PONTIFÍCIA UNIVERSIDADE CATÓLICA DO RIO GRANDE DO SUL FACULDADE DE ENGENHARIA

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1 PONTIFÍCIA UNIVERSIDADE CATÓLICA DO RIO GRANDE DO SUL FACULDADE DE ENGENHARIA AVALIAÇÃO DE RISCO E PROPOSTA DE SOLUÇÃO DE SEGURANÇA PARA TORNO DIDÁTICO COM BASE NA NORMA REGULAMENTADORA 12. Autor: Emanoel Trombetta Proença Pontifícia Universidade Católica do Rio Grande do Sul Curso de Engenharia de Controle e Automação Av. Ipiranga 6681, - Prédio 30 - CEP: Porto Alegre - RS - Brasil emanoe.proenca@acad.pucrs.br Orientador: José Rogério Navajas Fazzi Junior Pontifícia Universidade Católica do Rio Grande do Sul Av. Ipiranga 6681, - Prédio 30 - CEP: Porto Alegre - RS- Brasil jfazzi@pucrs.br Porto Alegre, Dezembro de

2 RESUMO Avaliação de risco e estudo de caso para aplicação de métodos de segurança em torno mecânico didático com base na Norma Regulamentadora de número 12. Este trabalho, bem como qualquer trabalho de avaliação de risco, é dividido basicamente em duas etapas: a apreciação de risco e a análise de redução de risco, reprentadas genericamante como antes e depois da solução proposta para os riscos estudados. Foi analisado o enquadramento geral de segurança das máquinas no cenário industrual e universitário e a partir daí, contruiu-se o que pode ser chamado como Projeto Básico do equipamento, destacando onde estão os pontos de risco, o nível destes, as soluções propostas e posteriorimente analisando os mesmos riscos, encontrando resultados de até 98% de melhora na avaliação de risco em determinados casos. Palavras-chave: Segurança. NR12. Torno Mecânico, Maquina Operatriz. ABSTRACT Risk assessment and case study for the application of safety methods in Lathe Machine didactic based on Regulatory Norm number 12. This work, as well as any work of risk assessment, is basically divided into two stages: risk assessment and the analysis of risk reduction, republished generally as before and after the proposed solution for the risks studied. It was analyzed the general safety framework of the machines in the industrial and university scenario and from there, what can be called as "Basic Design" of the equipment was constructed, highlighting where the risk points are, the level of these, the proposed solutions and subsequently analyzing the same risks, finding results of up to 98% improvement in the risk assessment in certain cases. Key-words: Safety, NR12, Lathe Machine, Operator Machine. 2

3 1 TABLE OF CONTENTS 2 INTRODUÇÃO Tema de Pesquisa Justificativa do Tema Objetivo do Trabalho Delimitações do Trabalho REFERENCIAL TEÓRICO NBR ISO 12100: Segurança de máquinas - Princípios gerais de projeto - Apreciação e redução de riscos NBR Segurança de máquinas - Partes de sistemas de comando relacionadas à segurança - Princípios gerais para projeto ISO Safety of machinery Safety related - General Principles for design METODOLOGIA Método Quantitativo HRN (Hazard Rating Number) PE Probabilidade de Ocorrência FE Frequência de Exposição ao Risco MPL Probabilidade Máxima de Perda NP Número de Pessoas Expostas ao Risco Resultados da Classificação do Risco Determinação de Categoria PLr Perfomance Level required (Nível de Performance requerido) Aplicação da metodologia proposta Registro fotográfico - Antes Avaliação de HRN - Antes Descrição dos Riscos Avaliação de Categoria e Nível de Performance Soluções Propostas

4 5.6 Esboço da solução proposta e comentários Risco 01 Placa de Castanha Risco 02 Carro de Ferramentas Risco 03 Fuso Risco 04 Transmissão Risco 05 Partes Móveis Risco 06 Eixo Passante Risco 07 Bloquei LOTO Risco 08 Parada de Emergência Risco 09 Acionamento Acidental Arquitetura das soluções eletrônicas propostas Conclusão Referências

5 2 INTRODUÇÃO O presente trabalho tem como objetivo mostrar a importância da aplicação da Norma Regulamentadora de número 12 (NR-12) em máquinas e equipamentos do setor de ferramentaria, mais especificamente no Torno Mecânico modelo Riosulense TR-600. Atualmente o Brasil possui 36 normas regulamentadoras do MTE (Ministério do Trabalho e Emprego), todas elas estabelecidas pela CLT (Consolidação das Leis do Trabalho), o que significa que devem fazer parte obrigatoriamente do ambiente de trabalho. A NR-12 foi criada a partir da portaria de número 3214, no mês de junho de 1978 (mil novecentos e setenta e oito), foi alterada 9 (nove) vezes, sendo a última em julho de Tais mudanças ocorreram pois ao longo dos anos foi se evidenciando com a crescente no número de acidentes de trabalho a falta de segurança no ambiente fabril (NAVARRO, A. F. A origem dos acidentes de trabalho. Disponível em: < Acesso em: 07/20/2017). Máquinas de ferramentaria em empresas de pequeno a grande porte são de importância fundamental na indústria, seja para produção em série ou mesmo para apoio nos setores de manutenção. O torno mecânico é uma máquina/ferramenta que permite a usinagem de peças de geometria de revolução, o processo basicamente se confere pela placa de castanhas (normalmente 3 ou 4 castanhas) que segura a peça a ser usinada e a gira em alta velocidade, enquanto que, manual ou automaticamente, o carro de ferramentas avança conforme controle/programação do operador. O torno mecânico possui normalmente dois modos de atuação, o manual onde o avanço do carro de ferramentas é feito manualmente pelo operador, possibilitando o controle momentâneo do movimento e o automático que é usado para o processo de rosqueamento. Dito isto, cabe ressaltar a importância da segurança para operadores de máquinas e equipamentos, em qualquer lugar em que estiverem, inclusive em ambientes didáticos. Frequentemente são encontradas evidências de acidentes com operadores de máquinas operatrizes justamente quando ainda estão no processo de aprendizagem. Apesar de constante supervisão de um responsável, o fator humano é sempre colocado a prova, porém, em alguns casos, qualquer que seja a falta de atenção ou mesmo falta de perícia, pode gerar um acidente fatal. É traçando um paralelo entre a conscientização da indústria com o bem estar do operador e, o ambiente de aprendizado seja ele um curso técnico ou uma universidade 5

6 que entra em pauta o tema deste trabalho: adequação de NR-12 em máquinas operatrizes do laboratório de prática de oficina da PUCRS. 2.1 Tema de Pesquisa Este trabalho leva como tema a adequação de segurança do torno mecânico Riosulense TR-600, utilizado nas aulas práticas no prédio da Faculdade de Engenharia da PUC-RS. 2.2 Justificativa do Tema Está cada dia mais em evidência o tema SEGURANÇA no ambiente de trabalho. Até pouco tempo atrás, a preocupação por parte do responsável da empresa com a segurança de seus funcionários era deixada de lado, beirando o pouco caso. Hoje em dia, além da consciência pela saúde, outros fatores acabam de certa forma motivando o empregador a pensar na saúde de seus funcionários. Três são os principais pontos que chegam diretamente no bolso do empregador: o custo do operador que se acidenta no trabalho, o custo de multa em hora parada e, por último, mas não menos caro, a adequação de segurança com urgência. É neste contexto de necessidade de adequação - ou por conta da consciência ou por conta de fiscalização - que se faz importante e necessária a consultoria de avaliação de risco e projeto básico de equipamentos. A ideia de abordar o maquinário utilizado dentro da universidade foi do próprio autor, que viu o risco gerado pela máquina potencializado pela falta de expertise do aluno/operador. 2.3 Objetivo do Trabalho A NR-12 pode ser basicamente dividida em dois julgamentos distintos: um ao que diz respeito à implantação de sistemas de segurança para máquinas e equipamentos e outro que faz mais referência à segurança do trabalho e gestão de segurança, como por exemplo, os itens a partir do item , que falam sobre capacitação dos operadores. Dito isto, cabe frisar que esta avaliação de risco se refere ao que diz respeito a implantação de sistemas de segurança e não ao que diz sobre segurança do trabalho e gestão de segurança. Este trabalho tem como objetivo o processo de Avaliação de Risco e Projeto Básico de solução de segurança em NR-12, aplicados ao torno mecânico de uso didático da Faculdade de Engenharia da PUCRS. 6

7 O objetivo final é fornecer um mapa dos riscos da máquina, bem como os equipamentos que podem ser utilizados para a mitigação dos mesmos e, por fim, uma nova analise de risco com os sistemas supostamente implantados, mostrando a diferença em pontuação de um sistema sem e um sistema com adequação de segurança. 2.4 Delimitações do Trabalho O foco da proposta deste trabalho é avaliação de risco e projeto básico com aplicação dos itens referentes a instalações de segurança da NR-12 para mitigação dos riscos ocasionados pelo torno mecânico Riosulense TR-600. Desde já, é importante salientar o conceito de Risco Residual. Este termo é usado no processo de solução de segurança e significa o risco que ainda existe, mesmo que baixo, após a aplicação de um conceito de segurança para mitigação do mesmo, por exemplo, o risco residual de escalpelamento do operador, onde a maneira usual de solução do risco é o uso de EPI (Equipamento de Protenção Individual), o que acaba dependendo do fator humano. Riscos físicos (ruído, frio, calor, etc.), químicos (poeiras, gases, etc), biológicos (virus, fungos, etc), ergonômicos (monotonia, repetitividade, etc.) e alguns riscos de acidentes (probabilidade de incêndio, armazenamento inadequado, etc) não serão contemplados no presente trabalho. 7

8 3 REFERENCIAL TEÓRICO Desde o início do mundo o ser humano vem se adaptando às necessidades e elaborando ferramentas para lhe auxiliarem no trabalho diário. A chegada da revolução industrial trouxe novas formas de visão para empregados e empregadores; ela representa a transição dos métodos de produção artesanais para o uso de máquinas e equipamentos dos mais variados tipos e aplicações. Foi no contexto de revolução industrial e surgimento do sistema a vapor de James Watt que as máquinas operatrizes ganharam destaque na indústria (SACCO, F. A Revolução das Máquinas. Disponível em: < Acesso em 07/09/2017). Com relatos de existência desde o século XVI, as máquinas-ferramentas se tornavam cada vez mais importantes na indústria, visto que as tecnologias da época também avançavam e os materiais necessariamente também passavam por uma evolução. Peças que antes eram feitas predominantemente de madeira pouco resistente, agora precisariam de metal material que conferia resistência necessária para as técnicas que vinham sendo empregadas a cada dia em maior escala. No ano de 1775, o inglês John Wilkinson criou o primeiro torno mecânico. Apesar de alta simplicidade, a até então chamada máquina de brocar já apresentava desempenho superior às concorrentes anteriores no que diz respeito ao trabalho de qualidade em metal. Por volta de meio século depois, as máquinas operatrizes conhecidas até hoje já tinham papel fundamental na indústria e agora eram usadas em larga escala, possibilitando alta redução de tempo de fabricação, redução de custo de produto, aumento na qualidade, entre outros, provando de uma vez por todas os benefícios que trariam. Já no início do século XX, tornos já estavam sendo tocados a motor (1906); vinte anos mais tarde entraram também os motores elétricos (SACCO, F. 2014). É neste contexto de crescimento contínuo do uso de máquinas e equipamentos, juntamente com os acidentes de trabalho relacionados ao uso dos mesmos, que surgiu a importância do estudo de segurança do trabalho. Em 1977, a lei Nº teve o capítulo V, Título II da CLT, relativa a Segurança e Medicina do Trabalho. No ano seguinte, em 08 de junho de 1978, as Normas Regulamentadoras foram aprovadas e se tornaram lei, a partir da Portaria Nº (NAVARRO, A. F. A origem dos acidentes de trabalho. Disponível em: < Acesso em: 07/20/2017). Já no ano de 1978, a NR-12 estava criada, com objetivo de assegurar a segurança dos operadores em máquinas e equipamentos, a NR 12 afirma que é de responsabilidade do 8

9 empregador a saúde e integridade física dos funcionários. Esta norma se refere a segurança relativa à máquina desde o seu transporte até o final da sua vida útil, incluindo etapas como: instalação, utilização e manutenção. De nada adiantaria existir uma norma se referindo a quais medidas de segurança devem ser adotadas se não houvesse também outra norma balizando os conceitos do que são riscos e como eles seriam avaliados. Foi a partir desde conceito e de outras normas que no ano 2013 entra em vigor a norma NBR ISO 12100: Segurança de máquinas - Princípios gerais de projeto - Apreciação e redução de riscos. Este trabalho procura fazer a associação da NR 12, que se refere ao que deve ser feito pela segurança, com a ISO 12100:2013, que se refere a como empregar o conceito de segurança. Na etapa de avaliação dos riscos e dos sistemas a serem instalados, também será utilizada a norma ABNT NBR 14153, que descreve o processo de categorização dos riscos relacionados aos sistemas de comando das máquinas. 2.1 Norma Regulamentadora 12 Segurança no Trabalho em Máquinas e Equipamentos. Como já dito anteriormente, a primeira versão da NR 12 foi elaborada no ano de 1978, juntamente com outras 27 outras Normas Regulamentadoras. Criada pelo Ministério do Trabalho com o intuito de balizar os conceitos e orientar sobre os procedimentos necessários para segurança de operadores, a NR 12 hoje contém 156 itens e 12 anexos. Na sua forma original, contava apenas com 6 itens e 2 anexos. Atualmente esta norma é basicamente dividida em 3 partes: - Parte principal 19 títulos; - Anexos I, II, III e IV Informações complementares àquelas fornecidas no corpo da norma; - Anexos de V a XII Especificações pontuais para determinados tipos de máquinas e equipamentos Parte principal 19 títulos. - Princípios gerais; - Arranjos físicos e instalações; - Instalações e dispositivos elétricos; - Dispositivos de partida, acionamento e parada; 9

10 - Sistemas de segurança; - Dispositivos de parada de emergência; - Meios de acesso permanentes; - Componentes pressurizados; - Transportadores de materiais; - Aspectos ergonômicos; - Riscos adicionais; - Manutenção, inspeção, preparação, ajustes e reparos; - Sinalização; - Manuais; - Procedimentos de trabalho e segurança; - Projeto, fabricação, importação, venda, locação, leilão, cessão a qualquer título e exposição; - Capacitação; - Outros requisitos específicos de segurança; - Disposições finais Anexos I, II, III e IV Informações complementares àquelas fornecidas no corpo da norma. - Distâncias de segurança e requisitos para o uso de detectores de presença optoeletrônicos; - Conteúdo programático de capacitação; - Meios de acesso permanentes; - Glossário Anexos de V a XII - Especificações pontuais para determinados tipos de máquinas e equipamentos. Os anexos de V a XII são referentes a máquinas específicas e que não se enquadram no tema deste trabalho, por exemplo: Motosserra, Máquina Panificadora, Máquina para Açougue e Mercearia, etc. 10

11 3.2 NBR ISO 12100: Segurança de máquinas - Princípios gerais de projeto - Apreciação e redução de riscos. Esta norma indica a terminologia básica, os princípios e uma metodologia de apreciação e redução de riscos para alcançar a segurança nos projetos de equipamentos. Ela aborda pontos específicos como: - Apreciação de riscos; - Identificação de perigos; - Redução de risco; - Escolha de tecnologias apropriadas, etc.; 3.3 NBR Segurança de máquinas - Partes de sistemas de comando relacionados à segurança - Princípios gerais para projeto. A NBR contém as informações necessárias para categorização dos riscos da máquina. Ela classifica os riscos em categorias, define o nível de perigo envolvido e determina o comportamento requerido com base no nível de cada categoria. As categorias segundo esta norma se dividem em 5 partes, são elas: - Categoria B: a ocorrência de uma falha leva a perda de função de segurança. - Categoria 1: uma maior resistência a defeitos é alcançada; - Categoria 2: o componente instalado necessariamente passa por uma revisão periódica, confirmando que ainda está conferindo segurança ao sistema; - Categoria 3: quando ocorre algum defeito isolado, a função de segurança segue agindo, porém, quando mais de um erro não é detectado, a condição de segurança não é mais atuante; - Categoria 4: uma falha isolada no sistema não leva a perda de segurança e a mesma é detectada antes ou durante a próxima atuação sobre a função de segurança. 3.4 ISO Safety of machinery Safety related - General Principles for design. A ISO contempla definições sobre princípios gerais para projetos também. Nesta norma é tratado o PLr (Perfomance Level required), metodologia de classificação de segurança que também será abordada neste trabalho. O basicamente se difere da categoria de segurança (tratado no item anterior) por se tratar do nível de segurança do componente e não do sistema. 11

12 4 METODOLOGIA A norma NBR ISO 12100, como já dito anteriormente, aborda uma metodologia básica para princípios gerais de projeto, apreciação e redução de riscos. A apreciação de riscos consiste em uma série de passos que, seguidos conforme orientações da norma permitem uma análise mais palpável do risco, visando a mitigação do mesmo. Diversas ferramentas (metodologias) podem ser utilizadas para esta parte do trabalho, porém, usaremos apenas três: o HRN (Hazard Rating Number Número de Avaliação de Perigos), a determinação de categoria e PLr (Performance Level required). A figura 1 mostra o fluxo de processo de Análise e Apreciação de risco, conforme ISO 12100: Figura 1 - Fluxo de Processo de Avaliação de Risco Início Determinação dos Limites da Máquina Seção 5.3 da NBR12100 Identificação do Perigo Seção 5.4 da NBR12100 Estimativa de Risco Seção 5.5 da NBR12100 Avaliação do Risco seção 5.6 Analise do Risco Apreciação do Risco Realizar Analise de redução do Risco NBR O risco foi adequadamente reduzido Fim Fonte: NBR ISO [2010] 12

13 Este trabalho se divide basicamente em duas etapas: a primeira consiste na Apreciação de Risco, onde determinado risco será descrito, pontuado conforme HRN e devidamente registrado; a segunda etapa será a Análise de Redução de Risco, onde a categoria e o nível de performance requerido são avaliados também, ditando o nível de proteção que o sistema e os componentes deverão estar, uma solução será proposta para redução do risco e novamente será pontuado o HRN, permitindo seja feita uma comparação do risco antes e depois da adequação. 4.1 Método Quantitativo HRN (Hazard Rating Number) Os métodos de apreciação de risco podem ser de natureza quantitativa ou qualitativa. Para casos onde severidade dos danos é alta, normalmente opta-se por métodos quantitativos. O HRN é uma estimativa de riscos que se baseia na ISO e que avalia todos os aspectos que possam oferecer perigo ao operador, como: aspectos mecanicos, elétricos, operacionais, etc. Este método e utilizado para classificar um risco em nível de raro a extremo, conforme definições e fórmula padrão da ferramenta. Os parâmetros utilizados para se realizar o cálculo são os seguintes: - PE Probabilidade de Ocorrência de estar em contato com o risco; - FE Frequênciade exposição ao risco; - MPL Probabilidade máxima de perda; - NP Número de pessoas expostas ao risco. Para cada parâmetro relatado acima, é estabelecido um número conforme avaliação; a aplicação desde números na equação do HRN vai gerar o resultado final e enquadrará o risco na sua devida colocação. A fórmula que dita o valor do HRN então é: HRN = PE x FE x MPL x NP EQ[1] Cada parâmetro de cálculo obedece uma pontuação/numeração já pré estabelecida. Deste modo, as figuras 2, 3, 4, 5 e 6 mostram valores para classificação de riscos. 13

14 4.1.1 PE Probabilidade de Ocorrência. Figura 2 - Probabilidade de Ocorrência Probabilidade de Exposição PE Descrição 0,00 Impossível 0,01 Quase impossível 0,05 Altamente improvável 1 Improvável 2 Possível 5 Alguma chance 8 Provável 10 Muito Provável 15 Certamente FE Frequência de Exposição ao Risco. Figura 3 - Frequência de Exposição ao Risco Frequência de Exposição FE Descrição 0,1 Infrequentemente 0,2 Anualmente 1 Mensalmente 1,5 Semanalmente 2,5 Diariamente 4 Em termos de hora 5 Constantemente MPL Probabilidade Máxima de Perda. Figura 4 - Probabilidade Máxima de Perda Probabilidade Máxima de Perda MPL Descrição 0,1 Contusão/Arranhão leve 0,2 Dilaceração/Doenças leves 1 Fratura/Enfermidade leve (Temporária) 2 Fratura/Enfermidade grave (Permanente) 4 Perda de 1 membro/olho ou doença séria (Temporária) 8 Perda de 2 membros/olhos ou dença séria (Permanente) 15 Fatalidade 14

15 4.1.4 NP Número de Pessoas Expostas ao Risco Figura 5 - Número de Pessoas Expostas ao Risco Pessoas Expostas NP Descrição Pessoas Pessoas Pessoas Pessoas 12 Mais que 50 pessoas Resultados da Classificação do Risco Figura 6 - Nível de Classificação do Risco Valor HRN Classificação 0 a 1 Aceitável 1 a 5 Muito Baixo 5 a 10 Baixo 10 a 50 Significante 50 a 100 Alto 100 a 500 Muito Alto Acima de 500 Extremo É fácil analisarmos a gravidade do risco após feita a análise da tabela acima. Tratando de forma prática, riscos pontuados de Aceitável a Muito Baixo não necessitam de intervenção, podendo ser apenas determinadas medidas para mitigar os riscos residuais. Riscos classificados de Baixo a Significante necessitam de medidas a serem tomadas conforme avaliação técnica profissional, já os riscos avaliados como Muito Alto ou Extremo devem ser estudadas medidas imediatas de proteção, sendo de extrema importância a análise de categoria (ISO 14153). É importante ressaltar que a interdição de qualquer equipamento por parte do fiscal pode ocorrer quando o mesmo julgar existente o grave risco iminente, que, conforme a Norma Regulamentadora 03, define-se por: Considera-se grave e iminente risco toda a condição ambiental de trabalho que possa causar acidente do trabalho ou doença profissional com lesão grave à integridade física do trabalhador.. 15

16 4.2 Determinação de Categoria Quando forem necessárias medidas de segurança que utilizem componentes de controle (sensor interface atuador), deverá ser determinado a categoria de segurança que o sistema exige. Esta categoria é definida a partir de análises de frequência, exposição, e probabilidade de evitar o dano. A determinação de categoria está prevista na norma NBR e resumida por categoria no item 3.3 deste documento. A figura 7 mostra o modelo de ferramenta de auxílio para especificação da categoria de segurança a ser adotada: Figura 7 - Gráfico para escolha de categoria Fonte: NBR [1998] Onde a leitura das categorias são lidas por: Superdimensionado para o risco referência; Categoria preferencial para o risco referência; Requer medidas adicionais. E os guias para a definição da mesma são difinidos por:: S1 Lesão reversível; S2 Lesão irreversível; F1 Frequência de exposição ao perigo baixa; F2 Frequência de exposição ao perigo alta; P1 Possibilidade de parada da máquina durante o ciclo; P2 Impossibilidade de parada da máquina durante o ciclo. 16

17 4.3 PLr Perfomance Level required (Nível de Performance requerido) No que se refere à tecnologia aplicada na solução, foi usada a metodologia PLr, que determina os requisitos de segurança dos componentes, conforme ISO e, possui cobertura para todos os sistemas eletrônicos de segurança, permitindo um estudo mais específico em cada solução de risco (Disponível em: < Acesso em: 07/20/2017. De modo geral, a definição de categoria (conforme tratado no item 3.2) se refere ao nível de segurança em relação ao risco geral; enquanto que a definição o PLr se trata do nível de segurança do componente em si, da sua estruturação interna, redundâncias, contatos, etc.. A figura 8 mostra a ferramenta utilizada para determinar o PLr, conforme ISO : Figura 8 - Gráfico para definição de PLr Fonte: NBR ISO [2010] É possível notar também que os critérios para avaliação o PLr são os mesmos que os da avaliação de categoria: Severidade do Dano, Frequência de Exposição e Possibilidade de Evitar o Perigo. 17

18 5 APLICAÇÃO DA METODOLOGIA PROPOSTA A aplicação da metodologia proposta se refere basicamente ao trabalho de avaliação de risco como um todo. Neste trabalho, serão apresentadas nove avaliações de risco, uma para cada risco encontrado no equipamento em questão. As avaliações de risco se dividem em sete partes, que são elas: - Registro fotográfico Antes - onde o estado atual do risco é registrado; - Descrição do Risco onde o risco é relatado e comentado conforme normativa; - Avaliação de HRN Antes onde o HRN atual do risco é pontuado; - Avaliação de Categoria e Avaliação de PLr onde a categoria é avaliada conforme NBR e o nível de performance necessário é avaliado conforme ISO ; - Solução Proposta onde uma proposta de solução para o risco será descrita, seguindo as normativas de segurança; - Esboço da solução proposta e comentários onde serão mencionados e exemplificados alguns componentes possíveis de serem aplicados na solução proposta. Nesta etapa também serão feitos alguns comentários sobre as soluções apresentadas, pois os mesmos foram considerados como fundamentais para o entendimento das esolhas. - Arquitetura da solução proposta e comentários onde será feito um esboço da arquitetura do sistema, com o intuito de esclarecer como ocorrerão as comunicações entre os sensores, controladores e atuadores do sistema; - Avaliação de HRN Depois onde o HRN é pontuado novamente após suposta aplicação da solução proposta. O documento de avaliação de risco divide-se basicamente em duas partes gerais: a apreciação de risco do Registro fotográfico Antes à Avaliação de HRN Antes e; na Análise de Redução de Risco, que vai da Análise de Categoria, até a Avaliação de HRN Depois. 18

19 5.1 Registro fotográfico - Antes Nesta seção, serão apresentados os riscos em forma de foto. Somados, resultam em nove riscos: - Risco 01 Placa de Castanha; - Risco 06 Eixo Passante; - Risco 02 Carro de Ferramenta; - Risco 07 Bloqueio LOTO; - Risco 03 Fuso; - Risco 08 Parada de Emergência; - Risco 04 Transmissão; - Risco 09 Acionamento Acidental. - Risco 05 Partes Móveis; Figura 9 - Risco 01 - Placa de Castanha Figura 10 - Risco 02 - Carro de Ferramenta Figura 12 - Risco 03 - Fuso Figura 11 - Risco 04 - Transmissão 19

20 Figura 17 - Risco 05 - Partes Móveis Figura 14 - Risco 06 - Eixo Passante Figura 16 - Risco 07 - Bloqueio LOTO Figura 13 - Risco 08 - Parada de Emergência Figura 15 - Risco 09 - Acionamento Acidental 20

21 5.2 Descrição dos Riscos Na figura 18 estão representadas as descrições dos riscos para os nove riscos encontrados na máquina. R Placa de Castanha R Carro de Ferramenta R Fuso R Transmissão R Partes Móveis R Eixo Passante R Bloqueio Loto R Parada de Emergência R Painel de Comando Figura 18 - Descrição dos Riscos As decrições dos riscos encontrados foram feitas levando em consideração o modelo de apreciação de risco mostrado na seção 4, supondo que o torno fosse usado apenas por operadores capacitados e considerando os itens da NR-12 no que diz respeito a instalações de segurança. Descrição do Risco Não há proteção física na placa de castanha do equipamento, possibilitando a projeção da chave de castanha que pode ser esquecida pelo operador. O risco ocorre no processo de tornemento, quando a ferramenta de corte entra em contato com a peça usinada, onde há risco de projeção de cavacos. Não há proteção física que impeça o acesso dos membros superiores ao fuso de movimentação do carro de ferramentas quando a máquina está operando em modo automático. Existe uma proteção física móvel no torno, porém, insuficiente e não possui monitoramento por uma interface de segurança, possibilitando a sua abertura e permitindo o acesso as engrenagens posicionadas ao lado esquerdo do equipamento durante o seu funcionamento. Não há proteção física na área traseira e superior do torno, possibilitando acesso às partes móveis durante o processo de usinagem. Não há proteção física na parte móvel que serve como base para torneamento de eixos de maior comprimento, localizada na parte lateral do torno, possibilitando o contato dos membros superiores com o risco. Conforme item da NR-12, item b, toda máquina/equipamento deve possuir: Bloqueio mecânico e elétrico na posição desligado ou fechado de todos os dispositivos de corte de fonte de energia, a fim de impedir a reenergização, e sinalização com cartão ou etiqueta de bloqueio contendo horário e a data do bloqueio, o motivo da manutenção e o nome do responsável. Não há nenhum botão de emergência instalado no equipamento, impossibilitando que o operador pare a máquina emergencialmente em qualquer situação necessária. O manete de acionamento do equipamento está localizado de maneira que há chances de ser acionado acidentalmente, podendo gerar um risco caso o operador não esteja devidamente preparado para o funcionamento da máquina. 21

22 5.3 Avaliação do HRN - Antes A figura 19 contempla a pontuação de HRN para todos os riscos levantados na máquina em questão. Nota-se que a classificação do HRN se encontra de Alto a Muito Alto para uma avaliação no estado atual da máquina. Note que as pontuações indicadas na tabela estão conforme explicado na seção 3.1 deste documento. Figura 19 - Avaliação de HRN antes da solução proposta Probablidade de Ocorrência Frequência de Exposição Probabilidade Máxima de Perda Pessoas Expostas ao Risco Pontuação HRN Classificação HRN R Placa de Castanha Muito Alto R Carro de Ferramenta Muito Alto R Fuso Muito Alto R Transmissão 5 2, Alto R Partes Móveis Muito Alto R Eixo Passante Significante R Bloqueio Loto Alto R Parada de Emergência Muito Alto R Painel de Comando Muito Alto 5.4 Avaliação de Categoria e Nível de Performance A figura 20 mostra os resultados das avaliaçõesde categoria e nível de performance requerido, conforme esclarecido nas seções 3.2 e 3.3 deste trabalho. Note que somente é aplicavel para os casos onde a solução proposta carece de algum equipamento eletrônico, pois, estas metodologias não contemplam testes mecânicos em seus experimentos. Figura 20 - Tabela de Categoria e PLr por risco Categoria Nível de Performance Requerido R Placa de Castanha R Carro de Ferramenta R Fuso R Transmissão R Partes Móveis R Eixo Passante R Bloqueio Loto R Parada de Emergência R Painel de Comando 4 4 Não Aplicável Não Aplicável Não Aplicável Não Aplicável Não Aplicável 4 Não Aplicável Plr e Plr e Não Aplicável Não Aplicável Não Aplicável Não Aplicável Não Aplicável Plr e Não Aplicável 22

23 5.5 Soluções Propostas Nos quadros a seguir serão mostradas as soluções propostas para mitigar os riscos existentes. É possível perceber que em alguns casos é indicado apenas proteção físicas, em outros é indicado o monitoramento destas proteções atráves de dispositivos eltrônicos, etc. É importante destacar que as soluções previstas neste trabalho foram as mais gerais possíveis, tendo a plena condição de reavaliação em alguns casos em que seja necessário adotar uma medida diferente, por exemplo, escolhendo um material diferente para a produção das proteções físicas. Tais reavaliações serão descritas como Sugestão na seção subsequente a esta, onde os materiais e dispositivos serão descritos seguindo a mesma ordem dos riscos como já vista até então. Note também que foram propostas apenas soluções aos riscos iminentes detectados na avaliação de risco realizada neste trabalho e, deste modo, pensadas de maneira a se enquadrarem nos requisitos da NR-12 e da proposta deste trabalho, conforme explicado na seção 2.3 deste material. 23

24 R Placa de Castanha R Carro de Ferramenta R Fuso R Transmissão R Partes Móveis R Eixo Passante R Bloqueio Loto R Parada de Emergência R Painel de Comando Figura 21 - Descrições das soluções propostas por risco Solução Proposta Deverá ser instalada uma proteção física móvel que impeça o funcionamento do torno enquanto a proteção estiver aberta. Esta proteção física deverá ser monitorada por uma chave magnética e uma chave eletromecânica com retenção, de maneira que a chave com retenção só libere o acesso quando for detectado que o a placa esta totalemnte parada. Ambas as chaves devem estar ligadas em duplo canal, monitoradas por uma interface de segurança e com um rearme manual local, todos obedecendo o nível de desempenho requerido. Deverá ser instalada uma proteção física móvel que impeça o funcionamento do torno enquanto a proteção estiver aberta. Esta proteção física deverá ser monitorada por uma chave magnética e uma chave eletromecânica com retenção, de maneira que a chave com retenção só libere o acesso quando for detectado que o a placa esta totalemnte parada. Ambas as chaves devem estar ligadas em duplo canal, monitoradas por uma interface de segurança e com um rearme manual local, todos obedecendo o nível de desempenho requerido. Instalar proteção física fixa sanfonada com o objetivo de proteger as partes móveis do fuso, as proteções devem ser mantidas em suas posições de maneira permanente ou por meio de elementos de fixação que só permitam sua remoção ou abertura com o uso de ferramentas específicas, levando em consideração os procedimentos de manutenção/inspeção do equipamento e ao Quadro I, II, III do Instalar proteção física fixa de forma a não permitir o acesso direto às partes móveis. A proteção deve ser mantida em sua posição de maneira permanente ou por meio de elementos de fixação que só permitam sua remoção ou abertura com o uso de ferramentas específica, suas características devem estar de acordo com o Quadro I, II e III do Anexo I da NR12. Instalar proteção física fixa de forma a não permitir o acesso direto às partes móveis. A proteção deve ser mantida em sua posição de maneira permanente ou por meio de elementos de fixação que só permitam sua remoção ou abertura com o uso de ferramentas específica, suas características devem estar de acordo com o Quadro I, II e III do Anexo I da NR12. Deverá ser avaliada a necessidade real de uso do acesso, em caso de não uso, poderá ser instalado uma proteção física fíxa, impedindo o acesso dos membros superiores no ponto de risco. A proteção deve ser mantida em sua posição de maneira permanente ou por meio de elementos de fixação que só permitam sua remoção ou abertura com o uso de ferramentas específica, suas características devem estar de acordo com o Quadro I, II e III do Anexo I da NR12. Recomenda-se a instalação chave seccionadora com suporte para cadeado (lockout/tag-out), desta forma não será necessário abrir o painel para realizar o seccionamento e bloqueio da fonte de energia. O risco residual existente foi classificado como Significante uma vez que mesmo a máquina possuindo o dispositivo adequado para o bloqueio da energia elétrica o acionamento do mesmo depende da correta execução do procedimento (fator humano). Os botões de parada de emergência devem ser ligados em duplo canal, possuir retenção e monitorados por uma interface de segurança, sua descrição de função deve estar em português e realizar o desligamento seguro da máquina quando a função de segurança for solicitada conforme categoria requerida pela apreciação de risco. O sistema de parada de emergência deve possuir um botão de rearme manual. Deve-se substituir as chaves por botões ou chaves adequadas a NR12. Deve-se instalar botões de comando independentes para acionamento e parada da máquina. 24

25 5.6 Esboço da solução proposta e comentários Risco 01 Placa de Castanha Figura 22 Modelo de solução proposta Risco 01 Fonte: e [Acessado em novembro/2017] Na figura 21 está representado primeiramente um modelo de proteção física móvel para a castanha, ao lado está representado o sistema eletrônico de segurança para monitoramento, representado pela chave magnética, a chave eletromecânica com retenção e o botão de reset. O avanço tecnológico se faz presente nesta parte da solução; alguns fabricantes já produzem chaves magnéticas codificadas, possibilitande que apenas o seu par exclusivo fabricado tenha a permissão para liberar o contato. Na última imagem temos o chamado Rele Zero Speed, este equipamento serve para realizar o monitoramento da parada do motor. Neste caso onde o risco possui movimento e este movimento possui inércia, é necessario a aplicação deste dispositivo. Uma vez que acionada a parada do motor elétrico, este continua produzindo uma tensão residual, que diminui a medida que a velocidade também diminui. O Speed Zero entra neste contexo exatamente nesta hora, monitorando a tensão residual e garantindo que o motor esteja parado para acionar a condição de liberação das travas. 25

26 5.6.2 Risco 02 Carro de Ferramentas Figura 23 - Modelo de solução proposta Risco 02 Fonte: e [Acessado em novembro/2017] Na figura 22 temos a proteção física móvel que deverá ser aplicada junto ao carro de ferramentas da máquina. Esta proteção será monitorada pelos equipamentos apresentados ao lado, conforme mencionado também no Risco 01. Perceba que diferente do Risco 01, este não carece do uso do Speed Zero, uma vez que o risco agora se trata apenas da projeção dos cavacos gerados na operação e este não envolve inercia do ponto de risco da máquina. 26

27 5.6.3 Risco 03 Fuso Figura 24 - Modelo de solução proposta Risco 03 Fonte: e [Acessado em novembro/2017] Na figura 23 está representada um modelo de proteção física sanfonada, que deverá ser instalada ao longo do fuso da máquina, esta deverá ser fixada com parafuso, conforme mostrado na imagem ao lado, possiblitando sua remoção apenas com ferramenta específica, conforme descrito na seção de soluções propostas Risco 04 Transmissão Figura 25 - Modelo de solução proposta Risco 04 Fonte: [Acessado em novembro/2017] Para o risco detectado nas engrenagens, foi proposto a aplicação de parafusos como elementos de fixação, podendo ser removidos apenas com ferramenta específica. O caso poderá ser reestudado caso seja necessário o acesso ao ponto de risco em maior frequência, onde por exemplo, poderá ser instalada uma proteção semelhante aos riscos 01 e

28 5.6.5 Risco 05 Partes Móveis Figura 26 - Modelo de solução proposta Risco 05 Fonte: Desenho de própria autoria [2017] e [Acessado em novembro/2017] Na figura 25 está apenas uma representação meramente ilustrativa de uma proteção física que deverá ser fixada pelo parafuso mostrado na figura ao lado. Note que os elementos de proteção deverão ser projetados conforme especificado na seção de Soluções Propostas. Sugestão: neste caso onde o uso do torno é didático, pode ser estudada a hipótese das proteções físicas serem fabricadas de policarbonato, com o intuito de facilitar a visualização da operação Risco 06 Eixo Passante Figura 27 - Modelo de solução proposta Risco 06 Fonte: Desenho de própria autoria [2017] e [Acessado em novembro/2017] O caso deste risco assemelha-se ao risco anterior, as figuras mostram exemplos de proteções físicas que deverá ser instaladas seguindo as normativas conforme descrição na seção Soluções Propostas. 28

29 Neste caso foi levado em conta a frequência de utilização desta ferramenta da máquina. Visto que o torno é majoritariamente de uso didático e que o suporte para eixo passante é apenas para fins de demostração e não de utilização, foi proposto a proteção física fixa, porém, o caso deverá ser reestudado em caso de necessidade de maior frequência de acesso ao risco. Sugestão: neste caso onde o uso do torno é didático, pode ser estudada a hipótese das proteções físicas serem fabricadas de policarbonato, com o intuito de facilitar a visualização da operação Risco 07 Bloqueio LOTO Figura 28 - Modelo de solução proposta Risco 07 Fonte: Material interno Payback Consultoria S.A. [2017] Na figura 28 está representada a chave seccionadora para fim de bloqueio de energia elétrica conforme NR-12. É possível notar que a chave possui duas posições (ligado e desligado) e suporte para cadeado, de modo que quando desligado, os furos se encaixam e um cadeado pode ser colocado, a fim de impedir a troca de modo por outra pessoa. Para atender o item da NR-12, também deverá ser instalado um fecho específico no quadro de energia, onde a chave deverá ser mantida sob responsabilidade de pessoa legalmente habilitada para acesso ao mesmo. 29

30 5.6.8 Risco 08 Parada de Emergência Figura 29 - Modelo de solução proposta Risco 08 Fonte: [Acessado em novembro/2017] Na figura 29 está representado o botão de emergência e sua sinalização, que deve estar acompanhado do botão de reset manual, mostrado ao lado Risco 09 Acionamento Acidental Figura 30 - Modelo de solução proposta Risco 09 Fonte: em novembro/2017] Na figura 30 está demonstrado um modelo de acionamento de partida e parada do equipamento conforme normativa. Cabe lembrar que tal acionamento deverá ser instalado com o conhecido contato com selo na contatora, que em caso de queda de energia, a maquina seja desenergizada e na volta da energia, a máquina não dê partida automaticamente. Lembrando que o acionamento atual do torno se dá através de uma manivela com três posições: manual, desligado e automático; como solução para permanecer com os três modos de funcionamento, além do acionamento de partida e parada citado acima, deverá ser instalado um botão de acionamento comum, apenas para ativação do modo automático. O botão deve ser sem retenção e também deve respeitar as normas relacionadas às cores de botões e sinalizadores. 30

31 5.7 Arquitetura das soluções eletrônicas propostas Figura 31 - Arquitetura das Soluções Propostas Na figura 31 temos a arquitetura dos sistemas eletrônicos apresentados como proposta neste trabalho. Antes das explanações sobre os itens, é imprescindivel falar que a 31

32 tensão de funcionamento dos componentes de partida, parada, acionamento e controle deve ser de até 25VCA, conforme item 12.36, item b da norma. Na figura rotulada como A, temos uma chave magnética e uma chave com trava, solução proposta para o Risco 01; no rótulo B temos exatamente a mesma solução, porém, para o Risco 02. Tais tecnologias foram escolhidas com base nos itens 12.44, e da norma, que tratam de proteções móveis e instalações pertinentes as mesmas. No rótulo C temos o botão de emergência e o reset manual, detalhados na solução para o Risco 08, conforme seção 4.5 deste documento, tal solução foi determinada a partir dos itens a da NR12, que dizem respeito aos dispositivos de parada de emergência. Note que na arquitetura foi apresentado apenas um botão de emergência, enquanto que nas soluções propostas anterirormente foi especificado um para cada risco. Isso se dá por conta de definição normativa (item e da NR-12), classificação de categoria e escolha de interface de segurança, que neste caso foi definido como um CLP de Segurança, por conta do número de entradas e saídas necessárias. O item D da figura contempla o CLP de segurança, este foi definido obedecendo os princípios básicos e definições do fabricante como equipamento da linha Safety. Estes equipamentos possuem aplicações específicas para segurança por conta de sua estruturação interna, que permite maior confiabilidade ao sistema, por conta da quantidade considerável a mais de testes a que são submetidos. As duas características básicas para escolha da interface são: se a aplicação é de segurança ou não e; quantidade de entradas e saídas necessárias. Estes temas não serão abordados neste trabalho, visto que o objetivo é uma porposta de solução e não um projeto detalhado. O item E mostra o Speed Zero Relay, este tem como função o monitoramento da parada do motor, conforme já mencionado no item deste documento. No item F da figura estão representadas as contatoras de segurança do sistema. Percebe-se que ela não foi descrita como um risco, mas está presente na arquitetura como um componente de segurança do sistema. O uso de dois contatores de segurança com contatos positivamente guiados, ligados em série e monitorados por interface de segurança, obedece o item da NR-12. Neste contexto é importante salientar e observar o uso de duas contatoras de segurança instaladas de modo a ofertar o que é chamado de Redundância. O conceito de redundância é definido na EN Equipamentos Elétricos para Máquinas, onde fala que este modelo de instalação propõe uma redução na 32

33 probabilidade de uma falha elétrica levar a uma condição insegura [Apresentação de Segurança em Máquinas NR12 (GRANO. E 2015) Material interno Schneider Electric]. A ligação em redundância basicamente significa a instalação de dois componentes para fim da mesma tarefa, deste modo, quando ocorre a falha de um, o outro pode continuar executando a ação, sem que perca a condição segura da máquina até que alguma medida corretiva seja tomada, sendo assim, a redundância se refere ao monitoramento mútuo dos equipamentos instalados. O item G contempla um Motofreio. Este componente se refere a um motor com freio de fábrica. Este equipamento é crucial na adequação de segurança do torno, visto que o seu principal objetivo é a frenagem do motor e parada do equipamento no tempo mais reduzido possível. O Motofreio funciona com um mecanismo basicamente eletromagnético: uma vez que o motor é desligado da rede, corrente de atuação da bobina também é desligada, o que a força a parar de atuar, neste momento, um conjunto motor/armadura/disco de frenagem/tampa entra em ação, forçando a armadura contra o disco e parando o motor. Em uma nova partida, a bobina é novamente energizada, desarmando o sistema de freio e permitindo que o motor funcione normalmente. O dimensionamento do motor não faz parte do objetivo deste trabalho. Note que assim como a escolha do CLP que é de linha de segurança, as chaves, contatoras e relé de velocidade zero, também foram escolhidos nesta mesma linha. Entre uma das vantagens dos componentes de segurança está a impossiblidade de burla, exigência da NR-12 conforme item Outro ponto importante a ser esclarecido a respeito dos componentes da linha de segurança é a caracterísitica de auto-teste, característica também definida na norma EN e na NR-12 como um teste realizado pelo próprio sistema antes de começar o funcionamento, a fim de garantir que todos os componentes estão funcionando da maneira correta. 33

34 5.8 Avaliação de HRN Depois A figura 32 apresenta um quadro onde é mostrada a pontuação de HRN novamente, porém, agora com a avaliação depois da instalação das soluções propostas neste trabalho. As avaliações permanecem obedecendo as explicações já oferecidas na seção 3.1 deste documento. Figura 32 - Avaliação de HRN - Depois Probablidade de Ocorrência Frequência de Exposição Probabilidade Máxima de Perda Pessoas Expostas ao Risco Pontuação HRN Classificação HRN R Placa de Castanha 0, Baixo R Carro de Ferramenta 0, Baixo R Fuso 0, Muito Baixo R Transmissão 0,1 2, Muito Baixo R Partes Móveis 0, Muito Baixo R Eixo Passante 0, ,4 Muito Baixo R Bloqueio Loto Significante R Parada de Emergência 0, Baixo R Painel de Comando 0, Muito Baixo 34

35 5.9 Análise de Resultados - Comparativo entre pontuação de risco ANTES vs DEPOIS Na figura 33 obtém-se ter um comparativo geral do objetivo deste trabalho. Nesta análise de resultados, é possível perceber uma diminuição quase total dos riscos existentes, chegando em alguns casos a 99% de redução de risco. É perceptível também que o único risco que ainda permanece como Significante é o Risco 07 Bloqueio Loto, isso se deve pois a Probabilidade Máxima de Perda neste caso está classificada como Fatalidade, visto que o risco é de choque elétrico. Ou seja, a probabilidade de ocorrência pode ser reduzida com o uso da tecnologia, enquanto que a frequência de exposição, a probabilidade máxima de perda e a quantidade de pessoas envolvidas não podem ser alteradas. Cabe lembrar que as avaliações de HRN seguem uma metodologia e requerem embasamento teórico e prático, permitindo a escolha certa da soluções a serem aplicadas, bem como conhecer as diferenças entre Altamente Improvável e Improvável, por exemplo. Figura 33 - Comparativo de avaliações de riscos - HRN Antes e Depois Pontuação HRN - ANTES Classificação HRN - ANTES Pontuação HRN - ANTES Classificação HRN - DEPOIS DIMINUIÇÃO PERCENTUAL DO HRN R Placa de Castanha 160 Muito Alto 10 Baixo 94% R Carro de Ferramenta 160 Muito Alto 10 Baixo 94% R Fuso 160 Muito Alto 2 Muito Baixo 99% R Transmissão 50 Alto 1 Muito Baixo 98% R Partes Móveis 160 Muito Alto 2 Muito Baixo 99% R Eixo Passante 32 Significante 0,4 Muito Baixo 99% R Bloqueio Loto 75 Alto 15 Significante 80% R Parada de Emergência 160 Muito Alto 10 Baixo 94% R Painel de Comando 100 Muito Alto 2 Muito Baixo 98% 35