alguns casos, isto não é tecnicamente ou economicamente viável.

A biotecnologia farmacêutica no Brasil

A biotecnologia pode ser entendida como qualquer aplicação tecnológica que use sistemas biológicos, organismos vivos ou derivados destes, para fazer ou modificar produtos ou processos para usos específicos. Novos medicamentos têm sido criados, em especial para doenças raras ou não tratadas previamente.

Os métodos de produção biotecnológica fornecem versões mais seguras de tratamentos existentes em quantidades ilimitadas. A biotecnologia tem revolucionado a investigação e o desenvolvimento de novos medicamentos e permite um melhor direcionamento do produto para doenças específicas e grupos de doentes específicos.

Os medicamentos biotecnológicos já representam cerca de 10 a 15% do mercado farmacêutico. Mais de um quinto dos novos medicamentos lançados no mercado mundial a cada ano são derivados da biotecnologia, número que provavelmente irá aumentar, devido aos avanços científicos. A aplicação da Biotecnologia na área da saúde tem contribuído também para um crescente número de produtos inovadores.

Segundo o Banco Nacional do Desenvolvimento (BNDES), a descoberta da técnica do DNA recombinante pode ser considerada o marco fundador da biotecnologia moderna, permitindo criar células capazes de produzir novas proteínas ou proteínas já encontradas na natureza, em larga escala. Na área de saúde, a biotecnologia avançou em atividades como o desenvolvimento de medicamentos e vacinas, de reagentes para diagnóstico e de materiais médicos e odontológicos, assim como em novos campos como a terapia celular e a gênica.

Com histórico relevante na produção de biológicos tradicionais, notadamente vacinas, o Brasil praticamente não produzia medicamentos biotecnológicos até o fim da década de 2000. O principal obstáculo para traduzir as competências científicas do país na capacidade de desenvolver produtos inovadores parecia ser a ausência de uma estrutura produtiva em biotecnologia farmacêutica.

Ainda nessa primeira década, um conjunto de empresas farmacêuticas brasileiras havia avançado na incorporação de competências em atividades de P&D relacionadas ao desenvolvimento de genéricos, com algumas experiências bem-sucedidas em inovações incrementais. Porém, a pressão competitiva no mercado de genéricos e similares, tenderia a reduzir as margens de lucro dessas empresas com o tempo e exigiria a diferenciação de produtos, via inovação e biotecnologia.

Em paralelo, a incorporação de diversos medicamentos biotecnológicos ao Sistema Único de Saúde (SUS) tornava o sistema mais vulnerável a flutuações cambiais e orçamentárias, já que esses medicamentos eram em geral importados e de alto custo. Por essa conjunção de fatores, a biotecnologia moderna passava a ser considerada estratégica para a sustentabilidade e resiliência do sistema de saúde brasileiro no longo prazo.

No início da década de 2010, havia duas visões estratégicas predominantes para internalizar a biotecnologia pelas farmacêuticas brasileiras: os contratos de transferência de tecnologia que permitiriam entrar mais rápido em um mercado que crescia em alta velocidade, mas traziam riscos associados à aquisição de tecnologias desatualizadas e ineficientes ou à transferência parcial, mantendo a empresa dependente de matéria-prima ou consultoria; e a contratação de equipes científicas para desenvolvimento de medicamentos em parcerias com instituições de pesquisa e universidades, o que envolveria maior risco tecnológico, mas criaria oportunidades associadas ao acúmulo de competências para inovar e, dessa forma, rentabilidade maior e mais duradoura.

Nos anos que se seguiram, foram postos em marcha diversos projetos envolvendo empresas privadas e laboratórios públicos, viabilizados, ao menos parcialmente, pela ação coordenada de políticas públicas. As políticas regulatórias e de financiamento estiveram diretamente associadas às compras públicas centralizadas no Ministério da Saúde, por meio de Parcerias para o Desenvolvimento Produtivo (PDP) – compromissos de compra associados a projetos de absorção de tecnologia de produção de produtos estratégicos para o SUS. O BNDES foi responsável, ao lado da Finep, pela maior parte do financiamento de plantas produtivas envolvidas em projetos de PDP de biofármacos.

Em um balanço da estratégia de desenvolvimento da biotecnologia farmacêutica no Brasil, dez anos depois de seu início, ficou claro que a distinção entre as duas estratégias iniciais não se mostrou tão rígida, e várias empresas passaram a atuar de forma híbrida. Além de manter programas de capacitação da mão de obra e de testes clínicos inhouse, elas acessaram, por meio das transferências de tecnologia, competências em desenvolvimento de processo e produto, principalmente de modo a otimizar prazos regulatórios e garantir processos produtivos com escala adequada.

O Brasil conta atualmente com quatro plantas produtivas de medicamentos biotecnológicos certificadas pela Agência Nacional de Vigilância Sanitária (Anvisa): Cristália, Eurofarma, Libbs e Biomanguinhos/Fiocruz. Outras três plantas estão em construção, com previsão de certificação nos próximos dois anos: uma planta industrial de insulina da Biomm, uma planta industrial de anticorpos monoclonais da Bionovis e uma planta-piloto de anticorpos monoclonais do Instituto Butantan. Há, ainda, diversas plantas de etapas finais da cadeia produtiva (formulação até embalagem) de injetáveis estéreis.

Na medida em que o objetivo inicial da estratégia de inserção brasileira na rota biotecnológica era o fortalecimento de um tecido produtivo capaz de consolidar a demanda por serviços técnicos especializados, a certificação de quatro plantas de biofármacos, além da construção de outras três, é um resultado relevante. Por outro lado, o avanço em direção a políticas mais direcionadas à inovação ainda é um desafio, especialmente na integração entre o setor produtivo e o sistema de Ciência e Tecnologia (C&T), que envolve universidades, institutos de ciência e tecnologia (ICT) e empresas de base tecnológica (EBT). A manutenção da visão sistêmica das políticas públicas e a interação contínua entre todas as organizações envolvidas são fundamentais para o avanço da capacitação produtiva voltada às necessidades do SUS.

Os princípios de projeto para a função de parada de emergência em máquinas

A NBR ISO 13850 de 04/2021 – Segurança de máquinas – Função de parada de emergência – Princípios para projeto especifica os requisitos funcionais e os princípios de projeto para a função de parada de emergência em máquinas, independentemente do tipo de energia utilizada. Ela não trata de funções como reversão ou limitação de movimento, deflexão de emissões (por exemplo, radiação, fluidos), blindagem, frenagem ou desconexão, que possam fazer parte da função de parada de emergência. Os requisitos para esta norma aplicam-se a todas as máquinas, com exceção de: máquinas onde uma parada de emergência não reduziria o risco; máquinas portáteis ou operadas manualmente. Os requisitos para a realização da função de parada de emergência com base na tecnologia eletroeletrônica estão descritos na NBR IEC 60204-1.

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O que é o equipamento de parada de emergência?

Qual é o símbolo IEC 60417-5638 para a parada de emergência?

Como deve ser projetado o uso de cabos ou cordas como atuadores?

Como deve ser executada a prevenção de atuação não intencional de um dispositivo de parada de emergência?

A estrutura das normas de segurança no campo das máquinas é a descrita a seguir. As normas do tipo A (normas básicas de segurança) proveem conceitos básicos, princípios de projeto e aspectos gerais que podem ser aplicados às máquinas. b) As normas do tipo B (normas de segurança genéricas) abordam um aspecto de segurança ou um tipo de dispositivo de segurança que pode ser utilizado em uma ampla variedade de máquinas: as normas do tipo B1 sobre aspectos de segurança específicos (por exemplo, distâncias de segurança, temperatura da superfície, ruído); as normas do tipo B2 sobre dispositivos de segurança (por exemplo, controles acionados pelas duas mãos, dispositivos de travamento, dispositivos sensíveis à pressão, proteções).

As normas do tipo C (normas de segurança de máquinas) abordam os requisitos de segurança detalhados para uma máquina ou grupo de máquinas específico. Esta norma é do tipo B2, conforme indicado na NBR ISO 12100. Quando as disposições de uma norma do tipo C forem diferentes daquelas indicadas em normas do tipo A ou do tipo B, as disposições da norma do tipo C têm precedência.

O objetivo da função de parada de emergência é evitar situações de emergência reais ou iminentes, decorrentes do comportamento das pessoas ou de um evento perigoso inesperado. A função de parada de emergência deve ser iniciada por uma única ação humana. A função de parada de emergência deve estar disponível e operacional a todo momento.

Ela deve prevalecer sobre todas as outras funções e operações, em todos os modos de operação da máquina, sem prejudicar outras funções de proteção (por exemplo, liberação de pessoas presas, supressão de fogo). Quando a função de parada de emergência for ativada: deve ser mantida até que seja reiniciada manualmente; não pode ser possível que algum comando de partida seja efetivo em operações interrompidas pelo início da função de parada de emergência.

A função de parada de emergência deve ser reiniciada por ação humana intencional. O reestabelecimento da função de parada de emergência deve ser efetuado pelo desacionamento de um dispositivo de parada de emergência. O rearme não pode iniciar a partida da máquina. A função de parada de emergência não pode ser considerada medida de prevenção de partida inesperada, como descrito na NBR ISO 12100.

A função de parada de emergência é uma medida de proteção complementar e não pode ser aplicada como substituta para medidas de proteção e outras funções ou funções de segurança. A função de parada de emergência não pode comprometer a eficácia de outras funções de segurança. Por este motivo, pode ser necessário garantir o funcionamento contínuo de equipamentos auxiliares, como mandris magnéticos ou dispositivos de frenagem.

A função de parada de emergência deve ser projetada de modo que, após a atuação do dispositivo de parada de emergência, os movimentos perigosos e as operações da máquina sejam interrompidos de forma adequada, sem criar riscos adicionais e sem qualquer intervenção adicional. Uma forma adequada pode incluir: a escolha de uma rampa de desaceleração ideal, levando em conta as restrições de projeto necessárias relativas à máquina; a seleção da parada de categoria; a necessidade de uma sequência de desligamento predeterminada.

Dependendo da máquina e dos riscos específicos, a função de parada de emergência pode iniciar outras funções, além da ação de parada, para minimizar o risco de dano (por exemplo, reversão ou limitação de movimento, taxa de frenagem), que podem fazer parte da função de parada de emergência, mas não são tratadas nesta norma. A função de parada de emergência deve ser projetada de modo que a decisão de ativar o dispositivo de parada de emergência não requeira a consideração dos efeitos resultantes.

A zona de abrangência de cada dispositivo de parada de emergência deve cobrir toda a máquina. Como exceção, uma única zona de abrangência pode não ser apropriada quando, por exemplo, parar todas as partes interligadas de uma máquina e isto puder criar riscos adicionais ou afetar desnecessariamente a produção. Cada zona de abrangência pode cobrir seção (ões) de uma máquina, uma máquina inteira ou um grupo de máquinas (ver Figura 1 na norma).

Diferentes zonas de abrangência podem se sobrepor e a atribuição de zona de abrangência deve ser determinada levando em conta o seguinte: o leiaute físico da máquina, com base na área visível da máquina; a possibilidade de reconhecer situações perigosas (por exemplo, visibilidade, ruído, odor); quaisquer implicações de segurança relativas ao processo de produção; a exposição previsível aos perigos; e os possíveis perigos adjacentes. Mais de uma zona de abrangência pode ser aplicada, se os seguintes requisitos forem atendidos: as zonas de abrangência devem ser claramente definidas e identificáveis; os dispositivos de parada de emergência devem ser facilmente associados ao perigo que requeira uma parada de emergência; a zona de abrangência de um dispositivo de parada de emergência deve ser identificável na posição de operação de cada dispositivo de parada de emergência. Recomenda-se que a identificação clara seja realizada por pictograma ou pela própria localização.

Recomenda-se que a leitura de texto ou instruções associadas ao dispositivo de parada de emergência ou a necessidade de conhecimento prévio sejam evitadas. Além disso, a atuação de um dispositivo de parada de emergência não pode criar riscos adicionais ou aumentar os riscos em qualquer zona de abrangência; a atuação de um dispositivo de parada de emergência em uma zona de abrangência não pode impedir o início de uma função de parada de emergência em outra zona de abrangência; as informações para uso da máquina devem incluir informações sobre a zona de abrangência do dispositivo de parada de emergência.

Na medida do possível, dispositivos de parada de emergência com diferentes zonas de abrangências não devem ser localizados próximos uns aos outros. A parada de emergência deve funcionar de acordo com qualquer uma das seguintes paradas de categoria (ver também NBR IEC 60204-1). A parada de categoria aplicável deve ser selecionada pela apreciação de riscos. Pode-se dizer que a parada de categoria 0 é aquela por remoção imediata de energia aos atuadores da máquina. Pode ser necessária frenagem adicional.

Exemplos de parada de categoria 0 são: interrupção da energia elétrica para o (s) motor (es) elétrico (s) da máquina por meio de dispositivos eletromecânicos de comutação; desconexão mecânica (desacoplamento) entre os elementos perigosos e seu (s) respectivo (s) atuador (es); bloqueio da fonte de alimentação do fluido aos atuadores hidráulicos/pneumáticos da máquina; remoção da potência necessária para gerar um torque ou força em um motor elétrico, usando a função Safe Torque Off (STO) de um conversor de frequência, de acordo com a IEC 61800-5-2.

A parada de categoria 1 é a interrupção dos movimentos e operações mantendo a energia disponível para os atuadores da máquina, de modo a alcançar a parada e, em seguida, a remoção de energia. Exemplos de parada de categoria 1 são: a desaceleração do movimento e, após cessados os movimentos, remoção da energia elétrica para o (s) motor (es) por dispositivos eletromecânicos; a utilização da função safe stop 1 (SS1) de um conversor de frequência de acordo com a IEC 61800-5-2.

Para a remoção da potência, pode ser suficiente remover a alimentação necessária para gerar um torque ou força. Isso pode ser obtido por meio de desacoplamento, desconexão, desligamento ou por meios eletrônicos (por exemplo, um conversor de frequência de acordo com a IEC 61800–5-2), sem necessariamente realizar o isolamento.

Os dispositivos de parada de emergência devem ser projetados para serem facilmente identificados e acionados pelo operador e por outros que possam precisar atuá-los. O atuador do dispositivo de parada de emergência pode ser de um dos seguintes tipos: botões facilmente acionados com a palma da mão; cabos, cordas e barras; alças; pedais sem cobertura protetora, onde outras soluções não são aplicáveis. Para um dispositivo de interrupção de alimentação efetuar a parada de emergência; ver NBR IEC 60204-1.

Um dispositivo de parada de emergência deve ser localizado: em cada estação de controle do operador, exceto quando a apreciação de risco indicar que isso não é necessário; em outros locais, conforme determinado pela apreciação de risco, por exemplo: em locais de entrada e saída; em locais onde a intervenção na máquina for necessária, por exemplo, operações com função de comando por dispositivo sem retenção; em todos os lugares onde uma interação homem/máquina seja esperada pelo projeto (zona de carga/descarga, por exemplo).

Os dispositivos de parada de emergência devem ser posicionados de modo que possam ser acessados diretamente e permitir a atuação não perigosa por parte do operador e de outros que possam precisar atuá-los. O atuador do dispositivo de parada de emergência destinado a ser acionado manualmente deve ser montado entre 0,6 m e 1,7 m acima do nível de acesso (por exemplo, nível de piso, nível da plataforma). Recomenda-se que os pedais sejam montados em posição fixa diretamente ao nível de acesso (por exemplo, nível do piso).

O controle da qualidade do concreto reforçado com fibras

A NBR 16938 de 02/2021 – Concreto reforçado com fibras – Controle da qualidade estabelece os procedimentos para a qualificação inicial do concreto reforçado com fibras (CRF) e para o controle tecnológico durante a produção deste concreto, incluindo os critérios para a sua aceitação na obra. Aplica-se ao concreto reforçado com fibras destinado às estruturas, incluindo ou não armaduras (passivas ou ativas). Não se aplica ao controle da qualidade do concreto projetado reforçado com fibras.

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Como devem ser os lotes para controle tecnológico de estruturas com CRF em conjunto com armaduras, considerando o tipo de elemento?

Quais são os critérios para aceitação do CRF para controles de produção tipos A e B – controle de produção?

Por que realizar o ensaio de Grubbs?

Qual deve ser a aparelhagem para a determinação do teor de fibra da mistura de concreto no estado fresco?

As estruturas de concreto reforçado com fibras (CRF) podem ser classificadas em função de sua moldagem, podendo-se dividi-las em estruturas de concreto moldado no local, pré-moldadas ou de concreto projetado. Cada um desses sistemas de moldagem tem especificidades, principalmente no que diz respeito à adição de fibras ao concreto e, também, ao seu controle.

No caso das estruturas moldadas de forma convencional (moldadas no local ou pré-moldadas utilizando CRF de consistência plástica ou fluida), pode-se dividi-las em dois grupos, conforme a NBR 16935, onde são abordadas as duas possibilidades. Por sua vez, as fibras utilizadas como reforço estrutural são abordadas nas NBR 15530, NBR 16941 e NBR 16942. Este conjunto de documentos normativos foi elaborado considerando as estruturas moldadas no local e as pré-moldadas.

As fibras a serem utilizadas como reforço estrutural devem ser qualificadas previamente de acordo com as seguintes normas: fibras de aço: NBR 15530; fibras de vidro álcali-resistentes (AR): NBR 16941; fibras poliméricas: NBR 16942. No caso do CRF, os ensaios prévios definidos nessa norma são de especial importância para a escolha das fibras a serem utilizadas e suas dosagens.

A qualificação do CRF deve considerar os seguintes ensaios: tração na flexão: resistências (LOP) e residuais fR1m, fR2m, fR3m e fR4m, conforme a NBR 16940; resistência à compressão, conforme a NBR 5739; duplo puncionamento (opcional): resistências à tração e residuais fR0,5m, fR1,5m, fR2,5m, fR3,5m, conforme a NBR 16939. Em alguns casos, devem ser realizados ensaios aos 28 dias em no mínimo oito corpos de prova, de acordo com os procedimentos estabelecidos nas NBR 16940 e NBR 16939. Para cada resistência, o método para identificação de valores atípicos (discrepantes), conforme o Anexo A, pode ser aplicado para eliminar até dois resultados.

As resistências devem ser calculadas como a média aritmética de pelo menos seis corpos de prova, sendo que o valor do coeficiente de variação de cada série de corpos de prova ensaiados não pode ser superior a 25%. Caso isso ocorra, deve-se repetir o ensaio em uma série de seis corpos de prova, calculando a média com base em pelo menos 12 corpos de prova das duas séries ensaiadas.

Não pode ocorrer qualquer possível modificação na matriz de concreto ou da fibra (marca, tipo e dosagem) em relação ao que foi previamente estabelecido, até que se comprove o desempenho da fibra com base nos ensaios prévios estabelecidos antes do início da execução da estrutura. Excepcionalmente, a critério do projetista, quando existem informações documentadas referentes às algumas propriedades, essas informações podem ser aceitas para a qualificação do material.

A avaliação do concreto fresco compreende a verificação da consistência pelo abatimento do tronco de cone, que deve ser feita conforme a NBR 16889, ou do espalhamento do concreto, conforme a NBR 15823-2, em função do tipo de concreto previamente especificado. Os ensaios de consistência devem ser realizados em todos os caminhões, no caso de concreto dosado em central.

Quando as fibras são adicionadas ao concreto na usina, o controle do teor de fibras no concreto fresco, com os procedimentos indicados no Anexo B, deve ser realizado por amostragem total (todos os caminhões), conforme a NBR 12655. A resistência à compressão do CRF deve ser determinada conforme a NBR 5739. A formação de lotes e os critérios de aceitação ou rejeição dos lotes devem seguir os procedimentos da NBR 12655.

Para estruturas de CRF pré-moldadas, adicionalmente devem ser consultados os procedimentos da NBR 9062. Para o controle da resistência à tração do CRF, devem ser realizados ensaios de tração na flexão, limite de proporcionalidade (fL) e resistências residuais fR1, fR2, fR3 e fR4, conforme a NBR 16940.

A critério do projetista, o ensaio de duplo puncionamento, conforme a NBR 16939, pode ser utilizado para a determinação da resistência à tração (fissuração) (ft) e das resistências residuais (fR0,5, fR1,5, fR2,5 e fR3,5) no controle tecnológico do CRF, desde que, na etapa de qualificação do compósito, seja estabelecida a correspondência com as resistências determinadas no ensaio de tração na flexão, conforme a NBR 16940.

Consideram-se dois tipos de controle de resistência à tração do CRF: o controle para aplicações tipo A e o controle para aplicações tipo B. O tipo A deve ser adotado para aplicações com controle básico do CRF, considerando os critérios para formação de lotes, amostragem e sua aceitação, indicados nessa norma.

O tipo B deve ser adotado para aplicações que realizam ensaios preliminares de desempenho de pelo menos dois elementos estruturais, produzidos para verificar os parâmetros de projeto, e um controle rigoroso de produção do CRF certificado por terceira parte. Os critérios de formação de lotes para as resistências à tração na flexão, LOP e residuais, de estruturas produzidas apenas com CRF, estão indicados na tabela abaixo.

No caso de placas com interface com o meio elástico e a critério do projetista, o lote pode ser formado por um volume de concreto de 100 m³ e tempo de concretagem de dois dias, quando for realizada a determinação do teor de fibras no concreto fresco, com os procedimentos indicados no Anexo B, ou o controle documentado da adição de fibras na obra. A quantidade mínima de corpos de prova por exemplar para a determinação das resistências LOP e residuais (fR1, fR2, fR3 e fR4) ou para o controle tecnológico com o ensaio de duplo puncionamento, deve ser de dois corpos de prova. Para cada resistência, o método para identificação de valores atípicos (discrepantes), conforme o Anexo A, pode ser aplicado para eliminar até dois resultados.

Os dispositivos elétricos para a redução de ignição em atmosferas explosivas

Saiba quais são as orientações para os fabricantes de equipamentos em que os dispositivos elétricos de segurança são utilizados para a redução da possibilidade de fontes potenciais de ignição se tornarem efetivas em equipamentos “Ex” instalados em atmosferas explosivas.

A ABNT IEC/TS 60079-42 de 03/2021 – Atmosferas explosivas – Parte 42: Dispositivos elétricos de segurança para o controle de fontes potenciais de ignição de equipamentos “Ex”, na forma de uma especificação técnica, fornece orientações para os fabricantes de equipamentos em que os dispositivos elétricos de segurança são utilizados para a redução da possibilidade de fontes potenciais de ignição se tornarem efetivas em equipamentos “Ex”instalados em atmosferas explosivas. Os dispositivos elétricos de segurança desempenham uma função de segurança para o controle das fontes potenciais de ignição em equipamentos “Ex” elétricos ou não elétricos em atmosferas explosivas.

Este documento pode também ser aplicado a uma combinação de elementos que desempenham uma função de segurança. Por exemplo: sensores, sistemas lógicos e elementos finais de controle. Pode também ser utilizada para a avaliação de um dispositivo de segurança de forma independente, sem que este tenha sido projetado para um Equipamento “Ex” específico. Um dispositivo de segurança pode ser uma medida para atingir um EPL requerido do equipamento “Ex” com relação a uma fonte potencial de ignição. A combinação do dispositivo de segurança e o equipamento “Ex” pode então estar de acordo com as normas aplicáveis das Séries IEC 60079 e ISO 80079, com relação ao nível de proteção do equipamento (EPL – Equipment Protection Level).

Entretanto, um aumento do EPL do equipamento “Ex” simplesmente pela adição de um dispositivo de segurança não está no escopo deste documento. Ele não se aplica ao controle de equipamentos mecânicos, como válvulas de alívio de pressão, atuadores mecânicos e outros dispositivos mecânicos de segurança; à utilização de detecção de gás; aos equipamentos de controle para evitar a ocorrência de atmosferas explosivas, por exemplo, sistemas de inertização e ventilação; e à mitigação de uma explosão. Algumas fontes potenciais de ignição podem não ser controladas de forma prática por meio de dispositivos de segurança.

Nos casos de dispositivos elétricos de segurança para os quais o nível de integridade de segurança (SIL) for identificado sob outras partes da Série IEC 60079, este documento pode ser utilizado como uma referência para o atendimento do nível de integridade de segurança. Os dispositivos elétricos de segurança podem ser instalados como parte ou de forma separada do Equipamento “Ex” sob controle (Ex Equipment Under Control – EEUC) e pode estar localizado dentro ou fora da área classificada.

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Quais as orientações para a avaliação de um dispositivo de segurança simples?

Qual seria a solução para um equipamento “Ex” com uma temperatura de superfície controlada?

Qual é o dispositivo de segurança com base em corrente para proteção térmica de motores com tipo de proteção Ex eb?

Como executar a redução do risco por controle e mitigação de ignição, exemplo do elevador de canecas?

As funções de segurança devem operar antes de uma fonte potencial de ignição do EEUC se tornar efetiva. As funções de segurança devem, desta forma, ser consideradas operacionais em um modo de baixa demanda. A detecção de uma falha perigosa em um dispositivo de segurança (por meio de ensaios de diagnósticos, testes de campo ou por outros meios) deve resultar em uma ação especificada para atingir ou manter um estado de segurança do EEUC.

O dispositivo de segurança e o equipamento “Ex” devem ser avaliados para utilização como um conjunto, de acordo com as partes aplicáveis da Série IEC 60079 e com a ISO 80079, e devem possuir a devida marcação “Ex”. Se dispositivos de segurança foram instalados em uma área classificada, eles foram selecionados e instalados de acordo com a NBR IEC 60079-14.

Para atender a um EPL especificado, o equipamento “Ex” deve primeiramente ser protegido contra fontes potenciais de ignição por meio da aplicação de medidas ou tipos de proteção, de acordo com as Séries IEC 60079 e ISO 80079. Se uma fonte de ignição não puder ser evitada por estes meios, ela pode ser controlada pela utilização de um dispositivo de segurança adequado.

A avaliação do risco de ignição do equipamento “Ex” é iniciada pela avaliação das fontes potenciais de ignição, incluindo a avaliação das falhas relacionadas com o equipamento “Ex”. O equipamento “Ex” a ser controlado e os dispositivos de segurança devem primeiramente ser avaliados como uma combinação aplicável ao EPL.

Se os equipamentos “Ex” contiverem diversas fontes potenciais de ignição, o mesmo procedimento deve ser executado, para cada fonte de ignição, e os riscos de ignição devem ser mitigados por medidas apropriadas. Um dispositivo de segurança deve proporcionar um nível de integridade de segurança adequado com o fator de redução de risco para o equipamento “Ex”. Dispositivos de segurança devem proporcionar um fator mínimo de redução de risco (Risk Reduction Factor – RRF) para o equipamento “Ex”, de acordo com a tabela abaixo.

Um dispositivo de segurança não projetado para o equipamento específico a ser controlado pode ser avaliado de forma independente. A integridade de segurança e outros requisitos técnicos associados com o dispositivo de segurança, bem como as interfaces com o equipamento “Ex”, devem ser especificados pelo fabricante nas instruções do equipamento “Ex”.

A combinação do equipamento a ser controlado e do dispositivo de segurança associado é para ser considerada como Equipamento “Ex” (EEUC) e deve ser avaliada de acordo com a tabela acima. Um dispositivo de segurança deve ser especificado levando em consideração a fonte potencial de risco a ser controlada.

A função de segurança para o dispositivo de segurança deve ser determinada. O dispositivo de segurança deve ser projetado de forma a proporcionar a função de segurança de forma confiável dentro da faixa de condições de operação. Por exemplo, durante o comissionamento, a quantidade de parâmetros acessíveis deve ser minimizada e estes parâmetros devem ser bloqueados após a parametrização, por exemplo, por meio de senha, “jumps” ou chaves.

Os riscos de segurança cibernética e proteção contra interferência externa, por exemplo, EMC, devem ser considerados. Em caso de demanda, a função de proteção deve levar o EEUC a um estado seguro. O limite de ativação (máximo ou mínimo) dos parâmetros a serem controlados de forma a evitar a ignição deve ser especificado para o risco de ignição (por exemplo, a temperatura) nas instruções.

Todos os aspectos dos parâmetros aplicáveis de segurança (por exemplo, faixa de medição, precisão e tempo de resposta) devem ser levados em consideração. Se um fator de segurança for requerido na norma aplicável das Séries IEC 60079 ou ISO 80079, este fator de segurança deve ser também levado em consideração de forma adicional.

Um dispositivo de segurança pode ser considerado um dispositivo de segurança simples, se os componentes requeridos para atingir a função de segurança atenderem aos seguintes requisitos: os modos de falha de todos os componentes constituintes forem devidamente definidos; o comportamento dos elementos sob condições de falha puder ser completamente determinado; e se existirem dados confiáveis suficientes sobre falhas que mostrem que são atendidas as taxas de falhas indicadas para falhas perigosas detectadas e não detectadas. Exemplos de dispositivos simples são: uma chave básica com contatos discretos, como as chaves de nível operadas mecanicamente (float switch); sensores de proximidade; sensores do tipo PTC (Positive Temperature Coefficient); sensores térmicos do tipo PT 100 ou sensores bimetálicos.

Um dispositivo com controle por meio de software ou microprocessador pode não ser considerado um dispositivo de segurança simples. Um dispositivo de segurança simples pode não requerer uma avaliação completa. Esses dispositivos simples podem ser avaliados de acordo com a taxa de risco para a falha de seu hardware, em uma análise de efeitos dos modos de falha do tipo FMEA (Failure Modes, Effects Analysis) (ver Anexo A).

É recomendado que, adicionalmente, uma avaliação sistemática da sua capacidade seja apresentada. Entretanto, se a capacidade sistemática não for avaliada, a devida justificativa deve ser documentada. Estes dispositivos simples podem ser avaliados de acordo com a taxa de risco para a falha de seu hardware, em uma análise de efeitos dos modos de falha do tipo FMEA (Failure Modes, Effects Analysis) (ver Anexo A).

É recomendado que, adicionalmente, uma avaliação sistemática da sua capacidade seja apresentada. Entretanto, se a capacidade sistemática não for avaliada, a devida justificativa deve ser documentada. Dispositivos de segurança não cobertos em 6.3.1 devem ser considerados dispositivos de segurança complexos. O dispositivo de segurança deve ser projetado de forma a atender à norma aplicável de segurança funcional.

Os ensaios funcionais apropriados devem ser executados de forma a assegurar que a função de segurança irá operar corretamente dentro de toda a faixa especificada das condições operacionais e considerando também a faixa de tolerâncias de fabricação ou outros fatores que podem afetar o desempenho do sistema de segurança. O fabricante deve especificar nas instruções do produto todas as informações necessárias para que o usuário possa executar os ensaios funcionais de verificação de campo (proof tests).

Um intervalo de 12 meses para um ensaio de verificação de campo pode ser considerado uma prática comum em muitas aplicações. Uma marcação específica para os dispositivos de segurança não é requerida por este documento. Uma marcação específica para os dispositivos de segurança pode ser requerida por outras normas, incluindo a NBR IEC 60079-0. O EEUC é marcado de acordo com a NBR IEC 60079-0.

As instruções do fabricante para o usuário devem ser elaboradas na forma de um manual de segurança, o qual deve conter informações relacionadas com as partes aplicáveis das Séries IEC 60079 e ISO 80079, e outras informações necessárias para a utilização do sistema de segurança relacionado. Por exemplo, a descrição do dispositivo de segurança e das funções de segurança; os parâmetros de segurança aplicáveis, incluindo o RRF ou o nível de integridade de segurança (por exemplo, SIL – Safety Integrity Level) e taxas de falhas; as instruções de segurança aplicáveis para a instalação, calibração, colocação em serviço e operação; os valores nominais, incluindo tolerâncias para as características elétricas (tensão, corrente,

potência etc.); o tipo de proteção associado, se aplicável; o estado seguro e condição, quando desenergizado; a interface para o dispositivo de segurança; as condições ambientais e operacionais; os limites de ativação (por exemplo, limites elétricos, temperaturas); o tempo de resposta da função de segurança; o intervalo de ensaios de verificação de campo, com descrição detalhada do procedimento de ensaio, ou tempo de vida útil para os dispositivos de segurança simples, nos casos aplicáveis.