Segurança de Máquinas e Equipamento – Safe Torq Off (STO)

– SEGURANÇA DE MÁQUINAS E EQUIPAMENTOS

Atualmente, o mundo industrial está passando por uma automatização completa nas fábricas, isto por conta das tecnologias que estão em expansão e desenvolvimento que otimizam a linha de produção de maneira coordenada e de controle centralizado, ou seja, em uma tela de computador a gerência pode observar a linha de produção como um todo, analisando produtividade e possíveis problemas. Tudo por uma produtividade maior e, por consequência, os lucros elevados.

Mas estes benefícios em contrapartida geram aspectos de segurança que necessitam ser abordados de maneira séria e profissional. Com um número cada vez maior de automatizações os riscos de trabalho causados pelos equipamentos podem caracterizar possíveis acidentes. No final de 2010 o MTE – MINISTÉRIO DO TRABALHO E EMPREGO, publicou a revisão da Norma Regulamentadora NR 12 – SEGURANÇA NO TRABALHO EM MÁQUINAS E EQUIPAMENTOS,

através da Portaria nº.197, de 17 dezembro. Com isto novas regras gerais e específicas bem detalhadas devem ser atendidas. O objetivo foi torná-las mais seguras. Trata-se de um grande avanço e o seu atendimento implica em estratégias bem definidas para a adequação, bem como, na aquisição de novas dessas máquinas e equipamentos.

A nova NR-12 é de caráter obrigatório (força de lei) porque o fabricante do equipamento que não atender o exigido poderá sofrer autuações, caso aconteça algum acidente com seu equipamento, por conta de uma falha na segurança do mesmo. Cabe ressaltar que desde a publicação da última revisão da NR- 12, os debates a respeito do atendimento as exigentes mudanças incorporadas para garantir a segurança na operação e manutenção de máquinas equipamentos tem crescido, principalmente no meio empresarial, que resiste ao processo de adequação, alegando o elevado custo.

Entende-se que o processo de adequações das máquinas está exigindo a necessidade de qualificação e constante atualização para os profissionais envolvidos, que atuam nas áreas técnicas e de engenharia e segurança, bem como para os fabricantes de máquinas que já devem conceber o projeto de acordo com a NR-12 para facilitar a comercialização de seus equipamentos, tanto para o mercado interno e externo, por isto é importante a constante atualização com as novas tecnologias que foram desenvolvidas para aplicações de segurança e que elas podem oferecer de benefícios.

O QUE É STO E QUAIS AS VANTAGENS DOS INVERSORES DE FREQUÊNCIA EMBARCADOS COM ESTA FUNÇÃO

Implementar um sistema de segurança de máquinas do início ao fim pode parecer uma tarefa complexa e assustadora. Graças à nova tecnologia de segurança em inversores e à padronização unificando os requisitos e terminologia utilizados no mercado esse processo ficou mais fácil. Novas soluções eletrônicas em segurança integradas ao inversor são perfeitamente capazes de substituir o uso dos sistemas de segurança tradicionais que envolvem dispositivos físicos lógicos de conexão externa como contatores.

STO significa “Safe Torque Off”. Esta função é padrão nos inversores ABB e tem por objetivo garantir que o torque seja nulo no motor elétrico durante uma parada segura realizada no equipamento que possui este inversor de frequência ABB. Por consequência deste torque nulo, podemos citar que esta função STO ao ser acionada pode evitar também choques elétricos. Esta funcionalidade está prevista na NR-12 e os inversores ABB possuem as certificações dos órgãos competentes (TÜV) para a validação da mesma.

DESVANTAGENS DOS INVERSORES DE FREQÛENCIA QUE NÃO POSSUEM FUNÇÃO “STO”

Para abordarmos este assunto é necessário entendermos o que são contatores de segurança. Contatores são dispositivos utilizados geralmente para acionamento de motores elétricos. Podem também ser empregados para acionamentos de cargas resistivas, selos, comandos de circuitos, partidas de motores no sistema estrela-triângulo e outras diversas aplicações. Possuem uma bobina de acionamento que ao ser alimentada eletricamente atua simultaneamente todos os seus contatos elétricos que, por consequência, se fecham transmitindo assim a alimentação elétrica para o motor.

O item 12.37 da norma, deixa bem explícito, que para circuitos de partida de motores são de uso obrigatório no mínimo dois contatores com contatos de ruptura positiva, monitorados por alguma interface de segurança. Contatos com ruptura positiva significam que elementos do contato NF (Normalmente Fechado) garantem abertura quando acionados, uma vez, que não há elemento flexível entre a parte móvel do contato e o acionamento onde é aplicada a força mecânica, ou seja, isto é feito através de um elemento rígido.

Notou-se que o sistema de contatos NF com ruptura positiva apresenta excelente desempenho para desligamento de circuitos, mesmo em casos extremos como “contato colado”, pois a abertura do contato NF está garantida devido à forma de abertura. O contato NF do contator é utilizado em conjunto com o botão de reset ligado em série, com a função de monitorar se algum dos contatores redundantes de potência não está com seus contatos selados ou apresentando algum problema. Caso ele esteja acionado por qualquer problema que possa ter ocorrido, o sistema de segurança identifica esta falha e não possibilita o rearme da interface de segurança da máquina em questão.

Agora que o conceito dos contatores de segurança foi exposto podemos realizar uma analogia de que para adequação da norma em motores de baixa potência podemos resolver de maneira simples com contatores e cabos de bitola mínimas que são facilmente encontrados no mercado, além de grande maioria das empresas manterem os mesmos em estoque como peças sobressalentes. Agora pensando em motores maiores, já podemos ter problemas de espaço físico para o contator, para cabos com grandes bitolas dentro das canaletas, e também todo o trabalho para instalação do circuito de potência. Outro ponto relevante que devemos considerar é o custo deste contatores com potências maiores. É muito mais simples realizar a confecção de um circuito de comando com cabos de 1mm² do que um circuito de comando com cabos de 120mm² por exemplo.

CIRCUITO DOS INVERSORES DE FREQÛENCIA QUE NÃO POSSUEM FUNÇÃO “STO”

Como foi citado anteriormente os inversores que não possuem a função STO e seu maquinário necessita ser adequado conforme norma NR-12 vão ter uso dos contatores de redundância como composição da solução. Mas isto gera um problema diretamente ao inversor de frequência se a adequação for realizada da maneira incorreta. Quando é seccionado o circuito de potência do motor que está ligado ao inversor simultaneamente com o comando do mesmo em curto prazo é danificada a “saída” do inversor, ou seja, o componente eletrônica instalado por fase é chamado de “IGBT”. Este tipo de instalação é mais comum do que se imagina e causa a indisponibilidade da máquina pelo problema causado no inversor. A maneira correta de se corrigir esta falha é temporizar (retardar) o desacionamento dos contatores de potência após queda do comando de partida do inversor. Isto pode ser realizado por CLP de segurança ou mesmo rele de segurança temporizado. O circuito de potência fica exemplificado abaixo:

CIRCUITO DOS INVERSORES DE FREQÛENCIA QUE POSSUEM FUNÇÃO “STO”

Vamos observar o circuito abaixo e comparar apenas visualmente com o circuito mostrado acima.

Fica muito claro a simplicidade do circuito de potência quando o inversor possui a função STO, pois além de dispensar a utilização dos contatores redundantes não requer nenhum tipo de temporização, basta realizar o seccionamento dos contatos de comando dos bornes respectivos ao STO juntamente com um rele de segurança e a norma é atendida de uma maneira prática, fácil, confiável e em conformidade com a norma.