Critérios para seleção de Guindastes

Engenharia Industrial PROCESSOS CONSTRUTIVOS

Doc. No. PI-MC-P-002 Rev. 0

Engenharia Industrial

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CRITRIOS PARA A SELEO DE GUINDASTES EM OPERAES PARA MOVIMENTAO DE CARGAS

Documento No. PI-MC-P-002

ODEBRECHT Engenharia Industrial Av. das Naes Unidas, 850, 27th floor, Eldorado Business Center 05425-070 Pinheiros, So Paulo, SP - Brazil


Doc. No. PI-MC-P-002 Rev. 0 Page 2 of 59

Sumrio1. 2. 3. INTRODUO ..................................................................................................................... 5 REFERNCIAS BIBLIOGRFICAS............................................................................................ 7 CRITRIOS DE PROJETO PARA OPERAES DE MOVIMENTAO DE CARGA ........................ 83.1 Lista de Smbolos ................................................................................................................................8 3.2 Peso e Fatores de Majorao .............................................................................................................9 3.3 Tabelas de Capacidade de Carga ......................................................................................................13 3.4 Folgas Geomtricas recomendadas .................................................................................................18 3.5 Determinao do Fator de Utilizao...............................................................................................20

4.

RECOMENDAES PARA A ELABORAO DE PLANOS DE RIGGING .................................... 224.1 Introduo ........................................................................................................................................22 4.2 Tabela RESUMO................................................................................................................................28 4.3 Recomendaes Gerais ....................................................................................................................30

5.

DETERMINAO DAS PRESSES NO SOLO ......................................................................... 315.1 Comentrios Gerais ..........................................................................................................................31 5.2 O uso adequado de MATs ................................................................................................................34

6.

COMENTRIOS REFERENTES AO DO VENTO DURANTE OPERAES DE IAMENTO ..... 396.1 Lista de Smbolos ..............................................................................................................................39 6.2 Conceitos .......................................................................................................................................... 39 6.3 Considerao do vento nos Planos de Rigging .................................................................................41 6.4 Observaes e comentrios adicionais ............................................................................................47

7. 8.

COMENTRIOS, OBSERVAES E RECOMENDAES DE CARTER GERAL .......................... 48 ANEXOS ............................................................................................................................ 538.1 Exemplo de um Plano de Rigging elaborado com base nos critrios da ODEBRECHT .....................54 8.2 Exemplo de uma converso de capacidade ANSI (85%) para DIN/ISO (75%) ..................................55

P-MC-P-002 Critrios para seleo de Guindastes.docx



Lista de FigurasFigura 1 Cargas e acessrios. ..........................................................................................................10 Figura 2 Exemplo de acessrios agregados lana (Peso adicional)..............................................12 Figura 3 Exemplo de Tabela ANSI (85%) para um guindaste LIEBHERR (LTM 1130-5.1). ...............14 Figura 4 Exemplo de Tabela DIN/ISO para um guindaste LIEBHERR (LTM 1130-5.1). ....................15 Figura 4 Exemplo de Tabela DIN/ISO para um guindaste TEREX (AC 200-1). .................................16 Figura 5 Distncias mnimas para a montagem. .............................................................................19 Figura 6 Escala grfica indicativa para os valores do Fator de Utilizao (FU). ..............................22 Figura 7 Exemplo de um plano de rigging. ......................................................................................24 Figura 8 Exemplo de croquis com arranjo da lingada. ....................................................................25 Figura 9 Exemplo de NOTAS GERAIS relevantes. ............................................................................26 Figura 10 Exemplo de indicao da presso a ser aplicada no solo, com o uso de MATs..............27 Figura 11 Exemplo de Tabela RESUMO...........................................................................................29 Figura 12 Exemplo de clculo analtico da presso sob as esteiras. ...............................................32 Figura 13 Exemplo de clculo analtico da presso sob as patolas (com ou sem o uso de MATs).33 Figura 14 Distribuio de carga com o uso de MATs. .....................................................................34 Figura 15 Exemplo de aplicao de MATS com um guindaste de esteiras. ....................................35 Figura 16 Recomendaes de boa prtica para o uso correto de MATs - EMPILHAMENTO.........36 Figura 17 Recomendaes de boa prtica para o uso correto de MATs - DISPOSIO. ................37 Figura 18 Projeto para modularizao do MATs, facilitando sua manipulao e transporte. ....38 Figura 19 Efeitos deletrios da ao do vento sobre o guindaste. .................................................40 Figura 20 Procedimento para correo da velocidade limite de vento, adotado pela LIEBHERR. .43 Figura 21 DIAGRAMA 1: Obteno da rea de arrasto Aw (m2) em funo da carga (em t). .........44




Figura 22 DIAGRAMA 2: Obteno da presso qw (N/m2) em funo da velocidade (em m/s). ....45 Figura 23 Perfil de velocidade do vento (Variao com a altura sobre o terreno / Cota z). ..........47 Figura 24 Escopo da movimentao. ..............................................................................................48 Figura 25 Cargas atuantes no guindaste em operao....................................................................49 Figura 26 Acidente por falha estrutural da lana. ...........................................................................51

Lista de TabelasTabela 1 Fator de Amplificao Dinmica (FAD). ..............................................................................9 Tabela 2 Escala BEAUFORT de Intensidade do vento. ....................................................................41 Tabela 3 Exemplo de especificao da intensidade de vento para uma mquina MANITOWOC. .46




1. INTRODUO Este documento tem como propsito a definio, de uma forma clara e sinttica, dos critrios adotados pela ODEBRECHT para a seleo e utilizao de guindastes designados execuo de servios de movimentao de cargas pesadas em obras industriais, de infra-estrutura e OFFSHORE, visando-se:

A uniformizao/padronizao/difuso destes critrios dentro da Organizao ODEBRECHT, no contexto dos diversos contratos em todas as reas de atuao da empresa; O auxlio no treinamento dos novos integrantes (Engenheiros e Tcnicos) que iro trabalhar com este recurso na movimentao de cargas nas diversas obras da Organizao; A clara definio e apresentao dos critrios adotados pela ODEBRECHT para a movimentao de cargas pesadas s empresas de locao de guindastes que eventualmente nos ofertarem os seus servios, j que muitas vezes estas tm seus prprios critrios e mtodos, os quais normalmente so conflitantes com aqueles aqui apresentados no que tange a segurana das operaes, no sentido desfavorvel (o que levaria especificao de equipamentos de menor porte/capacidade).

Em linhas gerais, este documento aborda os seguintes tpicos, cuja aplicao no raro motivo de dvidas freqentes e/ou consideraes equivocadas:

Critrios para a determinao do peso total de projeto a ser iado; Uso de Tabelas de Capacidade de Carga; Determinao da capacidade de carga e fator de utilizao de guindastes; Diretrizes para a construo dos Planos de Rigging; Determinao das Presses no solo; Consideraes acerca dos efeitos do vento nas operaes de iamento; Comentrios acerca da utilizao de guindastes embarcados.




Este texto est organizado da seguinte forma:

Na Seo 2, listam-se as referncias normativas que fundamentam esta especificao; A Seo 3 dedicada apresentao dos critrios adotados pela ODEBRECHT nas operaes de movimentao de cargas. Abordam-se, entre outros temas, a determinao da carga a ser iada, a utilizao das tabelas para a determinao da capacidade do guindaste, a definio do fator de utilizao adequado e outras recomendaes de segurana; Na Seo 4, apresenta-se uma sugesto de como representar graficamente de forma clara e adequada as informaes referentes ao planejamento da operao de movimentao de cargas, resumidas nos Planos de Rigging; Na Seo 5, aborda-se a determinao das presses no solo sob a base do guindaste (patolas ou esteiras), citando-se alguns cuidados relacionados a esta verificao; Na Seo 6, discute-se qual a influncia do vento nas operaes de movimentao de carga, com algumas recomendaes visando-se a segurana das mesmas; Finalmente, na Seo 7, apresentam-se alguns comentrios gerais, esclarecimentos adicionais e prticas recomendadas referentes ao uso de guindastes e s operaes de iamento. Na Seo 8 (ANEXO), apresentam-se exemplos de Plano de Rigging elaborados com base nos critrios da ODEBRECHT.




2. REFERNCIAS BIBLIOGRFICAS Esta especificao foi elaborada com base na seguinte referncia:

[1]. NOBLE DENTON, Guidelines for Lifting Operations by Floating Crane Vessels, Report No. 0027/NDI, Rev. 3, 2002;

As normas e recomendaes elaboradas pela NOBLE DENTON podem ser adquiridas pela Internet, no seguinte endereo (de domnio pblico): http://www.gl-nobledenton.com.

Referncias complementares:

[2]. ESPECIFICAO ODEBRECHT: Specifications for the Design of Lifting Devices and Requirements for Transportation and Installation, Document No. PI-MC-I-003, Rev. 0, 2010; [3]. NORMA PETROBRAS , N-1892: ESTRUTURAS OCENICAS Iamento, Rev. D, 2006; [4]. HEEREMA STANDARD, SC-201: Single Crane Lifting Systems, Rev. 3, 2003;




3. CRITRIOS DE PROJETO PARA OPERAES DE MOVIMENTAO DE CARGA

3.1

Lista de Smbolos

C.G. F1 F2 F3 W WTIP Dmin FU CAP

= = = = = = = = =

Centro de Gravidade da carga Fator de Contingncia de peso Fator de incerteza da posio do C.G. Fator de Amplificao Dinmica (FAD) Peso terico da carga a ser iada Carga na ponta da lana do guindaste Distncia mnima a ser observada entre carga e lana ou obstculo fixo Fator de utilizao do guindaste Capacidade do guindaste para a configurao em estudo




3.2

Peso e Fatores de Majorao

Na determinao do peso da carga a ser iada, os seguintes fatores de majorao devem ser utilizados: Fator de Contingncia 1.10 ; se o equipamento no foi pesado; F1 = Fator de Con ngncia = 1.05 ; em casos especiais baseados em clculos mais elaborados ; 1.03 ; se o equipamento foi previamente pesado;

Mais precisamente, permitido se adotar uma contingncia de 5% do peso terico nos casos para os quais feito formalmente um Controle de Peso (quando aplicvel, tipicamente em obras navais e OFFSHORE); ou quando se trata de estruturas cuja margem de variao no peso de fornecimento tradicionalmente menor (Estruturas Metlicas ou Pr-fabricados). Nos demais casos, majorar em 10% (Equipamentos), salvo quando a carga pesada (cuja majorao de 3%). Fator de Incerteza na posio do C.G. F2 = Fator de C.G. = 1.03 (aplicvel somente em casos de operaes com 2 guindastes);

Deve-se adotar um fator maior, caso o empreendimento em estudo esteja em fase de proposta, pelo fato das incertezas serem maiores nestas circunstncias, em vista de se tratar tipicamente de informaes preliminares. Nestes casos, F2 = = 1.05. Fator de Amplificao Dinmica (FAD) F3 = Fator de Amplificao Dinmica (FAD) Ver Tabela 1; O Fator de Amplificao Dinmica F3 (FAD) determinado em funo do peso da carga a ser iada (designado por W), como mostra a seguinte tabela:

(*) O guindaste anda com a carga.

Tabela 1 Fator de Amplificao Dinmica (FAD).




O peso total a ser iado WTIP determinado como segue: WTIP = F1 F2 F3 W + Peso dos Acessrios de Iamento onde: WTIP W = Carga aplicada na extremidade superior da lana do guindaste; = Peso terico da carga a ser iada, informado pelo fabricante ou projetista. (Eq. 1)

WTIP

W

Figura 1 Cargas e acessrios.P-MC-P-002 Critrios para seleo de Guindastes.docx



Cabem as seguintes observaes:

No computo do peso da carga W, deve-se contemplar tudo que estiver solidrio pea que ser movimentada (tais como reforos temporrios, acessrios solidrios mesma, etc.). O peso deve corresponder configurao concebida pelo projetista para o iamento (na qual muitas vezes a pea est parcialmente montada, quer por questes de integridade de elementos que poderiam ser danificados na operao, quer por razes de alvio de peso). Nesta fase, fundamental que se conhea com adequada preciso a posio do centro de gravidade da carga (C.G.), que dever ser informado ao tcnico responsvel pela elaborao dos desenhos de planejamento da operao.

Na determinao do Peso dos Acessrios, deve ser considerado tudo que houver entre os pontos de iamento da carga e o topo da lana ou que for eventualmente agregado ao guindaste para a operao de movimentao (ver Figura 2). Tipicamente, os pesos dos seguintes elementos (genericamente denominado de Acessrios na (Eq. 1)) devem ser somados ao peso majorado da carga, para compor o peso final de iamento (WTIP): Manilhas; Eslingas, grommets e cabos; Balancins; BLOCO da mquina; Cabos do guindaste; Acessrios do guindaste acoplados lana no momento da operao (jibs, bolas, blocos auxiliares, etc.); Acessrios em geral; Estruturas auxiliares.




Mesmo quando o guindaste no anda em carga, ainda podem ocorrer efeitos dinmicos que no estariam contemplados no clculo da carga majorada, tais como: giros repentinos de lana (fora centrfuga), trancos e movimentos rpidos com a carga (frenao brusca na descida), efeitos de pndulo (balano inicial), cargas soltas. Tais efeitos podem ser evitados com base na aplicao de boas prticas, treinamento adequado dos profissionais envolvidos e aplicao de critrios de segurana adequados.

Operaes com a utilizao de dois guindastes so comuns em situaes onde necessrio verticalizar um equipamento antes da sua instalao na base.

Figura 2 Exemplo de acessrios agregados lana (Peso adicional).




3.3

Tabelas de Capacidade de Carga

Para guindastes patolados, esto hoje disponveis no mercado dois tipos distintos de tabela com a especificao da capacidade mxima de um guindaste, a saber:

i.

TABELAS baseadas nas Normas DIN/ISO, para as quais a carga mxima suportada pelo guindaste corresponde a 75% da carga de tombamento (ou limitada pela capacidade estrutural da lana); TABELAS baseadas nas Normas ANSI, para as quais a carga mxima suportada pelo guindaste corresponde a 85% da carga de tombamento (ou limitada pela capacidade estrutural da lana).

ii.

A utilizao de Tabelas AINSI (85%) so expressamente proibidas no clculo e planejamento de operaes de movimentao de cargas a serem efetuadas pela ODEBRECHT, ou sob a responsabilidade da mesma.

Isto se deve s seguintes razes:

A utilizao destas tabelas no so permitidas pela legislao de diversos pases (notadamente da Europa e Canad), por razes de segurana do trabalho e proteo dos colaboradores; O seu emprego est sujeito a diversas restries, muitas delas ambguas, passveis de interpretaes diversas ou mesmo de difcil avaliao.

Tabelas de carga para guindastes de esteira so sempre elaboradas com base nas normas DIN/ISO, i.e. cuja capacidade indicada em determinada configurao corresponde a 75% da carga de tombamento (ou limitada pela ruptura da lana).

Na seqncia, apresentam-se alguns exemplos de tabelas DIN/ISO e ANSI (85%) para guindastes disponveis no mercado (no presente caso, LIEBHERR e TEREX).




Figura 3 Exemplo de Tabela ANSI (85%) para um guindaste LIEBHERR (LTM 1130-5.1).P-MC-P-002 Critrios para seleo de Guindastes.docx



Figura 4 Exemplo de Tabela DIN/ISO para um guindaste LIEBHERR (LTM 1130-5.1).




Figura 5 Exemplo de Tabela DIN/ISO para um guindaste TEREX (AC 200-1).




O responsvel pela elaborao dos clculos para o planejamento da operao deve:

1. Solicitar sempre do fabricante as Tabelas de carga DIN/ISSO (75%); 2. Caso estas no estejam disponveis, ao se utilizar uma Tabela ANSI (85%), deve-se dividir o valor indicado para a capacidade do guindaste (no raio de operao, tamanho de lana e configuraes de mquina especficas) pelo fator 0,85 / 0,75 = 1,133. Este procedimento somente aceitvel em uma fase preliminar dos estudos. 3. Caso se trabalhe com o software da mquina (por exemplo, o LICCON da LIEBHERR) configurado somente para as Tabelas ANSI (o que no raro no Brasil), deve-se obter ambos os catlogos (DIN/ISO e ANSI, mesmo os comerciais) e efetuar uma converso com o valor obtido pela diviso da capacidades indicadas pelas diferentes tabelas na configurao a ser adotada, da seguinte forma: 3.1. 3.2. 3.3. 3.4. Calcular a capacidade com a Tabela ANSI, na configurao desejada Calcular a capacidade com a Tabela DIN/ISO, na mesma configurao Calcular o Fator de Correo C = A / B; Dividir o valor da capacidade indicado pelo software por C. (= A); (= B);

Como as tabelas de carga da Norma ANSI normalmente so apresentadas em unidades inglesas, torna-se necessrio no procedimento descrito efetuar clculos de converso e interpolao linear de valores. Este procedimento est ilustrado na Seo 8 (ANEXOS).




3.4

Folgas Geomtricas recomendadas

No planejamento de uma operao de movimentao de carga, as seguintes distncias mnimas devem ser sempre observadas:

Distncia entre carga e lana: Distncia entre carga e um obstculo fixo:

Dmin 1,0 m ; Dmin 0,5 m .

Note-se que qualquer contato entre a carga (ou estruturas de acessrio para o iamento) e a lana do guindaste uma condio certa para a ocorrncia de um desastre de propores catastrficas. Choques entre a carga e um obstculo fixo tambm podem acarretar acidentes graves (com possibilidades de mortes), alm dos danos materiais pea e/ou o obstculo. A definio de distncias mnimas , portanto, uma restrio de extrema importncia a ser levada em conta no planejamento e impacta sobremaneira: Na seleo do equipamento; Na definio da configurao e condies de operao da mquina (raio e lana); Na definio de HOLDS de montagem.

Na Figura 6, as folgas requeridas para montagem esto devidamente indicadas.




Figura 6 Distncias mnimas para a montagem.




3.5

Determinao do Fator de Utilizao

Determinada a carga a ser iada com as majoraes recomendadas nesta especificao conforme abordado no item 3.2, procede-se com os devidos clculos para seleo do equipamento com uma capacidade compatvel e suficiente para realizar a operao desejada com segurana. Para este fim, define-se o FATOR DE UTILIZAO do equipamento como: FU = onde: FU WTIP CAP = = = Fator de utilizao do guindaste; Carga na ponta da lana (Ver Item 3.2); Capacidade do guindaste para a configurao em estudo. WTIP CAP (Eq. 2)

Com base na magnitude de FU, pode-se classificar a operao de iamento como se segue:

Se FU < 90 %, trata-se de uma OPERAO CONVENCIONAL; Se 90% < FU < 95%, considera-se que a operao de iamento ESPECIAL.

Uma operao convencional no exige maiores controles que aqueles regularmente aplicados e empregados para garantir a segurana da operao, tais como: isolamento da rea onde ocorre a movimentao, vistoria e certificao dos dispositivos e acessrios, planejamento adequado, preparo do terreno prevendo-se o uso de MATS para espraiamento da carga sob as patolas no solo, equipe capacitada, treinamento adequado, manuteno da mquina, estudo dos manuais, previso do tempo, etc. J uma operao especial exige uma srie de cuidados adicionais, uma vez que se est trabalhando com uma margem de segurana menor (ou seja, em uma condio mais prxima daquela que pode acarretar em acidente), para cobrir incertezas de diversas naturezas. Entre as medidas necessrias para permitir uma operao nestas condies, pode-se citar: Os raios de operao devem ser determinados via topografia e no mais pelo computador de bordo, pois assim procedendo esta determinao se torna imprecisa devido flexibilidade da lana (deformao por flexo), alm de pequenos recalques de apoio e pequenas inclinaes; A localizao das mquinas deve ser determinada por topografia, para atender com preciso o local estipulado em projeto; No caso de guindastes patolados, as patolas devem obrigatoriamente estar apoiadas sobre MATS de madeira, resultando uma altura mnima de 30 cm sobre solo, eventualmente reforado para resistir s cargas de projeto;P-MC-P-002 Critrios para seleo de Guindastes.docx



No caso de guindastes patolados, os recalques diferenciais dos pontos de apoio das patolas devem ser limitados a cerca de 1% da distncia entre patolas e o nivelamento da mquina controlado por topografia, prevendo-se inclusive as correes necessrias ao longo da operao (movimentao e giro); O nivelamento da mquina deve ser verificado por topografia durante a operao; necessria uma investigao mais rigorosa do peso real a ser iado; por exemplo, atravs de um procedimento adequado de pesagem efetuado antes da movimentao (pode-se utilizar o prprio load-cell da mquina, desde que devidamente calibrado e certificado); A operao deve ser efetuada com velocidades reduzidas; A velocidade do vento deve ser inferior aos valores indicados pelo fabricante (tipicamente da ordem de 10 m/s), reduzindo-se para 6 m/s, contando-se inclusive com previso horria de ventos (rajadas) para as prximas 24 h aps iniciada a operao; Prever marcao no solo do percurso e localizao da mquina com cal; Prever comunicao via rdio, obrigatria entre rigger e operadores; Prever reunio preparatria, com anlise de riscos, envolvendo o rigger, os operadores, a produo, a engenharia de campo e os responsveis pela segurana. Medidas adicionais impactam na durao, no custo e na produtividade da operao. Desta forma, sempre prefervel se evitar uma movimentao em uma condio especial, verificando-se primeiramente a possibilidade de se otimizar o plano proposto (na tentativa de se reduzir o raio de giro ao menor valor possvel) ou se necessrio partir para o uso de mquinas maiores. Teoricamente, seria permitido se chegar a at 100% do valor da capacidade indicada na tabela da mquina (i.e. com FU = 100%), ou seja, a 75% da carga de tombamento. Entretanto, importante lembrar que na determinao da capacidade, estas mquinas so testadas em condies ideais de laboratrio (piso nivelado e rgido, condies meteorolgicas ideais, mquina nova, etc.). Cargas acidentais devidas a efeitos dinmicos indesejveis, erros de operao e impercia, recalques imprevistos, etc. requerem, pela experincia da ODEBRECHT, uma margem de segurana adicional. Esta folga ser igualmente utilizada para cobrir possveis imprevistos ou mesmo erros no procedimento proposto que resultem em um raio de giro maior durante a operao se comparado quele inicialmente previsto para a montagem final da pea. O Fator de Segurana adotado para a operao deve cobrir todas as incertezas e imperfeies que diferenciam uma condio ideal (de laboratrio) das reais condies de operao do equipamento na obra.




Como recomendao de carter geral, para conciliar a segurana com razes de carter econmico, deve-se trabalhar com a seguinte margem (Ver tambm Figura 7): 80% < FU < 90% (Eq. 3)

Figura 7 Escala grfica indicativa para os valores do Fator de Utilizao (FU).

4. RECOMENDAES PARA A ELABORAO DE PLANOS DE RIGGING 4.1 Introduo

O Plano de Rigging o documento formal que representa todo o planejamento da operao de movimentao de carga a se realizar. Sua elaborao consiste literalmente em se construir no papel a operao desejada. O desenho deve necessariamente conter, para uma operao tpica (ver Figura 8): 1. PLANTA DO LOCAL DE MOVIMENTAO A vista em planta mostra o arranjo geomtrico geral (ou LAY-OUT) da regio onde ocorrer a instalao e montagem da pea a ser iada, que deve ser representado em uma escala adequada . Esta representao em planta deve contemplar (em uma ou mais vistas) todas as fases da operao, desde a retirada do equipamento de transporte (trailers, carretas, skids), giros (com a indicao de sentido) e movimentaes do guindaste, at a instalao final no local designado. A representao em planta necessria para a verificao de interferncias com bases, fundaes e equipamentos j instalados, verificaes de trajeto (carretas e guindaste), definio de acessos e reas de pr-montagem e armazenamento, definio de HOLDS de montagem.

2. VISTA EM CORTE As vistas em corte so necessrias para checar as distncias mnimas estabelecidas entre carga e lana e entre carga e obstculo fixo (cujos limites foram apresentados no Item 3.4).




3. TABELA RESUMO Nesta tabela, apresentam-se os dados, caractersticas e informaes principais referentes operao de iamento planejada, os quais permitem caracterizar univocamente o equipamento e a configurao requerida para este fim, bem como aferir a segurana da operao. Uma descrio mais detalhada do que deve ser apresentado na Tabela RESUMO ser apresentado na seqncia Ver Item 4.2.

4. ARRANJO DA LINGADA Deve-se mostrar em croquis o arranjo concebido para a lingada, que deve incluir alm dos cabos devidamente especificados (dimetro, classe, tipo de alma, material), a indicao das manilhas e demais acessrios (pinos, balancins, revestimentos para eliminar atrito, patescas, etc.).

5. DADOS COM INDICAO DA PRESSO NO SOLO Deve-se apresentar nos desenhos dados e informaes que permitam verificar se o substrato sobre o qual o guindaste se apia tem resistncia e/ou rigidez adequada para resistir s presses as quais estar solicitado. As seguintes informaes so necessrias para a condio mais crtica:

Presso prevista sob as esteiras (quando aplicvel); Fora nas patolas (quando aplicvel); Dimenses requeridas para os MATS (fogueiras).

Para este fim, consultar tambm as recomendaes do Item 5.

6. NOTAS GERAIS Nas notas, listam-se todas as informaes relevantes para a execuo com segurana da operao de iamento estudada, apresentando-se especificaes, recomendaes, restries ou qualquer tipo de esclarecimento adicional. Um exemplo extrado de um Plano de Rigging apresentado na Figura 10.




1 2

6

3

4

Figura 8 Exemplo de um plano de rigging.




Figura 9 Exemplo de croquis com arranjo da lingada.




Figura 10 Exemplo de NOTAS GERAIS relevantes.




Figura 11 Exemplo de indicao da presso a ser aplicada no solo, com o uso de MATs.




4.2

Tabela RESUMO

A Tabela RESUMO deve no mnimo conter as seguintes informaes, de preferncia na ordem apresentada: i. Quanto aos equipamentos utilizados:

Fabricante e Modelo do Guindaste (Designao completa1); Configurao adotada (Tipo de LANA, Comprimento, JIB c/ ngulos, Acessrios, etc.); Contra-peso utilizado na operao.

ii. Quanto s condies de operao:

Raio de operao (sempre em relao ao centro de Giro da mquina); CAPACIDADE DO GUINDASTE (CAP) nestas condies (cf. Norma DIN/ISO 75%).

iii. Quanto carga a iar:

Peso terico (em t); Contingncia de peso adotada (em t); Fator de incerteza do C.G (ou igual a 1.0, se no aplicvel); Fator de Amplificao Dinmica (ou igual a 1.0, se aplicvel); Peso majorado, em t Peso dos Acessrios, em t (F1 , cf. Item 3.2): (F2 , cf.. Item 3.2): (F3 , cf. Item 3.2): (igual a F1 F2 F3 W ); (i.e. tudo o que houver entre a carga e a extremidade superior da lana); Percentual e acrscimo de peso Percentual e acrscimo de peso Percentual e acrscimo de peso

Peso total iado, em t

(WTIP , cf. Item 3.2.

iv. Quanto ao desempenho da mquina e segurana da operao:

Fator de Utilizao (FU , cf. Item 3.5).

1

Como se sabe, comum haver mquinas de um determinado fabricante com o mesmo nome, mas em verses diferentes (normalmente designadas por nmeros), as quais tm tabelas de carga distintas.




Na Figura 12, mostra-se um exemplo de uma Tabela RESUMO devidamente preenchida.

Figura 12 Exemplo de Tabela RESUMO.




4.3

Recomendaes Gerais

Evitar a apresentao de dados em excesso na Tabela RESUMO (por exemplo, com o uso de planilhas muito genricas, que cobrem uma ampla gama de problemas), privilegiando a clareza das informaes. O essencial a mostrar o que est listado no Item 4.2; Deve-se evitar a apresentao das diversas fases previstas para uma operao de iamento em um mesmo desenho, com superposio, tornando-o difcil de ler. prefervel separar cada fase em vistas diferentes, ou representar somente aquelas mais crticas; Deve-se indicar nos desenhos as posies previstas para as mquinas, cotando-se a distncia entre o centro de giro das mesmas (e patolas, quando for o caso) em relao a algum ponto ou lugar geomtrico aplicvel que sirva como referncia no campo (por exemplo eixos de vias ou pontes, bases de equipamentos, alinhamentos de paredes ou pilares, etc.) ou especificando-se suas coordenadas; As vistas em elevao devem sempre mostrar uma projeo ortogonal da parte girante do guindaste, de modo a permitir a verificao de possveis interferncias com a lana; Utilizar dimenses em mm. O desenho deve necessariamente estar em escala, mas esta no precisa ser indicada. Deve-se apenas represent-lo em uma escala apropriada em relao ao formato escolhido (tendo-se em referncia ao padro de plotagem adotado), de modo que detalhes, textos e dimenses resultem legveis e com aspecto adequado;




5. DETERMINAO DAS PRESSES NO SOLO 5.1 Comentrios Gerais

O substrato de base sobre o qual o guindaste se apia deve ter resistncia e rigidez adequadas, compatveis com as presses aplicadas na base (esteiras ou patolas), que so tipicamente elevadas (da ordem de 5 a 6 kgf/cm2 em mdia para esteiras e 10 kgf/cm2 para patolas). Ou seja, o solo no pode romper-se nem ceder demasiadamente (ou recalcar), sob o risco de ocorrncia de um acidente grave. Recalques de solo exagerados e desnivelamentos do terreno so condies adversas que afetam a capacidade do equipamento2 e necessitam ser controlados / limitados. O solo representa a maior incerteza no planejamento de uma operao de movimentao de cargas. Sua verificao, certificao da segurana ou a definio de eventuais reforos (com troca de solo) exige a mobilizao de profissional especializado da rea de Geotecnia. No presente contexto, deve-se apenas informar a presso mxima prevista na base do equipamento para a condio mais crtica. Tal determinao pode ser feita de formas diferentes, como por exemplo (em ordem decrescente de preciso): i. ii. iii. Com a utilizao de softwares (computador de bordo); Com base na teoria das estruturas, similar ao clculo de uma fundao direta; Com o uso de frmulas simplificadas, de uso corrente no meio tcnico (como estimativa, a ser aferida por mtodos mais precisos).

Exemplos de determinao da presso no solo so apresentados na seqncia para o caso (ii), para guindastes de esteiras e sobre pneus.

Posto que a presso aplicada no solo atinge tipicamente valores muito elevados, muito comum se adotar estrados modularizados de madeira (ou MATs) sob as patolas ou esteiras, de modo a espraiar a carga e assim reduzir a presso a valores assimilveis.

2

Em especial se estes causarem um desalinhamento lateral entre a lana e o cabo (i.e. fora do plano vertical de simetria da mesma), causando flexo lateral e toro na lana.




Figura 13 Exemplo de clculo analtico da presso sob as esteiras.




Figura 14 Exemplo de clculo analtico da presso sob as patolas (com ou sem o uso de MATs).P-MC-P-002 Critrios para seleo de Guindastes.docx



5.2

O uso adequado de MATs

Conforme se observa na Figura 15, a capacidade de distribuio oriunda da aplicao de MATs (estrados ou fogueiras) decorre da altura dos elementos empregados.

Figura 15 Distribuio de carga com o uso de MATs.

O que se faz, portanto, e abrir a carga a 45o ao longo da altura, de modo que a rea de aplicao da presso sobre o solo aumenta na seguinte proporo: As/MATs = Ac/MATs = ab (a + 2e) (b + 2e) ; ; sendo a e b as dimenses da patola / esteira; sendo e a espessura do MATs;

Ac/MATs > As/MATs .

Com base no exposto, pode-se facilmente perceber que chapas de ao no so eficazes quando utilizadas como MATs, pois estas so delgadas por natureza (i.e. tm espessuras reduzidas, ou no seriam chapas) e, por conseqncia, excessivamente flexveis. Portanto, se utilizadas para este fim, resulta que: Ac/MATs As/MATs .

*** CONCLUSO: No se deve utilizar chapas metlicas para fins de distribuio de carga. Em seu lugar, mais efetivo se adotar peas de madeira dura (por exemplo, maaranduba ou peroba), com altura mnima de 30 cm.P-MC-P-002 Critrios para seleo de Guindastes.docx



As figuras apresentadas na seqncia ilustram exemplos de aplicao (Figura 16), recomendaes de utilizao para um resultado efetivo (Figura 17 e Figura 18) e um possvel arranjo para o detalhamento dos MATs (Figura 19).

Figura 16 Exemplo de aplicao de MATS com um guindaste de esteiras.

Note-se na Figura 16 a operao de transporte de um mdulo de MATs, retirando material da traseira do guindaste (por onde este j passou) e restituindo a pista vante.




Figura 17 Recomendaes de boa prtica para o uso correto de MATs - EMPILHAMENTO.




Figura 18 Recomendaes de boa prtica para o uso correto de MATs - DISPOSIO.




Figura 19 Projeto para modularizao do MATs, facilitando sua manipulao e transporte.




6. COMENTRIOS REFERENTES AO DO VENTO DURANTE OPERAES DE IAMENTO 6.1 Lista de Smbolos

qw Vw Fw Cw Aw

= = = = =

Presso dinmica de vento Velocidade do vento Fora resultante da ao do vento, atuando sobre a estrutura Coeficiente de forma (genrico) rea sobre a qual calculada a fora exercida pelo vento

6.2

Conceitos

O vento uma das aes que atuam no guindaste quando em carga, com os seguintes efeitos (sempre deletrios Ver Figura 20):

Na lana: como ao desestabilizante (i.e. contribuindo para o tombamento da mquina), supondo-se uma linha de ao mais desfavorvel, posto que este pode atuar em qualquer direo no plano; Na carga: como efeito dinmico, causando movimento pendular, desalinhamentos entre carga e lana (com efeitos laterais) ou diminuindo a distncia entre carga e lana.

Sabe-se da literatura que a presso dinmica de vento (a qual gera foras que atuam no equipamento) depende da intensidade da velocidade, na seguinte relao: qw Vw 2 (Eq. 4)

Ou seja, a presso proporcional ao quadrado da velocidade. Pequenas variaes de velocidade causam aumentos de maior intensidade na presso. Finalmente, a fora resultante da ao do vento pode ser estimada atravs de uma expresso analtica do seguinte tipo: Fw = Cw qw Aw (Eq. 5)

Portanto, posto que a rea Aw determinada pela geometria da carga e no pode ser alterada, a nica maneira possvel de se controlar / limitar a magnitude da fora Fw atravs do limitao da presso qw . Para tanto, deve-se limitar a velocidade de atuao do vento Vw no momento da operao de movimentao de cargas.




Figura 20 Efeitos deletrios da ao do vento sobre o guindaste.




6.3

Considerao do vento nos Planos de Rigging

Em princpio, o vento est considerado nas tabelas de carga do guindaste, para uma condio de projeto particular e atuando sobre uma carga ideal. Conforme comentado no Item 6.2, a velocidade de vento deve ser limitada durante a operao de movimentao de carga. Tipicamente, sua intensidade mxima permitida da ordem de 9 a 12 m/s, a depender do fabricante. Para se ter uma idia de quantificao dos efeitos do vento em funo da sua intensidade, referese Tabela 2, onde se apresenta a Escala BEAUFORT de intensidade do vento, idealizada pelo meteorologista ingls Francis Beaufort no Sc. XIX.

Tabela 2 Escala BEAUFORT de Intensidade do vento.

Ao se planejar uma operao de movimentao de carga, deve-se sempre atentar para as recomendaes do fabricante do guindaste utilizado na operao, apresentadas no manual para uma configurao especfica (lana + jib + contrapeso), para assim conhecer as hipteses consideradas em relao ao do vento na concepo das tabelas de carga.




Nas tabelas comerciais, estas informaes normalmente se encontram nas notas de esclarecimento, quer com a indicao da velocidade limite considerada, quer via indicao da escala BEAUFORT admissvel.

Guindastes LIEBHERR

Por exemplo, para a LTM 1200-7.1 da LIEBHERR (sobre pneus):

J para a LR-1400/2 da LIEBHERR (treliada sobre esteiras):

Em qualquer caso, na elaborao do plano executivo, deve-se sempre recorrer ao Manual da mquina para este fim. Entretanto, seja qual for a premissa de projeto adotada pelo fabricante, este assumiu na confeco das tabelas de carga uma geometria qualquer para a pea a iar que pode diferir significativamente da situao real, no sentido desfavorvel (i.e. uma pea cuja forma no tenha caractersticas aerodinmicas, de grandes dimenses e grande rea de arrasto Aw Por exemplo, um painel metlico nervurado para a Construo Naval). Neste caso, deve-se proceder com uma correo. Para guindastes telescpicos sobre pneus LIEBHERR, esta correo apresentada esquematicamente na Figura 21 e consiste basicamente em: 1. Determinar (em funo da carga) a presso qw1 considerada pelo fabricante, correspondente velocidade Vw1 e associada a uma rea de arrasto Aw1 de projeto; 2. Calcular uma nova presso qw2 < qw1 (a qual atua em uma rea Aw2 > Aw1); 3. Finalmente encontrar a velocidade Vw2 correspondente a qw2 . A velocidade Vw2 representa o novo limite (corrigido) a ser adotado nos planos.P-MC-P-002 Critrios para seleo de Guindastes.docx



Figura 21 Procedimento para correo da velocidade limite de vento, adotado pela LIEBHERR.P-MC-P-002 Critrios para seleo de Guindastes.docx



Figura 22 DIAGRAMA 1: Obteno da rea de arrasto Aw (m2) em funo da carga (em t).




Figura 23 DIAGRAMA 2: Obteno da presso qw (N/m2) em funo da velocidade (em m/s).




Guindastes MANITOWOC

No caso dos guindastes MINITOWOC, o fabricante fornece tabelas com a especificao da velocidade mxima de vento permitida para cada configurao de lana (com e sem jib), at o limite mximo de 16 m/s. Em cada configurao, apresenta-se a reduo aplicvel (em percentual) para cada faixa de velocidade, a qual varivel em funo da altura da lana. Um exemplo apresentado na Tabela 3.

Tabela 3 Exemplo de especificao da intensidade de vento para uma mquina MANITOWOC.




6.4

Observaes e comentrios adicionais Os efeitos do vento afetam a capacidade do guindaste, no sentido desfavorvel; A no-observncia das limitaes de vento impostas pode resultar em acidentes graves, ainda que se esteja trabalhando dentro dos limites de capacidade especificados pelo fabricante para uma condio ideal; A experincia e o julgamento tcnico da equipe mobilizada para a movimentao (engenheiros, tcnicos, operadores e supervisores) devem ser exercidos no sentido de compensar os efeitos deletrios da ao do vento sobre a lana e a carga, quer pela reduo do Fator de Utilizao da mquina, reduo das velocidades de operao, ou pela combinao de ambos; Note-se que a velocidade de vento cresce com a altura (Ver Figura 24). Nas mquinas no equipadas com instrumentao para se medir a intensidade do vento, este fato deve ser levado em considerao (a velocidade ao nvel do terreno menor); Se for tomada a intensidade da velocidade do vento Vw no topo da lana, este ser um valor conservador (i.e. a favor da segurana).

Figura 24 Perfil de velocidade do vento (Variao com a altura sobre o terreno / Cota z).

Como parte do planejamento da operao, deve-se fazer a previso do tempo durante um perodo adequado. A depender das condies (por exemplo, em Operaes Assistidas), devese inclusive trabalhar com a previso de rajadas. A incidncia de chuvas por si s no inviabiliza uma operao, desde que o vento se mantenha abaixo do limite especificado e no haja incidncia de raios.




7. COMENTRIOS, OBSERVAES E RECOMENDAES DE CARTER GERAL

As informaes bsicas para se estudar e planejar movimentaes de cargas so: Peso, Dimenses e Centro de Gravidade (C.G.) da pea/equipamento. Estas informaes se alteram constantemente e evoluem conforme a fase em que se encontra o estudo (Proposta, Projeto Bsico, Projeto Executivo, Fabricao, Pesagem). primordial que se trabalhe com as informaes atualizadas no planejamento, em qualquer fase (mas em particular na Fase Executiva).

O escopo da empresa contratada para realizar a operao pode variar, sendo mais ou menos abrangente conforme ilustrado na Figura 25:

Figura 25 Escopo da movimentao.




O comportamento dos guindastes muito similar ao de uma alavanca (inter-fixa), a qual tende a tombar para o lado da carga. Este comportamento est ilustrado na Figura 26, que mostra as cargas atuantes no sistema, s quais deve se somar a ao do vento.

VENTO

VENTO

Carga WTIP

Carga WTIP

Peso

Peso

Reaes

Figura 26 Cargas atuantes no guindaste em operao.

Note-se que as tabelas de carga so baseadas no Momento Esttico de Tombamento. O valor lido na tabela para uma configurao especfica de mquina em um determinado raio representa 75% da carga que far com que o guindaste tombe ( = Wcolapso), ou seja, WTIP,max = 0,75 Wcolapso .

ATENO: O raio de operao computado tendo-se como base o Centro de Giro da mquina, e no o Ponto de Tombamento A.




Nunca, em nenhuma circunstncia, os dispositivos eletrnicos de segurana da mquina devem jamais ser desligados durante uma operao de movimentao de carga;

OCORRNCIA DE ACIDENTES: Na maioria parte dos casos, os acidentes ocorrem em operaes de iamento de cargas leves, sem acompanhamento tcnico capacitado, em decorrncia de confiana excessiva do operador da mquina. PRINCIPAIS CAUSAS DE ACIDENTES: Falha humana. Rompimento de olhal, estropo ou manilha; Rompimento de solo (ou talude); Operaes em TANDEM; Rompimento de estais; Ruptura do cabo principal;

Com o avano da Engenharia e da Cincia dos Materiais, os equipamentos fabricados hoje so muito sofisticados; empregam elementos esbeltos verificados por processos de clculo mais elaborados, otimizados e realistas. As mquinas de hoje no mais possuem muitas folgas no seu dimensionamento como era usual e, por esta razo, mais ateno deve ser dada nas orientaes, especificaes e recomendaes contidas no Manual. Procedimentos prticos de campo usualmente adotados no passado pelos operadores para a determinao da carga limite do guindaste em operao, tal como a observao do descolamento das esteiras ou patolas, so inadmissveis e no devem jamais ser empregados, sob o risco de acidente por colapso do equipamento (como falha estrutural da lana), com conseqncias graves e imprevisveis (Ver Figura 27).

Operaes com guindastes ONSHORE embarcados devem ser cuidadosamente estudadas e requerem procedimentos e tabelas especficos que no fazem parte do escopo da presente especificao. Tais cuidados adicionais se devem perda de capacidade da lana devida s inclinaes e movimentaes da balsa sobre a qual o guindaste se apia e trabalha.




No planejamento de operaes desta natureza, imprescindvel a participao de um Engenheiro Naval. Jamais utilizar guindastes telescpicos trabalhando sobre balsas.

Figura 27 Acidente por falha estrutural da lana.




Finalmente, a mitigao dos riscos nas operaes de movimentao de cargas envolve estudos, treinamento, capacitao tcnica e boa gesto de modo que ao longo deste processo resulte: a subcontratao de empresas capacitadas; a execuo de todas as verificaes tcnicas necessrias para a garantia da segurana; o envolvimento de pessoas treinadas e capacitadas; manuteno e treinamento dos operadores; o planejamento em todas as fases; toda a certificao necessria do material utilizado / equipamentos; acompanhamento tcnico capacitado; decises tcnicas capacitadas; exercitar a boa prtica da engenharia; efetuar a anlise tcnica dos riscos envolvidos.




8. ANEXOS

Exemplo de um Plano de Rigging elaborado com base nos critrios e recomendaes da ODEBRECHT; Clculo dos fatores de converso de capacidade obtida com base em uma tabela ANSI (85%) para a tabela correspondente com base na norma DIN/ISO (75%).




8.1

Exemplo de um Plano de Rigging elaborado com base nos critrios da ODEBRECHT




8.2

Exemplo de uma converso de capacidade ANSI (85%) para DIN/ISO (75%)

Guindaste LIEBHERR LTM 1400-7.1. i. Tabela DIN/ISO (75%)




ii. Tabela ANSI (85%)




iii. Tabela ANSI (85%) interpolada para os raios em metros (CAP. em lbf)




iv. Tabela ANSI (85%) interpolada para os raios em metros (CAP. em tf)




v. Fatores de converso ANSI DIN/ISO


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Critérios para seleção de Guindastes