Soluções para problemas complexos de segurança

É comum vermos reportagem e relatos sobre explosão de pneus e os danos e fatalidades causados às pessoas que estavam próximas este tipo de acidente. O que muita gente não sabe é que este tipo de acidente poderia ser evitado se fossem seguidos os requisitos da norma de regulamentação para manuseio de rodas e pneus. A administração de saúde e segurança ocupacional americana (OSHA) estabelece normas e critérios para manuseio de pneus de tratores e caminhões fora de estrada que compõe grande parte dos ativos utilizados na indústria agrícola e de mineração. A explosão de um pneu desse tipo de equipamento pode liberar uma energia até 10 vezes maior do que a energia liberada pela explosão de um pneu automotivo convencional. Contudo, para atender a estes critérios é necessário que o pneu esteja envolvido por um dispositivo ou estrutura de proteção enquanto ele está sendo inflado e não há no mercado estruturas de contenção homologadas para suportar a explosão de pneus tão grandes como os utilizados em carregadeiras e caminhões fora de estrada. Por isso, nas plantas da mineração muitas oficinas não seguem os requisitos de segurança para os procedimentos de manutenção dos pneus de seus equipamentos. 

Em virtude da ausência de gaiolas de proteção homologadas para diferentes tamanhos de pneus o ISQ desenvolve estudos para garantir a segurança de estruturas para explosão com diferentes dimensões. No desenvolvimento de estudos dessa natureza são exigidas simulações mais complexas que decorrem das peculiaridades do fenômeno que se deseja representar. 

Com o objetivo de projetar uma gaiola de proteção adequada ao Pneu 55/80R57, com 3,63m de diâmetro e 1,4m de largura, para ser instalada na oficina de manutenção dos caminhões fora de estrada 860E-1K de uma das maiores empresas de mineração do mundo, o ISQ realizou um projeto com verificação estrutural englobando as seguintes premissas: 

Para simular a explosão do pneu foi elaborado um modelo dinâmico computacional ideal para representar fenômenos de curto tempo de duração, como impactos em alta velocidade. 

  • Garantir a segurança das pessoas e ativos ao redor da área de inflar pneus. 
  • Adequação do processo de inflagem aos critérios de segurança normativos. 
  • Geometria concebida de forma a simplificar o processo de fabricação. 
  • A gaiola deve ser leve o suficiente para viabilizar a sua movimentação e a praticidade de montagem dos pneus durante o processo.  

Muitas vezes as cargas de impacto são tratadas como ações estáticas incrementadas com um fator de amplificação dinâmica, mas, para resolver esse problema e garantir uma gaiola de baixo peso, essa abordagem não poderia ser adotada devido à quantidade de energia envolvida durante a explosão. Para evitar que a estrutura atinja um peso elevado e fique superdimensionada, é necessário utilizar o modelo de integração explícita para representar o aumento da resistência com a velocidade ou a taxa de deformação, um efeito dinâmico muito comum nos materiais, mas pouco estudado. Quanto maior for a taxa de deformação maior será a tensão de escoamento e de resistência do material. A simulação representou um evento com a duração total de 0,18 segundos, evidenciando o quão rápido pode ocorrer a explosão seguida do impacto da roda com a estrutura de proteção.

O ISQ viabiliza soluções robustas para seus clientes, por meio do seu conhecimento e ferramentas ideais para estudos de problemas convencionais ou fenômenos complexos tais como explosão e impacto entre componentes e estruturas. 

Entre em contato conosco para mais informações. 

Texto: Raphael Pedrosa Heleno

Engenheiro Mecânico

Engenheiro Estrutural do ISQ.

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