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Revista da Graduação da Faculdade do Centro Leste
PLANEJAMENTO DE OPERAÇÕES DE
IÇAMENTO DE CARGAS ESPECIAIS NA
MANUTENÇÃO
Julio Cesar Maciel Rezende
Faculdade do Centro Leste, Endereço, Rod. ES – 010, km 6, S/N, Manguinhos, Serra - ES
Resumo
Durante as paradas de manutenção, as operações de içamento convencionais são freqüentemente realizadas,
porém, as operações de içamento de cargas especiais não são tão raras assim, principalmente nas grandes plantas
(Usinas Siderúrgicas, Plantas de Beneficiamento de Minérios, Plantas de produção de Papel e Celulose, Refinarias
de Petróleo, etc.), onde os equipamentos têm grandes dimensões, grandes massas e formas complexas. Um
planejamento realizado incorretamente ou a falta total de planejamento estão entre as principais causas de
acidentes com grandes perdas materiais e humanas, nas operações de içamento de cargas. Neste contexto, buscou-
se apresentar os critérios recomendados por normas, nacionais e internacionais, para a elaboração de um
planejamento de içamento de cargas especiais, abrangendo a seleção de lingas, acessórios, método de amarração
da carga, a seleção dos equipamentos (guindastes, ponte rolante, etc.), a definição dos apoios do equipamento
sobre o solo, a avaliação da influência da força de vento e das condições climáticas no equipamento e na carga,
bem como os requisitos para içamentos com movimentação do equipamento e içamentos com múltiplos
equipamentos, simultaneamente.
1. Introdução
Cada vez mais, a segurança do trabalho nas operações
de movimentação de cargas, tem recebido uma
atenção crescente por parte das empresas e dos
profissionais envolvidos. As operações de içamento e
movimentação de cargas, devido à sua natureza, são
operações que envolvem um alto risco. Os acidentes,
quando ocorrem, normalmente estão relacionados ao
planejamento inadequado destas operações, ou, até
mesmo, a completa ausência de planejamento. Cada
vez mais, a segurança do trabalho nas operações de
movimentação de cargas, tem recebido uma atenção
crescente por parte das empresas e dos profissionais
envolvidos. As operações de içamento e
movimentação de cargas, devido à sua natureza, são
operações que envolvem um alto risco. Os acidentes,
quando ocorrem, normalmente estão relacionados ao
planejamento inadequado destas operações, ou, até
mesmo, a completa ausência de planejamento.
As operações de içamento de cargas especiais, nas
paradas de manutenção são parte de um planejamento
maior, que abrange todas as atividades referentes à
parada como um todo, mas que deve ser tratado e
detalhado com o máximo critério.
As operações rotineiras de içamento e movimentação
de cargas são executadas de forma regular e,
geralmente, são padronizadas de maneira formal.
Porém, as operações especiais de içamento e
movimentação de cargas, devido à sua complexidade,
demandam que o planejamento seja feito de maneira
ampla, e que deve ser desenvolvido com a
antecedência necessária, a fim de aumentar a
segurança da operação através da identificação e da
prevenção dos riscos envolvidos para as pessoas e
equipamentos, de reduzir os imprevistos que podem
gerar atrasos no cronograma da operação, além de
otimizar a utilização de lingas e acessórios existentes
nos almoxarifados da planta. Este planejamento deve
contemplar a elaboração de um projeto técnico, que
deve abranger, não somente a segurança, mas também,
a economia e a eficácia, necessárias à operação.
A segurança da operação é mais fácil de ser colocada
no papel do que ser obtida na prática. A falta de
treinamento adequado e a cultura das pessoas induzem
à realização de operações de forma insegura, mas que
somente vêm à tona quando ocorrem os acidentes.
Mesmo se a operação for planejada corretamente, mas,
se a execução não seguir as etapas deste planejamento
e se não for supervisionada criteriosamente, os riscos
de acidentes são grandes.
Algumas empresas possuem padrões internos que
estabelecem as recomendações mínimas necessárias
para a elaboração do procedimento de içamento e
movimentação de cargas (“Plano de Rigging”). Mas,
mesmo nas empresas que não disponibilizam de
padrões específicos, as boas práticas recomendam que
todas as estas operações, independentemente do grau
Revista da Graduação da Faculdade do Centro Leste
de complexidade, tenham um mínimo de planejamento
necessário.
As pressões de cumprimento de prazos e de custos,
inerentes às paradas de manutenção, devem ser
tratadas com critério. As operações de içamento,
devido ao grande peso e complexidade de
movimentos, normalmente são executadas em
velocidades baixas, pois o ganho de capacidade dos
equipamentos de elevação, obtido pelo número de
passadas de cabo de aço, revertem em perdas na
velocidade de acionamento, e os movimentos do
operador do equipamento de elevação, devem ser
executados o mais suavemente possível, para não
introduzir efeitos dinâmicos na carga e no
equipamento. Portanto, a pressão para redução de
tempo de execução pode induzir as pessoas envolvidas
ao erro. Neste contexto, o cronograma das operações
deve ser feito considerando as velocidades de
execução de cada etapa da operação, o que reforça a
importância da elaboração prévia do procedimento.
Nas operações de içamento e movimentação de cargas
especiais, que ocorrem durante as paradas de
manutenção, e devem ser executadas por guindastes
móveis, o planejamento deverá abranger uma análise
do solo no qual o guindaste será patolado, e as
condições ambientais deverão ser monitoradas com
rigor.
O planejamento das operações de içamento de cargas
especiais, que é composto de atividades
administrativas, organizacionais e técnicas/
operacionais, deve estar interligado com as demais
atividades que envolvem a parada de manutenção.
Este planejamento, na maior parte dos casos, são
elaborados e executados por empresas contratadas e,
portanto, recomenda-se que haja um responsável
técnico, ou seja, um engenheiro, que emita uma
Anotação de Responsabilidade Técnica – ART, junto
ao Conselho Regional de Engenharia e Arquitetura –
CREA.
2. Técnicas e práticas recomendadas pelas
normas
Embora não exista uma norma nacional,
regulamentando os procedimentos de içamento e
movimentação de cargas, existem normas
internacionais que recomendam a elaboração formal
destes procedimentos. Estas normas são da série B30
da ASME (American Society of Mechanical
Engineers), da ISO (International Standard
Organization) e EN (European Standard).
A complexidade, os riscos e os custos envolvidos
nestas operações exigem projetos de içamento que não
se limitam apenas ao documento conhecido
popularmente com “Plano de Rigging”. Estes projetos
definem muitos outros parâmetros, especificações,
cálculos e desenhos que serão a base para uma
operação de sucesso.
Em linhas gerais, a primeira etapa da elaboração do
planejamento da operação de içamento de cargas é a
visita técnica de campo. Será durante esta visita que o
planejador irá levantar todas as informações
necessárias para a elaboração do plano de içamento de
cargas. Nas operações nas quais serão utilizadas
pontes rolantes, pórticos rolantes e guindastes
portuários sobre trilhos, o levantamento de campo
deverá identificar as informações inerentes à carga a
ser içada (peso, posição do centro de gravidade,
posição dos pontos de amarração, estado de
conservação, etc.). Nas operações nas quais serão
utilizados guindastes móveis, além das informações
inerentes à carga a ser içada, o levantamento de campo
deverá abranger, também, a identificação de todas as
interferências visíveis (árvores, redes elétricas,
tubulações aéreas, transportadores de correia, etc.),
interferências invisíveis (tubulações enterradas,
galerias pluviais, galerias de cabos elétricos, caixas de
passagem, etc.), o espaço disponível para se
posicionar o guindaste e os níveis das elevações de
inicio e fim (posição inicial e final de instalação da
carga).
Após o levantamento de campo, inicia-se a seleção da
forma de amarração mais adequada à carga, ou seja, a
definição, o dimensionamento e o detalhamento desta
amarração, bem como, a especificação de dispositivos
especiais que forem necessários. Se a carga possui
pontos de amarração definidos pelo fabricante do
equipamento (transformadores, motores elétricos,
vasos de pressão, etc.), muito provavelmente, o centro
de gravidade da carga estará equilibrado em relação a
estes pontos. Mas, se a carga não possui pontos de
içamento definidos pelo fabricante, será necessária a
definição da posição do centro de gravidade da carga.
O peso da carga também precisa ser obtido com a
máxima precisão possível, através de desenhos
técnicos, manuais do equipamento, plaqueta de
identificação, memórias de calculo, etc. A amarração
deve ser definida de modo a não ser danificada pela
carga (devem ser previstos protetores de cantos vivos)
e nem danificar a carga, caso esta não possua
resistência mecânica suficiente para resistir aos
esforços impostos pela amarração. Conforme as
figuras 1 e 2, pode-se ver uma análise de engenharia
para definir a utilização ou não de dispositivo especial
(balancim) para o içamento de um tanque. A analise
feita por aplicativo de analise por elementos finitos
concluiu que o tanque poderia ser içado sem o auxilio
de dispositivo especial, uma vez que os travamentos
internos garantiram a resistência mecânica suficiente
ao costado do tanque.
Revista da Graduação da Faculdade do Centro Leste
Figura 1. Seção de costado de tanque em içamento sem
balancim [1].
Figura 2. Análise de tensões pelo método dos
elementos finitos do costado do tanque, para içamento
sem balancim (spreader bar). Deformações
majoradas. Seções do fundo e teto.[1].
Uma vez definida a amarração, os pesos de todos os
elementos que compõe o sistema de amarração devem
ser determinados ou calculados, e somados ao peso da
própria carga. As normas internacionais recomendam
fatores de majoração devido à incerteza a respeito do
peso da carga. Nos casos onde se tem somente os
pesos definidos nos desenhos técnicos, as normas
recomendam um acréscimo de 5% no peso da carga
bruta (carga + amarração + dispositivos), pois não
foram somados os pesos dos cordões de solda dos
elementos de fixação (parafusos, porcas e arruelas) e
não se levou em conta as variações nas dimensões das
peças individualmente. Quando o peso da carga é
obtido por pesagem, as normas recomendam um
acréscimo de 3% que equivalem ao grau precisão dos
equipamentos de pesagem (balanças e células de
carga) comerciais. As normas internacionais também
recomendam fatores de majoração para absorver os
efeitos dinâmicos, decorrentes da rápida aceleração e
desaceleração da carga pelo operador, conforme o
local e o tipo de operação. Nas situações, nas quais o
içamento será realizado por 02 (dois) ou mais
guindaste, simultaneamente, para a verticalização da
carga, recomenda-se adotar o fator de majoração
devido à incerteza da posição do centro de gravidade
da carga. Estes fatores devem ser aplicados de forma
cumulativa.
A definição do equipamento de elevação a ser
utilizado, depende do local da operação. As operações
dentro de galpões, normalmente são feitas, utilizando-
se pontes rolantes e pórticos existentes, mas não são
raras as operações que utilizam guindastes móveis,
que requerem maiores cuidados na sua seleção. A
definição do equipamento de elevação também
depende, além do peso da carga bruta, ou seja, da
somatória dos pesos da carga propriamente dita e dos
elementos do sistema de amarração (lingas, acessórios
e dispositivos), dos pesos dos acessórios do próprio
equipamento, como por exemplo, os moitões dos
guindastes móveis. Além disso, os fabricantes dos
equipamentos recomendam deduzir da capacidade do
equipamento, ou seja, somar ao peso da carga bruta, o
peso do cabo de aço do equipamento e dispositivos
tais como, extensões de lança e “jibs” (estruturas
utilizadas nas extremidades das lanças dos guindastes
para aumentar o alcance vertical e horizontal das
lanças principais).
A seleção dos guindastes móveis é feita a partir de
tabelas que fornecem as capacidades máximas de
trabalho do guindaste para todas as configurações de
raio de operação, comprimentos da lança e o conjunto
de contrapesos utilizados, chamadas de tabelas de
carga. Para a elaboração destas tabelas de carga, as
normas estabelecem limites de segurança contra a
perda de estabilidade do equipamento, em relação à
carga de limiar de tombamento (em inglês, Tipping
load) para uma determinada configuração, ou seja, a
carga sob a qual o guindaste fica em equilíbrio, prestes
a tombar. O limite de segurança em relação à carga de
tombamento (ou em relação à capacidade estrutural da
lança, para raios de operação curtos e lanças longas),
para guindastes sobre pneus, com lança telescópica,
deve ser de 15% (25% para guindastes sobre esteiras),
segundo a norma americana ASME B30.5 [5], ou de
25%, segundo a norma européia EN 13000 [6]. Isto
significa que as tabelas de carga dos guindastes
mostram valores que já foram reduzidos (em 15% ou
25%) pelo fabricante, segundo a norma adotada para a
elaboração da tabela. Para consulta às tabelas de carga
dos guindastes é preciso ter em mãos o raio de
operação (distância entre o centro de giro do guindaste
e o centro de gravidade da carga), o conjunto de
contrapesos utilizados e o comprimento da lança do
guindaste (distância entre o pino de articulação da
lança, no chassi e a linha de centro da roldana da
ponta da lança) para se atingir a altura de içamento da
carga, respeitando a folga mínima entre a roldana da
ponta da lança e o gancho do moitão. O peso da carga
bruta (carga + amarração + dispositivos) a ser içada
deverá ser menor que o valor da capacidade de carga
do guindaste, que é obtida na tabela de carga
(recomenda-se, no mínimo, 15% menor, chamada de
taxa de utilização), porque, as tabelas são válidas para
Revista da Graduação da Faculdade do Centro Leste
condições ideais, estabelecidas pelos fabricantes, uma
vez que eles não têm controle sobre o uso do
equipamento pelos usuários, que na prática não são
possíveis de serem totalmente atendidas, tais como,
equipamento novo, “jibs” e extensões, removidos da
lança, solo totalmente resistente, velocidade de vento
baixa, raio de operação após a carga içada, etc. O
valor do peso do conjunto de contrapesos a ser
adotado, será definido conforme a tabela de carga que
for selecionada, para a capacidade tabelada necessária
ao içamento. O planejamento deverá prever um
caminhão (no caso dos guindastes mais pesados, uma
carreta com prancha semi-reboque, e até mesmo um
guindaste auxiliar) para o transporte dos contrapesos,
pois estes não podem ser transportados pelo próprio
guindaste. A definição do tamanho do moitão do
guindaste, bem como, a quantidade de passadas de
cabo de aço, também é definida a partir do valor da
carga bruta a ser içada. O transporte deste moitão,
dependendo do tamanho, também deverá ser previsto
pelo planejamento. Se a operação foi planejada com a
antecedência necessária, o planejador poderá
pesquisar os equipamentos disponíveis na região,
analisando-os se estes têm capacidade necessária ao
içamento proposto, e somente solicitando a
mobilização de equipamento proveniente de outras
regiões, no caso destes não atenderem.
A utilização de guindastes móveis, também requer a
análise da pressão exercida pela sapata do
equipamento no solo. O solo representa a maior fonte
de incerteza no planejamento de uma operação de
içamento de cargas, pois requer sondagens e analise
por parte de um engenheiro civil. Devido à pequena
área da sapata, a pressão exercida sobre o solo é
bastante grande. Cada tipo de solo resiste a um valor
pressão máxima admissível, que não deve ser
excedido, pois, caso contrário, ocorrerá o afundamento
da sapata do guindaste no solo, causando um
desnivelamento e, em casos extremos, o tombamento
do equipamento. No intuito de não se exceder esta
pressão máxima admissível do solo, onde o guindaste
irá trabalhar, deve-se colocar sob as sapatas, apoios
cuja área seja grande o suficiente para distribuir os
esforços impostos, reduzindo e mantendo a pressão
atuante em valores abaixo do valor admissível.
Normalmente, os apoios para as sapatas dos
guindastes são feitos de dormentes de madeira dura
(maçaranduba ou peroba), mas, em alguns casos,
utiliza-se chapas de aço, em conjunto com os
dormentes de madeira, principalmente, para os
guindastes mais pesados (e para os guindastes sobre
esteiras). Os dormentes de madeira devem ser fixados
uns aos outros para que atuem com se fossem uma
peça única, presos através de tirantes roscados e
porcas ou montando-se mais uma camada de
dormentes, orientados perpendicularmente aos da
camada inferior. Estes dormentes de madeira,
chamados de “mats” devem ser planejados
(calculados, detalhados, adquiridos e transportados),
para que estejam disponíveis no local e dia da
operação.
Para operações próximas a taludes, muros de arrimo e
construções recentes, nas quais as regiões vizinhas às
fundações foram aterradas, deve-se observar as
distâncias mínimas recomendadas pelas normas, a fim
de evitar o afundamento do solo, uma vez que estas
regiões têm resistência menor que o solo integro. Em
alguns casos, pode ser necessário incluir no
planejamento da operação, o melhoramento
(estaqueamento e recompactação), ou até mesmo, a
substituição do solo. Em todas as situações o solo
onde o guindaste irá patolar deve estar o mais nivelado
possível. O desnivelamento do guindaste, seja pela
não observância prévia de nivelamento correto, ou
pelo recalque do solo durante a operação, pode causar
o tombamento do guindaste, ou no caso do uso de
lança longa em raio de operação curtos, pode causar
uma torção na lança, com consequente falha estrutural
da mesma. O máximo desnivelamento admissível
pelas normas é de 1%, nos sentidos, longitudinal e
transversal, e deve ser verificado através de
topografia.
Operações de içamento de cargas que ocorrem
próximas a redes elétricas, requerem atenção especial.
As normas internacionais recomendam distâncias
mínimas entre a carga, os cabos de aço, a lança dos
guindastes e a fiação da rede, a serem adotadas.
Recomenda-se que seja incluído no planejamento da
operação, um sinaleiro específico para alertar o
operador, quando, corre-se o risco do equipamento ou
carga aproximarem destas distâncias limites.
Se, devido às condições da operação, ficar definido
que a forma de comunicação entre o operador e o
sinaleiro deverá ser feita via rádio, ao invés de sinais
manuais, o planejamento da operação deverá prever,
não somente os aparelhos de rádio comunicação, mas,
solicitar um canal de comunicação exclusivo, para a
operação de içamento, no qual, somente o operador, o
sinaleiro e o supervisor da operação tenham acesso.
No planejamento das operações de içamento, deve-se
incluir a atividade de desamarração da carga, que no
caso de cargas com grande altura e posicionadas em
grandes elevações (por exemplo, torres de destilação,
vasos de pressão, etc.) será necessária a
disponibilidade no local da obra, de andaimes, ou até
mesmo, de plataforma de trabalho aéreo para acesso
do colaborador que fará a desamarração da carga.
Para operações, nas quais o guindaste irá mover com a
carga, as recomendações mínimas, listadas abaixo
deverão ser seguidas:
 A carga deve estar o mais próximo possível
do solo e do guindaste;
 Usar cabos guia ou prender a carga no chassi
do guindaste;
 Usar a lança mais curta possível;
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 O solo deve ser o mais firme e nivelado
possível;
 A velocidade deve ser a mais baixa possível;
 Posicionar a lança do lado das rodas tensoras
(para guindastes sobre esteiras);
 Pneus em ótimo estado e com a pressão
correta conforme as recomendações do
fabricante do equipamento, para guindastes
sobre pneus para terrenos acidentados do tipo
RT (Rough Terrain).
Devido à complexidade destas operações, recomenda-
se a elaboração de um procedimento de içamento de
cargas formal, conhecido popularmente como “Plano
de Rigging”. Este procedimento deve abranger todas
as recomendações mencionadas anteriormente,
constando dos seguintes documentos, mas não se
limitando a eles:
 Relatório de visita técnica de campo;
 Layout do sistema de amarração descrevendo
a forma de fixação na carga;
 Desenho ou especificação completa das
lingas, acessórios e dispositivos;
 Tabela da composição da carga bruta,
incluindo, além da carga, todas as lingas,
acessórios e dispositivos que serão utilizados,
com os respectivos pesos próprios;
 Definição do tamanho do moitão e do número
de passadas de cabo necessárias para se fazer
o içamento;
 Tabela com a composição do guindaste,
incluindo a configuração referente à
capacidade tabelada que será utilizada (raio
de operação, comprimento de lança,
contrapeso, etc.);
 Desenho ou especificação completa com tipo
e dimensões dos apoios (mats) do guindaste
no solo;
 Página da tabela de carga do guindaste, que
foi utilizada na sua seleção;
 Listar os fatores adotados para a contingência
do peso da carga bruta, para absorção dos
fatores dinâmicos e para a taxa de utilização
do equipamento;
 Prever a quantidade, material e comprimento
dos cabos guia, que servirão para controlar a
carga durante a operação;
 Descrição da forma de desamarração da carga
(se necessário);
 Desenho técnico constando vistas laterais e
planta da operação como um todo, conforme
exemplo mostrado na figura 3, descrevendo
toda a seqüência da operação, com as
posições de início, intermediária(s) e final de
operação e incluindo todas as informações
listadas acima;
 Coordenadas e elevação da base do
equipamento, construções e eventuais
obstáculos;
 Seqüência de liberação dos equipamentos de
movimentação de carga, em função da
seqüência de desmontagem e montagem;
 Memórias de cálculo da seleção das lingas,
acessórios, dispositivos, dos apoios do
guindaste, da velocidade de vento e do
guindaste propriamente dito;
Figura 3. Desenho com vistas de uma operação de
içamento [1].
O procedimento de içamento de cargas (plano de
rigging) deve ser elaborado para ser de fácil
entendimento por todos os envolvidos. De preferência,
deve-se fazer uma animação com modelamento em
três dimensões (3D) para facilitar ainda mais a
visualização da operação pelos amarradores de carga,
sinaleiros e operadores.
O projeto deverá prever uma folga entre a carga e
quaisquer obstáculos de, no mínimo, 1,0 metro (1000
mm), as folgas entre a lança do guindaste e a carga
(com a amarração) e a lança de guindaste e quaisquer
obstáculos de, no mínimo 1,5 metros (1500 mm). A
folga entre a roldana da ponta da lança e o gancho do
moitão deverá ser conforme a recomendação dos
fabricantes dos equipamentos.
O projeto deve, necessariamente, conter as cotas de
referência para o posicionamento do guindaste de
modo a garantir o raio de operação projetado para a
respectiva capacidade de elevação do guindaste.
O projeto, também, deverá contemplar um espaço, o
mais próximo possível do local da operação, com área
suficiente, para a montagem do guindaste,
principalmente, aqueles sobre esteiras, que são
mobilizados e desmobilizados com as esteiras,
contrapesos, superestrutura, módulos da lança, moitão,
etc. desmontados e transportados separadamente em
carretas (alguns modelos demandam de 40 a 50
carretas para o transporte, dependendo da
configuração).
O elaborador do plano de içamento de cargas deve,
também, avaliar os esforços e os impactos que serão
causados pelo guindaste sobre as estruturas e
Revista da Graduação da Faculdade do Centro Leste
fundações existentes. Para isso, ele deverá consultar
um engenheiro estrutural para orientá-lo.
Providencias adicionais tais como, serviços de
topografia, sondagens de solo, avaliações estruturais,
etc. quando necessárias, devem constar como
atividades do planejamento da operação.
3. Conclusão
O procedimento de içamento de cargas, elaborado
corretamente, por profissional habilitado e capacitado,
se desenvolvido com a antecedência necessária, irá
aumentar a segurança da operação através da
identificação e prevenção dos riscos envolvidos para
as pessoas e equipamentos (evitando sobrecargas pela
falta de analise prévia), irá reduzir os imprevistos que
podem gerar atrasos no cronograma da operação e
aumento nos custos da operação e irá, também,
otimizar a utilização de lingas, dispositivos,
equipamentos e acessórios existentes nas
dependências da planta, além da preservação das vidas
das pessoas envolvidas e dos ativos da empresa. Os
custos com a elaboração do plano de rigging são
infinitamente mais baixos que os custos decorrentes de
acidente.
Não basta somente o conhecimento das técnicas e
ferramentas de planejamento e gerenciamento do
projeto para planejar uma operação de içamento de
cargas especiais. A capacitação sobre as
melhores técnicas e práticas para operações de
içamento segundo as normas nacionais e
internacionais é primordial e deve ser, não somente
para os elaboradores dos planos de içamento de cargas
e os executores das operações de içamento de cargas,
mas também para os profissionais da manutenção que
recebem os planos para serem inseridos no plano
global da parada. Enfim, todos os envolvidos devem
ter, pelo menos, o conhecimento básico destas técnicas
recomendadas para a execução segura de uma
operação de movimentação de cargas especiais.
Este artigo não tem a intenção de capacitar as pessoas
sobre o assunto, mas de alertar os planejadores sobre
as recomendações mínimas a serem observadas para o
planejamento de operações de içamento de cargas com
total segurança.
Referências
[1] Roncetti, Leonardo. “A importância de bons
projetos de içamento para segurança e
racionalização das obras”, TechCon Engenharia e
consultoria, 2010.
[2] Shapiro, Howard. Cranes and Derricks. 4th
edition,
New York: McGraw-Hill, 2010.
[3] Dickie, Donald E. Mobile Crane Manual, Ontario,
Canadá: Construction and Safety Association of
Ontario, 2009.
[4] Obebrecht. Critérios para a seleção de guindastes
em operações para a movimentação da cargas,
2011.
[5] ASME B30.5. Mobile and Locomotive Cranes,
2011.
[6] EN 13000. European Standard- Cranes, Mobile
Cranes, 2010.

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  • 1. Revista da Graduação da Faculdade do Centro Leste PLANEJAMENTO DE OPERAÇÕES DE IÇAMENTO DE CARGAS ESPECIAIS NA MANUTENÇÃO Julio Cesar Maciel Rezende Faculdade do Centro Leste, Endereço, Rod. ES – 010, km 6, S/N, Manguinhos, Serra - ES Resumo Durante as paradas de manutenção, as operações de içamento convencionais são freqüentemente realizadas, porém, as operações de içamento de cargas especiais não são tão raras assim, principalmente nas grandes plantas (Usinas Siderúrgicas, Plantas de Beneficiamento de Minérios, Plantas de produção de Papel e Celulose, Refinarias de Petróleo, etc.), onde os equipamentos têm grandes dimensões, grandes massas e formas complexas. Um planejamento realizado incorretamente ou a falta total de planejamento estão entre as principais causas de acidentes com grandes perdas materiais e humanas, nas operações de içamento de cargas. Neste contexto, buscou- se apresentar os critérios recomendados por normas, nacionais e internacionais, para a elaboração de um planejamento de içamento de cargas especiais, abrangendo a seleção de lingas, acessórios, método de amarração da carga, a seleção dos equipamentos (guindastes, ponte rolante, etc.), a definição dos apoios do equipamento sobre o solo, a avaliação da influência da força de vento e das condições climáticas no equipamento e na carga, bem como os requisitos para içamentos com movimentação do equipamento e içamentos com múltiplos equipamentos, simultaneamente. 1. Introdução Cada vez mais, a segurança do trabalho nas operações de movimentação de cargas, tem recebido uma atenção crescente por parte das empresas e dos profissionais envolvidos. As operações de içamento e movimentação de cargas, devido à sua natureza, são operações que envolvem um alto risco. Os acidentes, quando ocorrem, normalmente estão relacionados ao planejamento inadequado destas operações, ou, até mesmo, a completa ausência de planejamento. Cada vez mais, a segurança do trabalho nas operações de movimentação de cargas, tem recebido uma atenção crescente por parte das empresas e dos profissionais envolvidos. As operações de içamento e movimentação de cargas, devido à sua natureza, são operações que envolvem um alto risco. Os acidentes, quando ocorrem, normalmente estão relacionados ao planejamento inadequado destas operações, ou, até mesmo, a completa ausência de planejamento. As operações de içamento de cargas especiais, nas paradas de manutenção são parte de um planejamento maior, que abrange todas as atividades referentes à parada como um todo, mas que deve ser tratado e detalhado com o máximo critério. As operações rotineiras de içamento e movimentação de cargas são executadas de forma regular e, geralmente, são padronizadas de maneira formal. Porém, as operações especiais de içamento e movimentação de cargas, devido à sua complexidade, demandam que o planejamento seja feito de maneira ampla, e que deve ser desenvolvido com a antecedência necessária, a fim de aumentar a segurança da operação através da identificação e da prevenção dos riscos envolvidos para as pessoas e equipamentos, de reduzir os imprevistos que podem gerar atrasos no cronograma da operação, além de otimizar a utilização de lingas e acessórios existentes nos almoxarifados da planta. Este planejamento deve contemplar a elaboração de um projeto técnico, que deve abranger, não somente a segurança, mas também, a economia e a eficácia, necessárias à operação. A segurança da operação é mais fácil de ser colocada no papel do que ser obtida na prática. A falta de treinamento adequado e a cultura das pessoas induzem à realização de operações de forma insegura, mas que somente vêm à tona quando ocorrem os acidentes. Mesmo se a operação for planejada corretamente, mas, se a execução não seguir as etapas deste planejamento e se não for supervisionada criteriosamente, os riscos de acidentes são grandes. Algumas empresas possuem padrões internos que estabelecem as recomendações mínimas necessárias para a elaboração do procedimento de içamento e movimentação de cargas (“Plano de Rigging”). Mas, mesmo nas empresas que não disponibilizam de padrões específicos, as boas práticas recomendam que todas as estas operações, independentemente do grau
  • 2. Revista da Graduação da Faculdade do Centro Leste de complexidade, tenham um mínimo de planejamento necessário. As pressões de cumprimento de prazos e de custos, inerentes às paradas de manutenção, devem ser tratadas com critério. As operações de içamento, devido ao grande peso e complexidade de movimentos, normalmente são executadas em velocidades baixas, pois o ganho de capacidade dos equipamentos de elevação, obtido pelo número de passadas de cabo de aço, revertem em perdas na velocidade de acionamento, e os movimentos do operador do equipamento de elevação, devem ser executados o mais suavemente possível, para não introduzir efeitos dinâmicos na carga e no equipamento. Portanto, a pressão para redução de tempo de execução pode induzir as pessoas envolvidas ao erro. Neste contexto, o cronograma das operações deve ser feito considerando as velocidades de execução de cada etapa da operação, o que reforça a importância da elaboração prévia do procedimento. Nas operações de içamento e movimentação de cargas especiais, que ocorrem durante as paradas de manutenção, e devem ser executadas por guindastes móveis, o planejamento deverá abranger uma análise do solo no qual o guindaste será patolado, e as condições ambientais deverão ser monitoradas com rigor. O planejamento das operações de içamento de cargas especiais, que é composto de atividades administrativas, organizacionais e técnicas/ operacionais, deve estar interligado com as demais atividades que envolvem a parada de manutenção. Este planejamento, na maior parte dos casos, são elaborados e executados por empresas contratadas e, portanto, recomenda-se que haja um responsável técnico, ou seja, um engenheiro, que emita uma Anotação de Responsabilidade Técnica – ART, junto ao Conselho Regional de Engenharia e Arquitetura – CREA. 2. Técnicas e práticas recomendadas pelas normas Embora não exista uma norma nacional, regulamentando os procedimentos de içamento e movimentação de cargas, existem normas internacionais que recomendam a elaboração formal destes procedimentos. Estas normas são da série B30 da ASME (American Society of Mechanical Engineers), da ISO (International Standard Organization) e EN (European Standard). A complexidade, os riscos e os custos envolvidos nestas operações exigem projetos de içamento que não se limitam apenas ao documento conhecido popularmente com “Plano de Rigging”. Estes projetos definem muitos outros parâmetros, especificações, cálculos e desenhos que serão a base para uma operação de sucesso. Em linhas gerais, a primeira etapa da elaboração do planejamento da operação de içamento de cargas é a visita técnica de campo. Será durante esta visita que o planejador irá levantar todas as informações necessárias para a elaboração do plano de içamento de cargas. Nas operações nas quais serão utilizadas pontes rolantes, pórticos rolantes e guindastes portuários sobre trilhos, o levantamento de campo deverá identificar as informações inerentes à carga a ser içada (peso, posição do centro de gravidade, posição dos pontos de amarração, estado de conservação, etc.). Nas operações nas quais serão utilizados guindastes móveis, além das informações inerentes à carga a ser içada, o levantamento de campo deverá abranger, também, a identificação de todas as interferências visíveis (árvores, redes elétricas, tubulações aéreas, transportadores de correia, etc.), interferências invisíveis (tubulações enterradas, galerias pluviais, galerias de cabos elétricos, caixas de passagem, etc.), o espaço disponível para se posicionar o guindaste e os níveis das elevações de inicio e fim (posição inicial e final de instalação da carga). Após o levantamento de campo, inicia-se a seleção da forma de amarração mais adequada à carga, ou seja, a definição, o dimensionamento e o detalhamento desta amarração, bem como, a especificação de dispositivos especiais que forem necessários. Se a carga possui pontos de amarração definidos pelo fabricante do equipamento (transformadores, motores elétricos, vasos de pressão, etc.), muito provavelmente, o centro de gravidade da carga estará equilibrado em relação a estes pontos. Mas, se a carga não possui pontos de içamento definidos pelo fabricante, será necessária a definição da posição do centro de gravidade da carga. O peso da carga também precisa ser obtido com a máxima precisão possível, através de desenhos técnicos, manuais do equipamento, plaqueta de identificação, memórias de calculo, etc. A amarração deve ser definida de modo a não ser danificada pela carga (devem ser previstos protetores de cantos vivos) e nem danificar a carga, caso esta não possua resistência mecânica suficiente para resistir aos esforços impostos pela amarração. Conforme as figuras 1 e 2, pode-se ver uma análise de engenharia para definir a utilização ou não de dispositivo especial (balancim) para o içamento de um tanque. A analise feita por aplicativo de analise por elementos finitos concluiu que o tanque poderia ser içado sem o auxilio de dispositivo especial, uma vez que os travamentos internos garantiram a resistência mecânica suficiente ao costado do tanque.
  • 3. Revista da Graduação da Faculdade do Centro Leste Figura 1. Seção de costado de tanque em içamento sem balancim [1]. Figura 2. Análise de tensões pelo método dos elementos finitos do costado do tanque, para içamento sem balancim (spreader bar). Deformações majoradas. Seções do fundo e teto.[1]. Uma vez definida a amarração, os pesos de todos os elementos que compõe o sistema de amarração devem ser determinados ou calculados, e somados ao peso da própria carga. As normas internacionais recomendam fatores de majoração devido à incerteza a respeito do peso da carga. Nos casos onde se tem somente os pesos definidos nos desenhos técnicos, as normas recomendam um acréscimo de 5% no peso da carga bruta (carga + amarração + dispositivos), pois não foram somados os pesos dos cordões de solda dos elementos de fixação (parafusos, porcas e arruelas) e não se levou em conta as variações nas dimensões das peças individualmente. Quando o peso da carga é obtido por pesagem, as normas recomendam um acréscimo de 3% que equivalem ao grau precisão dos equipamentos de pesagem (balanças e células de carga) comerciais. As normas internacionais também recomendam fatores de majoração para absorver os efeitos dinâmicos, decorrentes da rápida aceleração e desaceleração da carga pelo operador, conforme o local e o tipo de operação. Nas situações, nas quais o içamento será realizado por 02 (dois) ou mais guindaste, simultaneamente, para a verticalização da carga, recomenda-se adotar o fator de majoração devido à incerteza da posição do centro de gravidade da carga. Estes fatores devem ser aplicados de forma cumulativa. A definição do equipamento de elevação a ser utilizado, depende do local da operação. As operações dentro de galpões, normalmente são feitas, utilizando- se pontes rolantes e pórticos existentes, mas não são raras as operações que utilizam guindastes móveis, que requerem maiores cuidados na sua seleção. A definição do equipamento de elevação também depende, além do peso da carga bruta, ou seja, da somatória dos pesos da carga propriamente dita e dos elementos do sistema de amarração (lingas, acessórios e dispositivos), dos pesos dos acessórios do próprio equipamento, como por exemplo, os moitões dos guindastes móveis. Além disso, os fabricantes dos equipamentos recomendam deduzir da capacidade do equipamento, ou seja, somar ao peso da carga bruta, o peso do cabo de aço do equipamento e dispositivos tais como, extensões de lança e “jibs” (estruturas utilizadas nas extremidades das lanças dos guindastes para aumentar o alcance vertical e horizontal das lanças principais). A seleção dos guindastes móveis é feita a partir de tabelas que fornecem as capacidades máximas de trabalho do guindaste para todas as configurações de raio de operação, comprimentos da lança e o conjunto de contrapesos utilizados, chamadas de tabelas de carga. Para a elaboração destas tabelas de carga, as normas estabelecem limites de segurança contra a perda de estabilidade do equipamento, em relação à carga de limiar de tombamento (em inglês, Tipping load) para uma determinada configuração, ou seja, a carga sob a qual o guindaste fica em equilíbrio, prestes a tombar. O limite de segurança em relação à carga de tombamento (ou em relação à capacidade estrutural da lança, para raios de operação curtos e lanças longas), para guindastes sobre pneus, com lança telescópica, deve ser de 15% (25% para guindastes sobre esteiras), segundo a norma americana ASME B30.5 [5], ou de 25%, segundo a norma européia EN 13000 [6]. Isto significa que as tabelas de carga dos guindastes mostram valores que já foram reduzidos (em 15% ou 25%) pelo fabricante, segundo a norma adotada para a elaboração da tabela. Para consulta às tabelas de carga dos guindastes é preciso ter em mãos o raio de operação (distância entre o centro de giro do guindaste e o centro de gravidade da carga), o conjunto de contrapesos utilizados e o comprimento da lança do guindaste (distância entre o pino de articulação da lança, no chassi e a linha de centro da roldana da ponta da lança) para se atingir a altura de içamento da carga, respeitando a folga mínima entre a roldana da ponta da lança e o gancho do moitão. O peso da carga bruta (carga + amarração + dispositivos) a ser içada deverá ser menor que o valor da capacidade de carga do guindaste, que é obtida na tabela de carga (recomenda-se, no mínimo, 15% menor, chamada de taxa de utilização), porque, as tabelas são válidas para
  • 4. Revista da Graduação da Faculdade do Centro Leste condições ideais, estabelecidas pelos fabricantes, uma vez que eles não têm controle sobre o uso do equipamento pelos usuários, que na prática não são possíveis de serem totalmente atendidas, tais como, equipamento novo, “jibs” e extensões, removidos da lança, solo totalmente resistente, velocidade de vento baixa, raio de operação após a carga içada, etc. O valor do peso do conjunto de contrapesos a ser adotado, será definido conforme a tabela de carga que for selecionada, para a capacidade tabelada necessária ao içamento. O planejamento deverá prever um caminhão (no caso dos guindastes mais pesados, uma carreta com prancha semi-reboque, e até mesmo um guindaste auxiliar) para o transporte dos contrapesos, pois estes não podem ser transportados pelo próprio guindaste. A definição do tamanho do moitão do guindaste, bem como, a quantidade de passadas de cabo de aço, também é definida a partir do valor da carga bruta a ser içada. O transporte deste moitão, dependendo do tamanho, também deverá ser previsto pelo planejamento. Se a operação foi planejada com a antecedência necessária, o planejador poderá pesquisar os equipamentos disponíveis na região, analisando-os se estes têm capacidade necessária ao içamento proposto, e somente solicitando a mobilização de equipamento proveniente de outras regiões, no caso destes não atenderem. A utilização de guindastes móveis, também requer a análise da pressão exercida pela sapata do equipamento no solo. O solo representa a maior fonte de incerteza no planejamento de uma operação de içamento de cargas, pois requer sondagens e analise por parte de um engenheiro civil. Devido à pequena área da sapata, a pressão exercida sobre o solo é bastante grande. Cada tipo de solo resiste a um valor pressão máxima admissível, que não deve ser excedido, pois, caso contrário, ocorrerá o afundamento da sapata do guindaste no solo, causando um desnivelamento e, em casos extremos, o tombamento do equipamento. No intuito de não se exceder esta pressão máxima admissível do solo, onde o guindaste irá trabalhar, deve-se colocar sob as sapatas, apoios cuja área seja grande o suficiente para distribuir os esforços impostos, reduzindo e mantendo a pressão atuante em valores abaixo do valor admissível. Normalmente, os apoios para as sapatas dos guindastes são feitos de dormentes de madeira dura (maçaranduba ou peroba), mas, em alguns casos, utiliza-se chapas de aço, em conjunto com os dormentes de madeira, principalmente, para os guindastes mais pesados (e para os guindastes sobre esteiras). Os dormentes de madeira devem ser fixados uns aos outros para que atuem com se fossem uma peça única, presos através de tirantes roscados e porcas ou montando-se mais uma camada de dormentes, orientados perpendicularmente aos da camada inferior. Estes dormentes de madeira, chamados de “mats” devem ser planejados (calculados, detalhados, adquiridos e transportados), para que estejam disponíveis no local e dia da operação. Para operações próximas a taludes, muros de arrimo e construções recentes, nas quais as regiões vizinhas às fundações foram aterradas, deve-se observar as distâncias mínimas recomendadas pelas normas, a fim de evitar o afundamento do solo, uma vez que estas regiões têm resistência menor que o solo integro. Em alguns casos, pode ser necessário incluir no planejamento da operação, o melhoramento (estaqueamento e recompactação), ou até mesmo, a substituição do solo. Em todas as situações o solo onde o guindaste irá patolar deve estar o mais nivelado possível. O desnivelamento do guindaste, seja pela não observância prévia de nivelamento correto, ou pelo recalque do solo durante a operação, pode causar o tombamento do guindaste, ou no caso do uso de lança longa em raio de operação curtos, pode causar uma torção na lança, com consequente falha estrutural da mesma. O máximo desnivelamento admissível pelas normas é de 1%, nos sentidos, longitudinal e transversal, e deve ser verificado através de topografia. Operações de içamento de cargas que ocorrem próximas a redes elétricas, requerem atenção especial. As normas internacionais recomendam distâncias mínimas entre a carga, os cabos de aço, a lança dos guindastes e a fiação da rede, a serem adotadas. Recomenda-se que seja incluído no planejamento da operação, um sinaleiro específico para alertar o operador, quando, corre-se o risco do equipamento ou carga aproximarem destas distâncias limites. Se, devido às condições da operação, ficar definido que a forma de comunicação entre o operador e o sinaleiro deverá ser feita via rádio, ao invés de sinais manuais, o planejamento da operação deverá prever, não somente os aparelhos de rádio comunicação, mas, solicitar um canal de comunicação exclusivo, para a operação de içamento, no qual, somente o operador, o sinaleiro e o supervisor da operação tenham acesso. No planejamento das operações de içamento, deve-se incluir a atividade de desamarração da carga, que no caso de cargas com grande altura e posicionadas em grandes elevações (por exemplo, torres de destilação, vasos de pressão, etc.) será necessária a disponibilidade no local da obra, de andaimes, ou até mesmo, de plataforma de trabalho aéreo para acesso do colaborador que fará a desamarração da carga. Para operações, nas quais o guindaste irá mover com a carga, as recomendações mínimas, listadas abaixo deverão ser seguidas:  A carga deve estar o mais próximo possível do solo e do guindaste;  Usar cabos guia ou prender a carga no chassi do guindaste;  Usar a lança mais curta possível;
  • 5. Revista da Graduação da Faculdade do Centro Leste  O solo deve ser o mais firme e nivelado possível;  A velocidade deve ser a mais baixa possível;  Posicionar a lança do lado das rodas tensoras (para guindastes sobre esteiras);  Pneus em ótimo estado e com a pressão correta conforme as recomendações do fabricante do equipamento, para guindastes sobre pneus para terrenos acidentados do tipo RT (Rough Terrain). Devido à complexidade destas operações, recomenda- se a elaboração de um procedimento de içamento de cargas formal, conhecido popularmente como “Plano de Rigging”. Este procedimento deve abranger todas as recomendações mencionadas anteriormente, constando dos seguintes documentos, mas não se limitando a eles:  Relatório de visita técnica de campo;  Layout do sistema de amarração descrevendo a forma de fixação na carga;  Desenho ou especificação completa das lingas, acessórios e dispositivos;  Tabela da composição da carga bruta, incluindo, além da carga, todas as lingas, acessórios e dispositivos que serão utilizados, com os respectivos pesos próprios;  Definição do tamanho do moitão e do número de passadas de cabo necessárias para se fazer o içamento;  Tabela com a composição do guindaste, incluindo a configuração referente à capacidade tabelada que será utilizada (raio de operação, comprimento de lança, contrapeso, etc.);  Desenho ou especificação completa com tipo e dimensões dos apoios (mats) do guindaste no solo;  Página da tabela de carga do guindaste, que foi utilizada na sua seleção;  Listar os fatores adotados para a contingência do peso da carga bruta, para absorção dos fatores dinâmicos e para a taxa de utilização do equipamento;  Prever a quantidade, material e comprimento dos cabos guia, que servirão para controlar a carga durante a operação;  Descrição da forma de desamarração da carga (se necessário);  Desenho técnico constando vistas laterais e planta da operação como um todo, conforme exemplo mostrado na figura 3, descrevendo toda a seqüência da operação, com as posições de início, intermediária(s) e final de operação e incluindo todas as informações listadas acima;  Coordenadas e elevação da base do equipamento, construções e eventuais obstáculos;  Seqüência de liberação dos equipamentos de movimentação de carga, em função da seqüência de desmontagem e montagem;  Memórias de cálculo da seleção das lingas, acessórios, dispositivos, dos apoios do guindaste, da velocidade de vento e do guindaste propriamente dito; Figura 3. Desenho com vistas de uma operação de içamento [1]. O procedimento de içamento de cargas (plano de rigging) deve ser elaborado para ser de fácil entendimento por todos os envolvidos. De preferência, deve-se fazer uma animação com modelamento em três dimensões (3D) para facilitar ainda mais a visualização da operação pelos amarradores de carga, sinaleiros e operadores. O projeto deverá prever uma folga entre a carga e quaisquer obstáculos de, no mínimo, 1,0 metro (1000 mm), as folgas entre a lança do guindaste e a carga (com a amarração) e a lança de guindaste e quaisquer obstáculos de, no mínimo 1,5 metros (1500 mm). A folga entre a roldana da ponta da lança e o gancho do moitão deverá ser conforme a recomendação dos fabricantes dos equipamentos. O projeto deve, necessariamente, conter as cotas de referência para o posicionamento do guindaste de modo a garantir o raio de operação projetado para a respectiva capacidade de elevação do guindaste. O projeto, também, deverá contemplar um espaço, o mais próximo possível do local da operação, com área suficiente, para a montagem do guindaste, principalmente, aqueles sobre esteiras, que são mobilizados e desmobilizados com as esteiras, contrapesos, superestrutura, módulos da lança, moitão, etc. desmontados e transportados separadamente em carretas (alguns modelos demandam de 40 a 50 carretas para o transporte, dependendo da configuração). O elaborador do plano de içamento de cargas deve, também, avaliar os esforços e os impactos que serão causados pelo guindaste sobre as estruturas e
  • 6. Revista da Graduação da Faculdade do Centro Leste fundações existentes. Para isso, ele deverá consultar um engenheiro estrutural para orientá-lo. Providencias adicionais tais como, serviços de topografia, sondagens de solo, avaliações estruturais, etc. quando necessárias, devem constar como atividades do planejamento da operação. 3. Conclusão O procedimento de içamento de cargas, elaborado corretamente, por profissional habilitado e capacitado, se desenvolvido com a antecedência necessária, irá aumentar a segurança da operação através da identificação e prevenção dos riscos envolvidos para as pessoas e equipamentos (evitando sobrecargas pela falta de analise prévia), irá reduzir os imprevistos que podem gerar atrasos no cronograma da operação e aumento nos custos da operação e irá, também, otimizar a utilização de lingas, dispositivos, equipamentos e acessórios existentes nas dependências da planta, além da preservação das vidas das pessoas envolvidas e dos ativos da empresa. Os custos com a elaboração do plano de rigging são infinitamente mais baixos que os custos decorrentes de acidente. Não basta somente o conhecimento das técnicas e ferramentas de planejamento e gerenciamento do projeto para planejar uma operação de içamento de cargas especiais. A capacitação sobre as melhores técnicas e práticas para operações de içamento segundo as normas nacionais e internacionais é primordial e deve ser, não somente para os elaboradores dos planos de içamento de cargas e os executores das operações de içamento de cargas, mas também para os profissionais da manutenção que recebem os planos para serem inseridos no plano global da parada. Enfim, todos os envolvidos devem ter, pelo menos, o conhecimento básico destas técnicas recomendadas para a execução segura de uma operação de movimentação de cargas especiais. Este artigo não tem a intenção de capacitar as pessoas sobre o assunto, mas de alertar os planejadores sobre as recomendações mínimas a serem observadas para o planejamento de operações de içamento de cargas com total segurança. Referências [1] Roncetti, Leonardo. “A importância de bons projetos de içamento para segurança e racionalização das obras”, TechCon Engenharia e consultoria, 2010. [2] Shapiro, Howard. Cranes and Derricks. 4th edition, New York: McGraw-Hill, 2010. [3] Dickie, Donald E. Mobile Crane Manual, Ontario, Canadá: Construction and Safety Association of Ontario, 2009. [4] Obebrecht. Critérios para a seleção de guindastes em operações para a movimentação da cargas, 2011. [5] ASME B30.5. Mobile and Locomotive Cranes, 2011. [6] EN 13000. European Standard- Cranes, Mobile Cranes, 2010.