LOGÍSTICA DE MONTAGEM DE ESTRUTURAS METÁLICAS EM CENTROS URBANOS COM O USO DE GUINDASTES

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1 LOGÍSTICA DE MONTAGEM DE ESTRUTURAS METÁLICAS EM CENTROS URBANOS COM O USO DE GUINDASTES Vanessa da Silva de Azevedo Mestranda do Programa de Pós- Graduação em Engenharia Civil PGECIV UERJ Cyro Borges Junior - Professor do Programa de Pós-Graduação em Engenharia Civil PGECIV UERJ 1. INTRODUÇÃO Para ANDRADE (2005), a construção com estrutura metálica é sempre a resultante de um processo industrializado e de uma sucessão de etapas interdependentes e integradas da obra, um sistema que possui características próprias muito específicas e diferenciadas. As características deste processo típico que a utiliza e sua importância não dependem apenas do tamanho da obra e da construtora ou fabricantes, mas também da sua finalidade, seu teor técnico, sua rapidez e economia, suas qualidades de segurança em relação aos efeitos externos e de utilização, além de seu aspecto social. Já os êxitos técnicos e econômicos resultam das atividades interdependentes deste processo construtivo. A integração de dois grupos de processos: execução (fabricação) da estrutura e a montagem traduzem-se em uma obra com estruturas metálicas. Ambos os processos são regidos pelas atividades básicas de maior importância, ou seja, a concepção e o desenvolvimento do projeto, que envolve por sua vez: o projeto arquitetônico, o estrutural, o econômico e o de planejamento. O enfoque deste artigol visa o projeto de planejamento e contempla o fato de que a literatura de consulta para a elaboração deste seja escassa em nosso país, pelo menos o setor do projeto que diz respeito à movimentação e carregamento das estruturas utilizadas na construção metálica. Visualizando guindastes como equipamentos que içam e movimentam peças de peso elevado, máquinas, veículos tombados, praticamente os descarta-se seu uso no processo de construção civil de pequeno porte. Entretanto, devido à modernização dos processos construtivos com estruturas metálicas encontra-se lugar para este tipo de equipamento, vendo no mesmo o preenchimento de uma lacuna dentro da revolução do processo construtivo ao qual se propõe impulsionar: o conceito LEAN na construção civil com estruturas metálicas. Desta maneira, tem-se como objetivo principal a criação de um manual técnico completo relativo à procedimentos de campo necessários para manuseio e carregamento de estruturas metálicas (rigging) em obras de construção predial, inseridas em centros urbanos visando estar dentro do contexto do conceito LEAN aplicado na construção civil. Este é um projeto futuro. Optou-se por inicialmente elaborar um manual técnico de procedimentos, a fim de reunir os principais conceitos relativos à içamento e movimentação de cargas adotados em campo e a viabilização de sua consolidação como material de consulta para esta atividade. Além da preocupação de redigi-lo da forma mais simples possível sem retirar a credibilidade devida das informações nele contidas. 1

2 A elaboração deste manual técnico visou suprir informações gerais de especificação e uso de equipamentos (guindastes), assim como o uso de tabelas de carga, cuidados de segurança, detalhamentos de implementos, tendo como metodologia empregada a concepção de material que aborde com satisfação a profissionais que não sejam apenas os operadores do equipamento, como acontece em manuais técnicos de utilização, mas profissionais que venham a elaborar o plano de movimentação de cargas (plano de rigging) em campo, os chamados riggers. Ao término do projeto, concluído o manual, obteve-se como material de consulta, um material técnico de qualidade que teve como pano de fundo um plano de trabalho que esgotou toda a literatura disponível, seja ela nacional ou internacional, devidamente adaptada para as condições climáticas, de operação, de adequação às normas vigentes, etc. Baseadas sempre na experiência de profissionais atuantes na área de movimentação, içamento ou descarga de cargas, assim como os profissionais envolvidos na implantação do conceito lean na construção civil com estruturas metálicas. A maior preocupação na concepção deste artigo é, sem dúvida, difundir a disponibilidade deste manual focando a contribuição para a modernização dos processos construtivos na construção civil dentro do conceito lean e o aperfeiçoamento dos profissionais comprometidos com esta meta. 2. ESTUDO DE RIGGING Coleta de Dados do Projeto O estudo de rigging se assemelha à fase de planejamento da obra, embora esteja naturalmente inserido nesta etapa. Através deste estudo serão determinados diversos fatores que buscam otimizar o tempo de montagem da estrutura de forma que os transtornos envolvendo a montagem se tornem vantagem competitiva frente à estrutura de concreto. O primeiro passo no estudo de rigging é a coleta de dados do projeto estrutural, pois através desta coleta se determinará a escolha do equipamento a ser utilizado. Esta escolha é singular e deve atender a uma série de requisitos básicos, além de demandar atenção especial a pequenos detalhes que ao final do processo irão compor com objetividade o argumento para a escolha do guindaste. Todo esse processo irá compor um documento conhecido como Plano de Rigging ou Plano de Movimentação de Cargas, que visa determinar o procedimento pelo qual se dará a movimentação da carga. Esse procedimento é iniciado pela combinação de uma série de questões, que respondidas adequadamente indicarão o caminho, se não correto, mais propício a uma movimentação eficaz e segura, sejam elas: Qual o peso da carga a ser içada? Quais são suas dimensões? A carga possui olhais para o içamento (pontos de pega)? Qual o posicionamento da carga a ser içada em relação ao guindaste? Qual tipo de terreno em que se dará o içamento e a movimentação da carga? Existem interferências entre a carga a ser içada e seu local de descarregamento? Em princípio, respondidas estas questões, pode-se delinear o esboço do que será o equipamento a ser utilizado. 2

3 Estudo de carga As informações retiradas do projeto estrutural devem ser relativas à carga a ser movimentada, assim como à sua dimensão. Desta maneira busca-se na memória estrutural informações como a carga de maior peso, a carga de maior dimensão e possíveis pontos de içamento. Cita-se como exemplo vigas, pilares, painéis, caixa d água, etc Estudo de movimentação e içamento de carga É necessário saber ainda o local onde ocorrerá a movimentação da carga, se há espaço suficiente para manobra do equipamento e da carga, na posição horizontal e na posição vertical. Isto quer dizer que tanto a distância, quanto a cota (altura) de movimentação da carga devem ser analisadas para estimar-se o equipamento correto a ser utilizado Estudo geotécnico As características do solo no qual o equipamento operará devem ser indicadas a medida que guindastes são equipamentos de elevado peso próprio e seu regime de operação naturalmente não permite que os mesmos trabalhem desnivelados Análise Mecânica do Equipamento Partindo-se para uma segunda etapa, que seria a análise dos equipamentos fornecidos pelo mercado, depara-se com a imensa variedade de opções. Sejam as considerações iniciais para o equipamento a ser utilizado em obras de montagem predial em centros urbanos: O equipamento deve ser leve, ou seja, seu peso próprio deve permitir que sua locomoção seja ágil; O equipamento deve ter condições de se locomover caso ocorra alagamento ou afundamento do terreno devido à chuva; O equipamento deve ter dimensões tais que permita uma confortável trabalhabilidade do mesmo dentro do espaço destinado à montagem, ou seja, raios de manobra coerentes com os da carreta utilizada para o transporte da carga Tipos de guindaste Observadas as restrições acima, que envolvem uma pré-analise dos parâmetros envolvidos no estudo de logística e as demais considerações, conclui-se que há dois tipos básicos de guindastes que tornam este estudo viável: guindaste sobre pneus de lança telescópica e guindaste autopropelido. Descarta-se a utilização de guindaste sobre esteiras e guindastes sobre pneus de lança treliçada por se tratarem de guindastes de elevada capacidade de carga e que necessitam ser transportados em carretas (seja o corpo do guindaste no caso de guindaste sobre esteira, sejam as seções de lança treliçada), o que inviabiliza o custo à medida que se trata da montagem de estruturas em centros urbanos Guindaste sobre pneus e de lança telescópica Conhecidos como truck cranes, são guindastes mais modernos, capazes de se locomover com agilidade em rodovias e em alguns casos possuem chassi de caminhão. 3

4 Devido a composição de sua superestrutura, seu peso próprio não é tão elevado como os guindastes sobre esteira, contudo, em caso de afundamento ou alagamento do terreno, necessita-se o calçamento com pranchões e dormentes. Figura 1: Guindaste sobre chassi móvel e de lança telescópica. Fonte: Tadano (2005). Dimensionados atualmente para cargas a partir de 25 t, são guindastes de pequeno a médio porte e que necessitam se estabilizar durante a operação de movimentação de cargas, sobre patolas Guindaste autopropelido Este tipo de guindaste em muito se parece com o truck crane, diferenciando-se em detalhes como sua única cabine, tanto para operação de movimentação e içamento de cargas como para locomoção do guindaste. Por ter única cabine, o mesmo apresenta dimensões menores, operando com certo conforto em espaços limitados, sendo assim muitas vezes chamado de guindaste compacto. Possui ainda tração nas quatro rodas, ideal para terrenos irregulares como canteiros de obras, se destacando como facilitador caso o terreno se encontre com afundamentos ou alagamento devido à ação da chuva. Dimensionados para cargas de pequeno a médio porte como os truck cranes (aproximadamente 25 t), são muito indicados para o uso em construção civil. Figura 2: Guindaste autopropelido. Fonte: Grove (2006). Atualmente os guindastes mais modernos são equipados com um sistema computadorizado chamado de AML, que pode ser descrito como limitador automático de momento. Indica a relação entre o momento de carga real e o momento nominal máximo suportado pelo equipamento, permitindo ainda ao operador do guindaste fazer as configurações necessárias a cada operação e obter os resultados mostrados na tela ou visor na cabine de operação. Este tipo de acessório está ligado a um sinalizador sonoro que, igualandose a relação entre o momento de carga real e o momento nominal máximo 4

5 suportado pelo equipamento, trava o mesmo e impede que a operação prossiga, garantindo a estabilidade do conjunto. Definido o tipo de guindaste a ser utilizado para o içamento e a movimentação de cargas, determinar-se-á a capacidade de carga limite aplicada ao equipamento, ou seja, a maior capacidade de carga a que o guindaste deve estar submetido quando posicionado em situação mais desfavorável prevista pelo plano de içamento e movimentação de carga dentro dos padrões de segurança. 3. PLANO DE IÇAMENTO E MOVIMENTAÇÃO DE CARGAS Também conhecido como Plano de Rigging, o Plano de Movimentação de Cargas é o documento no qual pode-se visualizar e detalhar toda o operação com o equipamento e a carga, antes da mesma ser executada. É um planejamento prévio, onde se determinará a forma mais eficaz e segura de se executar o serviço. Antes de se iniciar qualquer operação de içamento e movimentação de cargas se faz necessário um entendimento entre as pessoas envolvidas na operação, ou seja, é necessário que todos os profissionais envolvidos na operação estejam cientes das circunstâncias em que a mesma ocorrerá, seja dentro dos padrões técnicos ou dos padrões de segurança Tabela de Cargas A tabela de cargas é um documento emitido pelo fabricante do equipamento no qual constam as máximas capacidades de carga garantidas pelo mesmo para o equipamento original. Ela serve para orientar o operador na movimentação de cargas com segurança e deve ser exposta em local visível para consulta a cada operação, tanto no equipamento, para consulta do operador, como no canteiro, para consulta do rigger e do encarregado da operação. A correta leitura e interpretação da tabela de cargas deve ser feita levandose em consideração a capacidade de carga do guindaste e sua configuração de içamento. Figura 3: Flambagem da lança 75% da resistência do material e Tombamento do guindaste 85% da estabilidade do conjunto. É importante esclarecer que cada guindaste possui sua própria tabela de cargas e sob hipótese alguma é permitido consultar tabela de cargas de qualquer outro guindaste, mesmo que esta seja muito parecida, com risco de causar um acidente grave e danificar o equipamento, tanto quanto a carga içada. Acompanha ainda a tabela de cargas um gráfico de carga que fornece a relação entre a altura sobre o solo x raios de trabalho, que finaliza a composição da 5

6 mesma. Toda a operação de içamento e movimentação de cargas é antes verificada de acordo com a tabela de cargas do equipamento a ser utilizado, sendo todo o Plano de Içamento e Movimentação de Cargas baseado nos dados que a mesma fornece. Logo, a interpretação da mesma é um dos principais objetos de estudo do Plano de Rigging, não devendo existir dúvida alguma sobre a forma de utilização da tabela de cargas. Da tabela de cargas obtem-se informações como a extensão da lança telescópica, raio de operação da máquina, assim como capacidade de carga do equipamento Raio de operação Entende-se por raio de operação a distância compreendida entre o centro de giro do guindaste e o centro da carga. A tabela de cargas prevê o raio mínimo de operação que pode haver entre equipamento e carga, levando em consideração o raio próprio do guindaste, que é a distância do centro de giro do guindaste até o chassi, pois o corpo do equipamento impede uma maior aproximação da carga a ser içada e o centro de giro. Caso haja um valor intermediário de raio de operação entre os valores fornecidos pela tabela de cargas, adota-se o raio de operação de maior valor, o que reduzirá a capacidade de carga, fazendo que se trabalhe sempre a favor da segurança Extensão de lança Toda tabela de cargas indica a relação entre o raio de operação e o comprimento de extensão de lança. Conforme se aumenta o raio de operação se aumenta a abertura de lança. A tabela de cargas simplifica essa relação fornecendo-a, para que o usuário não tenha que calculá-la. Há ainda tabelas de carga que fornecem a angulação da lança, relacionando-a com a abertura de lança e com o raio de operação. É comum este tipo de tabelas em guindastes de maior capacidade de carga JIB Além da lança telescópica os guindastes podem fornecer ainda uma extensão treliçada para a mesma, comumente chamada de JIB. Esta extensão é fixa, portanto utilizada com freqüência para ganho de altura ou de raio, dado que a tabela de cargas prevê a inclinação máxima a qual este tipo de acessório pode ser utilizado. Dependendo do equipamento, o mesmo pode possuir mais de um JIB com tamanhos diferentes (em geral dois) Estabilizadores Ou patolas, como são comumente chamados. São as patolas que dissipam para o solo as tensões atuantes no guindaste quando este está em operação, tanto no içamento como na movimentação de cargas. Normalmente um mesmo equipamento exibe tabelas de cargas configuradas para estabilizadores totalmente extendidos, ou seja, patolas 100% abertas; estabilizadores totalmente recolhidos, ou seja, patolas 0% abertas e operações realizadas sobre pneus. O fato que diferencia o uso da tabela de cargas de estabilizadores 0% 6

7 extendidos e o uso da tabela de cargas sobre pneus é o modo como as tensões são dissipadas para o solo, a estabilidade do conjunto carga x equipamento. Operações realizadas com patolas totalmente recolhidas garantem que as mesmas toquem o solo em lugar dos pneus. Os esforços suportados pelo equipamento serão transferidos para o solo unicamente através das patolas. Entretanto, operações realizadas sobre pneus conferem que os mesmos toquem o solo e a transferência dos esforços se dê através destes, por isso a necessidade de mantê-los sempre calibrados de acordo com o manual do fabricante. Não é permitido que o equipamento se locomova enquanto a carga estiver suspensa pela lança Contrapeso O contrapeso do equipamento é o acessório que confere o equilíbrio ao sistema carga x equipamento além de seu peso próprio. Visa garantir estabilidade durante o giro do conjunto formado pela cabine de operação e lança telescópica. Certos equipamentos possuem várias configurações para as tabelas de cargas de acordo com o contrapeso utilizado durante a operação de movimentação e içamento de cargas. Neste caso o contrapeso do equipamento é fixo e seu valor é mostrado em todas as tabelas de cargas do equipamento ao lado do quadro que o simboliza. Deve se verificar ainda se há rede elétrica de alta ou baixa tensão atravessando a área de trabalho, assim como instalações subterrâneas de qualquer espécie que venham a comprometer a operação de içamento ou movimentação. Quando é feito o estudo locacional deve-se dar atenção especial a redes elétricas e instalações subterrâneas, pois é importante saber com precisão a localização destas durante a concepção do plano de movimentação e içamento de cargas. Como o plano de movimentação e içamento de cargas está baseado em duas situações críticas, sendo elas carga de maior peso e carga de maior dimensão, assim também o conjunto de plantas que compõem o mesmo constará destas situações. Caso haja a necessidade de enfocar algum detalhe, este deverá contar na planta baixa e de corte, sendo necessária nota explicativa. Na maioria dos casos as patolas estarão sempre 100% abertas, seja qual for a posição de patolamento, logo deve ser previsto antecipadamente a área de abrangência das patolas para que, uma vez escolhido este regime de operação, o guindaste possa efetivamente trabalhar da forma com a qual está configurado. GIRODOCONTRAPESO 6, 1 0 R3, 35 Figura 4: Detalhe da área de patolamento do guindaste. 5, 97 7

8 O raio de giro do conjunto contrapeso / cabine de comando do guindaste está compreendido dentro da área utilizada para o patolamento, pois este conjunto é dimensionado de forma a girar dentro dos limites de patolamento Peso da Carga e peso de Movimentação O peso da carga e o peso da movimentação são conceitos distintos. Podese dizer que o peso da carga é aquele obtido através da pesagem da carga ou do desenho cientificado de fabricação da mesma. Já o peso da movimentação é o peso total ou parcial máximo da carga acrescido do peso de todos os acessórios de içamento, tais como cabos, moitão e acessórios de movimentação (manilhas, ganchos, etc) suspensos na ponta da lança do guindaste durante a operação de movimentação de cargas. Para tanto, ao consultar-se a tabela de cargas se faz necessário adicionar o peso dos cabos e moitão ao peso da carga, conferindo assim o peso total de movimentação Amarração da Carga A amarração da carga para o içamento é um dos fatores que requer atenção dentro do conceito de movimentação de cargas, visto que há uma grande variedade de equipamentos e acessórios utilizados para este fim. Assim como na escolha do guindaste mais adequado para o içamento e movimentação deve-se fazer a mesma análise para determinar a linga e o acessório mais indicado para içar a carga desejada Lingas São os meios pelos quais o peso da carga é transmitido para o guindaste no momento do içamento. Os tipos mais comuns de lingas são: Cabos estropos São cabos de aço cortados em tamanhos pré-definidos e que possuem sua extremidade em forma ovalada, parecido com formato de gota. Podem ser trançados a mão ou prensados mecanicamente (superlaço). De baixa flexibilidade apresentam elevado peso de acordo com a bitola utilizada para sua confecção. Cintas de nylon Mais leves e maleáveis que os cabos estropos, preservam as mesmas propriedades que estes. De alta flexibilidade permitem o uso em superfícies escorregadias ou sensíveis, passíveis de amassamento. A escolha correta das lingas a serem utilizadas é dada em função da carga a ser içada, evitando sempre que materiais com cantos vivos sejam içados diretamente por cabos estropos ou cintas de nylon, pois o atrito entre as lingas e o equipamento pode vir a causar danos tanto nos equipamentos de lingar como na carga a ser movimentada. O canto vivo pode ser definido através da espessura da linga d e o raio do canto r onde ocorrerá a amarração. Quando o raio (r) da extremidade da peça que estiver em contato com a linga for menor que a espessura (d) da linga considera-se neste ponto um canto vivo. 8

9 Figura 5: Esquematização de canto vivo. Fonte: RUD Correntes Industriais LTDA(1992). As cintas de nylon podem ter suas fibras partidas e sua vida útil diminuída podendo ocorrer o descarte. Os cabos estropos podem causar amassamento na carga, inutilizando seu uso ou desagregando valor comercial Acessórios de Lingar Assim como as lingas existem vários tipos de acessórios utilizados para a amarração de cargas. Os acessórios têm a função de travar a carga, evitando que a mesma se solte involuntariamente Movimentação da Carga A movimentação de carga é normalmente uma operação que envolve mais de uma pessoa, ou seja, é um trabalho de equipe. É recomendável que os componentes da equipe sejam profissionais experientes, pois se trata de uma atividade repetitiva, em que a desatenção se torna fator comum durante a operação, entretanto os danos causados por um acidente que envolva perfis metálicos, por exemplo, é sempre oneroso. Tendo em vista esta preocupação se faz necessária uma ressalva a todos os participantes da operação que estejam sempre seguros em sua atividades. Antes de iniciada qualquer movimentação de carga verificar se uma cópia da tabela de cargas está localizada em parte visível da cabine do guindaste, para que o operador possa verificá-la sempre que necessário Área de Trabalho para Movimentação de Cargas Em busca da segurança na área de trabalho e prevenção de acidentes, sejam feitas as seguintes considerações: a) A área considerada perigosa durante o içamento e movimentação de cargas deve ser determinada antecipadamente pelo rigger, antes de se iniciar qualquer tipo de operação; b) O gancho de elevação quase nunca está sobre o centro de gravidade e quando se eleva a carga ela poderá pender para algum lado. Como o lado para qual ela penderá nem sempre pode ser previsto, a área considerada perigosa deverá ser evitada; c) O rigger só poderá sinalizar para a carga ser depositada após ter verificado se todos os envolvidos (ou não) estejam fora da área de risco; d) O acerto de posicionamento da carga ou estabilidade deve ser feito por meio de acessórios, como ganchos de engates ou cabos, nunca com as mãos; e) Se ao ser depositada a carga deve ser ajeitada manualmente, não se pode ficar entre a mesma e obstáculos fixos, pois mesmo quando movimentada com as mãos sua energia potencial é tão grande que, depois de movimentada, não se pode pará-la com a própria força; 9

10 f) Durante a execução dos serviços, a carga não deve passar por cima de pessoas; g) O operador do equipamento de movimentação de carga não deve se afastar da cabine de comando durante a operação de movimentação; h) Os trabalhos de movimentação de carga não devem ser executados em dias de chuva intensa, ventos fortes ou condições adversas de iluminação. 4. CONCLUSÂO Dentro de todas as dificuldades encontradas em campo referente à movimentação de cargas com o uso de guindastes de médio e pequeno porte, procurou-se simplificar as informações de modo que cada orientação pudesse ser seguida com total entendimento. Sendo assim pode-se dizer que este artigo visa proporcionar ao leitor uma visão rápida e clara do que é o planejamento necessário à operação de movimentação e içamento de cargas de modo que, mesmo sendo leigo no assunto, possa compreender o planejamento necessário para locação correta do equipamento, assim como observar seu funcionamento de forma mais técnica. O processo construtivo utilizando estruturas metálicas necessita atualmente de subsídios que fortaleçam a escolha deste tipo de estrutura e o uso de guindastes neste processo é, sem dúvida, necessário. Entretanto falta corpo técnico especializado que saiba interpretar as necessidades do empreendimento assim como os resultados obtidos. Assim, espera-se que a partir deste trabalho haja a desmistificação do processo logístico envolvendo maquinário de grande porte como guindastes, dado ao fato de que a lacuna de informações que antes existia aos poucos se preenche a e estima-se que se complete com a evolução deste trabalho. 5. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS ANDRADE, P.A. Palestra apresentada pelo engenheiro Paulo A. Andrade, representando a Abcem, no IAB Instituto dos Arquitetos do Brasil.Publicada na Revista Construção Metálica N 68 / 69. AZEVEDO, V.S.,Procedimentos de campo pra manuseio e carregamento de estruturas metálicas (rigging) em depósito de abastecimento de construção predial.dezembro Projeto de Graduação - Engenharia Civil UERJ, Rio de Janeiro, RJ, Brasil. BELLEI, I.H., Pinho, F.O., Pinho, M.O., (2004) Edifícios multiandares em aço São Paulo Ed. PINI 1ª Edição. TADANO, Guindaste sobre chassi móvel de lança telescópica TG 500E. Disponível em: < Acesso em agosto de GROVE, Manual técnico de operação do guindaste RT525E. Disponível em: < Acesso em setembro de CIMAF, Catálogo de cabos de aço, Outubro RUD Correntes Industriais LTDA, Manual de movimentação de cargas com segurança, Dezembro SPAN SET, Catálogo de Cintas, Junho

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