“Aqui é preciso meter uma proteção.”
A frase aparece depressa numa revisão de projeto. Há uma peça em movimento, um ponto de esmagamento, risco de corte ou de arrastamento, e a resposta natural passa a ser uma proteção, um intertravamento ou uma cortina de luz.
Talvez seja mesmo necessária. Só que, nesta fase, ainda não sabemos.
Na redução de riscos em máquinas, antes de escolher medidas técnicas de proteção, a ISO 12100 manda olhar para a própria construção da máquina. Dá para alterar a posição relativa das peças e eliminar o ponto de esmagamento? A aresta afiada pode ser arredondada, rebatida ou protegida por geometria? A peça móvel precisa mesmo daquela massa e daquela velocidade? É possível limitar força, energia, pressão ou temperatura? Outro material ou outro processo reduziria ruído, vibração, poeiras ou risco de ignição?
E se o problema não estiver numa peça isolada, mas na própria ideia da máquina?
Talvez seja preciso redistribuir massas e melhorar a estabilidade. Usar outra tecnologia de acionamento. Reprojetar os comandos. Levar pontos de lubrificação e ajuste para fora da zona perigosa. Reduzir a energia residual que fica no sistema depois de desligar a alimentação.
Isto são medidas de projeto inerentemente seguro. São o primeiro e mais importante passo da redução de riscos segundo a ISO 12100.
Têm uma coisa em comum: não tentam apenas separar a pessoa de um perigo que continua lá. Mudam a máquina, os seus parâmetros ou a forma como ela interage com o ser humano, para que o perigo desapareça ou o risco associado fique menor.
Mas ainda podemos ir mais fundo.
O ponto 5.4 da ISO 12100 exige que, durante a identificação de perigos, sejam determinadas as operações realizadas pela máquina e as tarefas da pessoa que interage com ela. Ajuste. Alimentação de material. Retirada de produto. Limpeza. Desencravamento. Deteção de defeitos. Manutenção.
É fácil tratar esta lista como algo fechado: se o operador executa a tarefa, temos de desenhar uma forma segura de a fazer.
Ou talvez estejamos a começar uma pergunta tarde demais.
O operador tem mesmo de executar essa tarefa?
A alimentação manual pode ser mecanizada. A retirada da peça pode ser automatizada. O ponto de lubrificação pode ser deslocado para fora da zona. Maior fiabilidade pode reduzir encravamentos e avarias que exigem intervenção.
Isto nem sempre elimina o perigo em si. Mas pode eliminar a situação perigosa ou reduzir de forma séria a exposição humana. Claro: cada alteração pode criar novos perigos. Por isso, é preciso voltar a analisar operações da máquina, tarefas humanas e todas as intervenções previsíveis.
Antes de desenharmos uma forma segura de executar uma tarefa perigosa, a pergunta mais importante é outra: essa tarefa pode desaparecer do trabalho do operador?
Redução de riscos em máquinas: o passo 1 não é escolher uma proteção melhor
O primeiro erro nasce na forma como falamos de segurança de máquinas.
“Projetámos uma proteção.”
“Adicionámos um intertravamento.”
“Previmos uma cortina de luz.”
“Aplicámos um controlador de segurança.”
Tudo isto pode ter sido incluído logo no primeiro modelo 3D. Tudo isto pode ser indispensável para atingir o nível de segurança exigido. Mas isso não transforma estas soluções no primeiro passo da redução de riscos.
Uma proteção não passa a ser uma medida de projeto inerentemente seguro só porque foi desenhada ao mesmo tempo que a máquina.
A ISO 12100 separa estes conceitos de forma clara. Uma medida de projeto inerentemente seguro elimina o perigo ou reduz o risco alterando características construtivas ou operacionais da máquina. Uma proteção ou um dispositivo de proteção reduz o risco associado a um perigo que não foi possível eliminar, ou reduzir suficientemente, por projeto.
A diferença não está no momento em que a solução entrou no projeto. Também não está no custo.
Conta o que realmente mudou na máquina.
O ponto de esmagamento desapareceu? A energia da peça móvel diminuiu? A aresta afiada foi removida? A emissão foi reduzida na origem? O sistema fica seguro quando perde energia? A pessoa continua obrigada a executar uma tarefa perigosa?
Se o perigo ficou igual e a solução apenas impede ou controla o acesso, em regra já estamos no passo dois.
Pense num mecanismo simples em que duas peças formam um ponto de esmagamento. Podemos envolver o mecanismo com uma proteção e controlar a sua posição. Mas antes disso devemos verificar se a posição relativa das peças pode ser alterada para que a folga seja segura para a parte do corpo considerada, ou para que essa parte do corpo nem sequer consiga entrar ali.
No primeiro caso, protegemos a pessoa contra um ponto de esmagamento existente. No segundo, eliminamos o ponto de esmagamento pela geometria da máquina.
Com o movimento é igual. Podemos detetar a presença humana e parar o elemento perigoso. Mas primeiro devemos perguntar se esse elemento precisa mesmo de se mover tão depressa, ter tanta massa e acumular tanta energia.
Isto não significa que a proteção ou a função de segurança não venham a ser necessárias. O passo 1 nem sempre reduz o risco o suficiente. A ISO 12100 não exige que se rejeitem medidas técnicas de proteção a qualquer custo.
Exige, sim, respeitar a ordem.
Por isso, a pergunta correta não é: “Que proteção adicionámos?”
Primeiro pergunte: “Que propriedade perigosa da máquina alterámos de facto?”
Se a resposta for “nenhuma”, provavelmente ainda não fizemos o passo 1.
Redução de riscos em máquinas: antes de adicionar segurança, mexa na máquina
“A geometria está fechada. Agora vamos adicionar segurança.”
Este é um dos momentos clássicos em que um projeto começa a ir para o lado errado.
O modelo mecânico já foi aprovado. Cursos e amplitudes de movimento estão definidos. Cilindros e atuadores foram escolhidos. A estrutura já seguiu para cotação. Só então alguém analisa o acesso humano e encontra pontos de esmagamento, corte, impacto ou arrastamento.
Não queremos mexer na geometria. Então começamos a “adicionar segurança”.
Proteção. Vedação. Intertravamento. Cortina de luz.
A ISO 12100 propõe a sequência inversa. De acordo com o ponto 6.2.2.1, a forma da máquina e a posição relativa das suas partes estão entre as primeiras áreas a usar para eliminar perigos.
Se dois elementos móveis criam um ponto de esmagamento, o projetista deve primeiro verificar se pode alterar a sua posição relativa. A folga mínima pode ser aumentada para que a parte do corpo considerada possa ficar entre as peças sem risco de esmagamento. Ou pode ser reduzida para que essa parte do corpo não consiga entrar.
Não estamos a falar de afastar a pessoa de um perigo existente com uma vedação ou uma distância de segurança.
Estamos a falar de uma geometria das próprias peças da máquina em que o ponto de esmagamento deixa de existir.
A diferença é essencial.
No primeiro caso, o perigo continua lá e o acesso é limitado. No segundo, a construção do mecanismo muda para que aquele movimento não consiga causar a lesão considerada.
O mesmo vale para arestas vivas, cantos, elementos salientes, superfícies rugosas e aberturas onde uma parte do corpo ou da roupa pode ficar presa. Se uma aresta pode ser arredondada, rebatida ou nivelada, é difícil justificar deixá-la no projeto e empurrar o problema para o manual de instruções.
“Atenção à aresta cortante” não é resposta quando a aresta não precisa de ser cortante.
A geometria da máquina também decide a visibilidade. Se a operação segura exige que o operador supervisione a zona de trabalho ou a zona perigosa, ele tem de a conseguir ver do posto de comando. Um ângulo morto não se resolve com uma frase a pedir “atenção especial antes do arranque”.
Primeiro verifica-se se a forma da máquina, a posição do posto ou a disposição dos componentes pode mudar. Só quando a visibilidade direta não é possível é que a norma aponta para meios de visão indireta, como espelhos corretamente posicionados.
A forma da máquina também influencia a postura. O operador alcança os comandos sem se inclinar por cima da zona perigosa? O acesso ao ponto de ajuste obriga a meter a mão entre mecanismos? A construção força uma posição em que é mais difícil fazer um movimento seguro ou recuar rapidamente?
Isto não é conforto. É redução de risco por projeto.
Claro que mudar a geometria pode afetar função, dimensões, ciclo e custo. Nem toda a alteração será possível. Nem toda a alteração reduzirá o risco o suficiente.
Mas não se pode assumir isso à partida só porque o modelo já foi aprovado.
Antes de perguntar onde montar a proteção, vale a pena voltar atrás: por que razão as peças da máquina foram colocadas de uma forma que criou este perigo?
A resposta mostra se a medida técnica de proteção é realmente necessária ou se serve apenas para evitar mexer numa geometria já fechada.
Nem todas as tarefas do operador precisam de proteção. Algumas têm de desaparecer
O ponto 5.4 da ISO 12100 exige identificar as operações da máquina e as tarefas humanas ao longo de todo o ciclo de vida. Na prática, aparece uma lista: alimentar material, retirar produto, ajustar, limpar, desencravar, detetar defeitos e fazer manutenção.
Aqui é muito fácil errar.
Como a tarefa está na lista, começamos logo a procurar uma forma segura de o operador a executar. Escolhemos modo de operação, proteção, intertravamento, dispositivo de autorização ou procedimento.
Mas a lista de tarefas não tem de descrever a versão final da máquina. Ela mostra apenas como a pessoa interage com a máquina no projeto que está a ser analisado.
Cada tarefa merece uma pergunta adicional: na construção final, ela ainda tem de existir?
Caso 1: o operador “só corrige” o material
Na transição entre um transportador e a parte seguinte da máquina, o material fica mal posicionado de tempos a tempos. O operador vê o problema, aproxima-se e corrige manualmente a posição.
Demora poucos segundos. Não é tratado como avaria nem como mudança formal de formato. Afinal, o operador “só endireita a peça”.
Só que, nessa curta intervenção, a pessoa entra numa zona onde pode haver movimento do transportador, de um empurrador ou de outro elemento mecânico. Na avaliação de riscos aparece então uma tarefa: desencravar ou corrigir a posição do material.
A resposta mais óbvia?
Fechar o acesso. Adicionar intertravamento. Preparar um modo manual. Descrever o método seguro de desencravamento.
Talvez algumas destas soluções continuem a ser necessárias. Mas primeiro é preciso fazer a pergunta menos confortável: por que razão o material fica mal posicionado?
Há uma folga ou desnível entre transportadores? As guias seguram o material em toda a gama de dimensões prevista? As velocidades dos mecanismos estão sincronizadas? Uma mudança brusca de velocidade roda ou derruba o produto? O material mal posicionado pode ser detetado e rejeitado automaticamente antes de bloquear a operação seguinte?
Se a intervenção nasce de uma alimentação pouco fiável, o projetista deve começar pela fiabilidade. O ponto 6.2.13 da ISO 12100 indica que maior fiabilidade do equipamento reduz o número de eventos que exigem intervenção e, por consequência, reduz a exposição humana aos perigos.
Alterar a geometria da passagem, a condução do material ou os parâmetros de movimento pode fazer com que uma tarefa realizada várias vezes por turno deixe de fazer parte do trabalho normal.
Nesse caso, não desenhámos uma forma mais segura de corrigir o material.
Eliminámos a causa que obrigava o operador a corrigi-lo.
Isto não significa que todos os perigos desapareceram. Ainda é preciso prever avarias, materiais fora do normal, sujidade e encravamentos reais. Mas diminui o número de intervenções previsíveis criadas pelo funcionamento normal do processo.
Não é uma diferença pequena. É a passagem de proteger contra os efeitos para mudar a causa.
Caso 2: o sensor só pode ser ajustado dentro da zona perigosa
A máquina trabalha com vários tipos de material. O sensor escolhido não cobre toda a área de deteção necessária ou exige mudança de posição conforme o material em produção.
Resultado: durante a mudança de formato, o operador entra na zona perigosa e ajusta o sensor manualmente.
Outra vez temos uma tarefa concreta para avaliar: regulação da posição do sensor quando muda o tipo de material.
Podemos, claro, desenhar uma entrada segura. Parar a máquina. Bloquear o arranque. Definir modo de trabalho e procedimento de mudança. Aplicar LOTO quando fizer sentido.
Mas isto é mesmo a primeira resposta?
Se a máquina, pelo uso previsto, tem de trabalhar com uma determinada gama de materiais, as propriedades desses materiais fazem parte dos limites da máquina. O sistema de deteção deve ser escolhido considerando toda a gama previsível de funcionamento, não apenas uma variante.
A primeira possibilidade é usar um sensor, ou outra tecnologia de deteção, que garanta a área de operação necessária para todos os materiais previstos. Isto liga diretamente ao ponto 6.2.4 da ISO 12100, sobre a escolha de tecnologia adequada.
Não se trata de montar sempre o sensor com o maior alcance possível. Uma área de deteção maior pode criar falsas deteções ou reduzir a capacidade de distinguir materiais. A solução tem de ser escolhida e validada para as condições reais do processo.
Mas, se um sensor bem escolhido elimina a necessidade de reajuste a cada mudança, também desaparece a tarefa que obrigava a entrar na zona.
E se uma área fixa de deteção não for tecnicamente possível?
Então verifica-se se a regulação tem mesmo de ser feita junto ao sensor. O mecanismo de ajuste pode ser levado para fora da zona perigosa ou desenhado para que o operador altere a posição a partir de um local seguro. É exatamente a lógica do ponto 6.2.15, que recomenda colocar pontos de ajuste e manutenção fora das zonas perigosas.
Em vez de desenhar uma entrada segura até ao sensor, mudamos o local onde a regulação é feita.
Continua a ser uma mudança de formato. Continua a ser necessário prever ajuste errado, alteração acidental de parâmetro e deteção incorreta do material. Mas o operador não precisa de entrar entre elementos da máquina só para adaptar um sensor à próxima produção.
Nos dois casos, o mecanismo mental é o mesmo.
Primeiro identificamos a tarefa humana. Depois não perguntamos apenas como a proteger. Verificamos também por que ela surgiu, se resulta da função real da máquina ou de uma limitação da solução escolhida, se a causa pode ser eliminada, se a máquina pode assumir a tarefa e se o local da intervenção pode sair da zona perigosa.
Só depois sabemos que tarefas ficam realmente com o operador.
Às vezes, a melhor forma de reduzir o risco numa mudança de formato não é uma entrada mais segura na zona. É não haver necessidade de entrar na zona.
Antes da medida de proteção: o que pode mesmo mudar na máquina?
A ISO 12100 não dá uma receita única para todos os perigos. No ponto 6.2 aponta, no entanto, áreas concretas onde o projetista deve procurar eliminar perigos ou reduzir riscos por construção.
A tabela seguinte não diz que as medidas da primeira coluna estão erradas. Uma proteção, uma função de segurança ou um procedimento podem ser necessários mais tarde. A questão é outra: não se deve saltar para eles antes de esgotar as possibilidades do passo 1.
| Antes de... | Verifique no passo 1... | Exemplo concreto |
|---|---|---|
| mandar o operador observar cuidadosamente a zona | se a construção lhe dá visibilidade real | alterar a forma da máquina ou a posição do posto de comando, reduzir ângulos mortos, posicionar corretamente um espelho |
| isolar um ponto de esmagamento | se ele pode ser eliminado por geometria | aumentar a folga para que a parte do corpo considerada não seja esmagada, ou reduzi-la para que não consiga entrar |
| sinalizar uma aresta afiada | se a aresta tem mesmo de ser afiada | arredondar, rebater ou nivelar a aresta de chapa, fechar a extremidade aberta de um tubo |
| escrever uma instrução de “alcance seguro” | se a forma da máquina garante postura e acesso adequados | reposicionar comandos, eliminar a necessidade de inclinar o corpo sobre o mecanismo ou meter a mão entre peças móveis |
| definir uma zona de proteção à volta de uma peça móvel | se é possível limitar força, massa, velocidade ou energia | cilindro menor, pressão mais baixa, elemento móvel mais leve, velocidade limitada ao necessário para o processo |
| encapsular uma fonte de ruído ou entregar proteção auditiva | se o ruído pode ser reduzido na origem | alterar acionamento, velocidade, rigidez, forma de união das peças ou parâmetros do processo |
| isolar o operador das vibrações | se a fonte das vibrações pode mudar | equilibrar peças, alterar distribuição de massas, frequência ou amplitude do movimento |
| projetar ventilação para poeiras | se a geração de poeiras pode ser reduzida | usar granulado em vez de pó, ou fresagem em vez de lixagem quando o processo o permitir |
| blindar uma fonte de radiação | se a fonte é indispensável e se precisa dessa potência | eliminar a fonte, reduzir a potência ao mínimo necessário, concentrar o feixe no alvo |
| adicionar mais inspeções à estrutura | se a estrutura foi corretamente calculada e executada | dimensionamento adequado, escolha de ligações, prevenção de sobrecarga e fadiga, equilibragem de partes rotativas |
| proteger a pessoa contra a rutura de uma peça | se material e coeficiente de segurança foram escolhidos corretamente | considerar corrosão, envelhecimento, desgaste, fragilidade, inflamabilidade e cargas cíclicas reais |
| proteger uma tecnologia perigosa | se outra tecnologia pode ser usada | acionamento elétrico em vez de pneumático, corte por água em vez de mecânico, processo abaixo do ponto de inflamação |
| assumir que uma mola ou o peso próprio libertam uma peça | se é possível usar ação mecânica positiva | acionamento direto ou rígido de outro elemento, por exemplo abertura positiva de contactos |
| exigir no manual que a máquina fique em piso nivelado | se a máquina é estável nas condições previsíveis | alterar base, distribuição de massas, centro de gravidade ou considerar forças dinâmicas e vento |
| criar um procedimento especial de serviço | se a máquina é realmente manutível | garantir acesso compatível com dimensões humanas, roupa e ferramentas, reduzindo ferramentas especiais |
| formar o operador para não errar | se a interação homem-máquina não favorece o erro | HMI legível, comandos inequívocos, postura correta, ausência de ritmo imposto cegamente pelo ciclo automático |
| marcar apenas o perigo elétrico | se o equipamento elétrico foi projetado segundo princípios de segurança | seccionamento e comutação corretos, proteção contra choque elétrico e comportamento previsível após falha |
| adicionar alarme de sobrepressão | se o sistema consegue impedir uma subida perigosa de pressão | limitação de pressão bem dimensionada e construção resistente às flutuações previsíveis |
| alertar para energia residual após desligar a máquina | se essa energia pode ser eliminada automaticamente | descarga automática de reservatório ou acumulador após corte de alimentação, evacuação controlada da pressão residual |
| usar paragem de emergência como resposta a comportamento imprevisível | se o sistema de comando se comporta de forma segura | sem movimento no energizar, sem rearme automático, manutenção da paragem e retenção da carga após perda de energia |
| olhar apenas para o controlador de segurança | se todas as partes da função têm fiabilidade adequada | modo de falha previsível, redundância, deteção de defeitos e diversidade das soluções aplicadas |
| preparar uma rotina frequente de desencravamento | se é possível reduzir eventos que exigem intervenção | melhor guia de material, eliminação de encravamentos, componentes mais duráveis e diagnóstico sem burla/contorno de proteções |
| proteger alimentação ou retirada manual de material | se essa tarefa pode ser mecanizada ou automatizada | transportador, manipulador, empurrador, rampa ou rejeição automática de material mal posicionado |
| desenhar entrada segura até ao elemento ajustável | se o ajuste pode ser eliminado ou feito fora da zona | sensor que cobre todos os materiais previstos ou mecanismo de regulação levado para fora da zona perigosa |
| proteger a entrada até ao ponto de lubrificação | se esse ponto tem de estar dentro da zona | linha de lubrificação, lubrificação centralizada ou ponto de serviço acessível pelo exterior |
A tabela não é uma lista para marcar mecanicamente em todos os perigos. Nem todos os métodos serão possíveis. Algumas alterações podem criar novos perigos ou afetar a função principal da máquina.
Mas é um conjunto de perguntas que deve aparecer antes de passar ao passo dois.
Depois de cada método aplicado, faça uma pergunta de controlo: o que mudámos realmente — o perigo, a grandeza do risco ou apenas o acesso humano ao local perigoso?
Se a única resposta for “adicionámos uma proteção e uma função de segurança”, descrevemos uma medida de proteção.
Ainda não demonstrámos que fizemos o passo 1.
Quando é que se pode passar ao passo dois?
Depois de percorrer as soluções do ponto 6.2, é fácil cair no extremo oposto: se o projeto inerentemente seguro é o primeiro e mais importante passo, então qualquer proteção prova que o projetista falhou.
Não é isso.
Há perigos que não podem ser removidos sem destruir a função principal da máquina. Uma ferramenta de corte tem de continuar afiada. Uma prensa tem de gerar a força necessária ao processo. Um elemento de trabalho tem de se mover. O material pode exigir uma transformação que gera ruído, poeira ou temperatura elevada.
O passo 1 nem sempre elimina o perigo. Mas deve reduzir o risco associado tanto quanto for praticamente possível.
Podemos reduzir a energia do movimento, mas não até ao ponto em que a máquina deixa de cumprir a sua função. Podemos mudar a geometria, mas nem sempre eliminamos todos os locais perigosos. Podemos reduzir intervenções do operador, mas continuarão a existir limpeza, manutenção e perturbações imprevistas do processo.
É para estes casos que a ISO 12100 prevê o passo dois.
Mas ele não começa quando a proteção é a solução mais fácil. O ponto 6.1 fala na aplicação de medidas técnicas de proteção e medidas complementares quando a eliminação do perigo, ou a redução suficiente do risco por projeto, não é praticamente exequível.
Entre “não dá” e “não queremos mudar o projeto” há uma diferença essencial.
Antes de passar ao passo dois, vale a pena confirmar se todos os modos de trabalho da máquina foram considerados; se todas as formas de intervenção humana foram analisadas; se foram avaliadas alterações de geometria, energia, material e tecnologia; se se reduziu o número de encravamentos, avarias e tarefas que exigem acesso; se pontos de ajuste e manutenção podiam ser deslocados para fora da zona perigosa; se as soluções aplicadas não criaram novos perigos; e se a alteração não piorou as condições de trabalho ou a usabilidade da máquina.
Esta última pergunta é crítica. Uma solução que atrapalha o trabalho normal, aumenta demasiado o tempo de mudança ou impede resolver uma perturbação típica incentiva a burla/contorno de proteções. A norma não pede apenas eficácia técnica isolada. Pede coerência entre medidas e atenção ao efeito real no operador e no uso da máquina.
A avaliação também não termina depois de aplicar uma solução. Segundo o ponto 5.6, após cada passo é necessário verificar de novo se o risco foi suficientemente reduzido e se surgiram novos perigos.
Mudar a geometria pode melhorar a segurança, mas dificultar a manutenção. Automatizar a alimentação pode eliminar uma tarefa manual, mas criar um novo ponto de esmagamento. Levar a regulação para fora da zona perigosa pode reduzir a exposição, mas permitir alteração acidental do ajuste.
Cada resposta cria a pergunta seguinte.
Isto não é defeito do método. É o método.
A proteção não é prova de mau projeto. Pode ser a medida de proteção correta e necessária. O problema aparece quando ela substitui a análise séria do que podia mudar na própria máquina.
O passo dois não começa quando o projetista fica sem ideias. Começa quando as possibilidades do passo um foram realmente analisadas e o risco continua sem estar suficientemente reduzido.