Componentes de Segurança Pneumáticos: Aplicações-Chave e Orientação de Conformidade

Com a introdução de sistemas automatizados, construir máquinas tornou-se ainda mais complexo. Isto forçou os projetistas a dedicar mais tempo à implementação de normas de segurança mais recentes. Um bom exemplo disto é a revisão da ISO 13849 em 2006, que significou que todos os construtores de máquinas agora tinham de considerar componentes com classificação de segurança como parte do seu processo de design.

Um aspeto particular que deve ser tido em conta é a segurança de sistemas pneumáticos. Estes sistemas são usados extensivamente em muitas indústrias diferentes, por isso é crucial garantir que são projetados e construídos com a segurança em mente.

Existem alguns componentes-chave que devem ser incluídos em qualquer sistema pneumático para garantir a sua segurança. Neste artigo, abordaremos cinco deles.

Cinco Funções de Segurança-Chave num Sistema Pneumático

1. Proteção contra arranques não planeados da máquina.

Uma das funções de segurança críticas que deve estar presente em qualquer sistema pneumático ou automatizado é a proteção contra máquinas ligarem acidentalmente. Isto pode ser uma situação perigosa porque se uma máquina está desligada e depois volta a ligar sem procedimentos de segurança adequados, pode causar ferimentos graves a qualquer pessoa nas proximidades.

Existem algumas formas de alcançar isto, mas uma das mais comuns é usar válvulas e interruptores de segurança.

Estas válvulas são desenhadas para bloquear o fluxo de ar para os atuadores, o que impede a máquina de arrancar. Por outro lado, os interruptores são usados para detetar quando há perda de pressão de ar. Isto é geralmente uma indicação de que algo correu mal com o sistema, e os interruptores então desligam a energia da máquina.

Algumas máquinas têm eletrónica integrada cuja função específica é prevenir arranques não planeados automaticamente. No entanto, ainda existem produtos que requerem um PLC de segurança ou um relé seguro externo para realizar as mesmas funções e cumprir certificações mínimas de segurança.

2. Proteção de exaustão ou descarga de pressão de ar.

Uma exaustão ou descarga de pressão de ar é uma característica de segurança usada para libertar pressão do sistema numa emergência. Isto é importante porque se a pressão aumentar demasiado, pode causar falha do sistema, levando a ferimentos graves.

A maioria das descargas e exaustões de pressão de ar ocorrem frequentemente simultaneamente como um arranque não planeado da máquina. É por isso que componentes de segurança modernos geralmente combinam as duas funções.

Existem duas formas principais de obter proteção contra este problema: usando uma válvula de exaustão e utilizando uma válvula de descarga (dump valve).

A válvula de exaustão liberta a pressão gradualmente, o que previne falha abrupta do sistema. Por outro lado, a válvula de descarga é usada para libertar a pressão de uma só vez.

Máquinas baseadas em tecnologias mais recentes estão a começar a incorporar sensores de posição e válvulas de arranque suave (soft-start) para gerir arranques inesperados e descargas de pressão.

3. Retenção, bloqueio e paragem.

A capacidade de parar, bloquear e parar equipamento de operação é outra função de segurança crucial que sistemas pneumáticos precisam. Isto é importante porque se algo correr mal com a máquina, esta precisa de poder ser parada rapidamente para prevenir danos ou ferimentos adicionais.

Para fazer isto, a maioria dos sistemas pneumáticos usa várias válvulas, como válvulas de retenção, válvulas de alívio de pressão e válvulas solenoides.

• Válvulas de retenção são usadas para prevenir fluxo numa direção. São normalmente usadas para reter atuadores no lugar na perda de pressão do sistema.
• Válvulas de alívio de pressão são usadas para libertar pressão se esta ficar demasiado alta, o que previne falha do sistema.
• Válvulas solenoides são usadas para controlar o fluxo de ar, o que permite que o sistema seja ligado e desligado conforme necessário.

Um travão ou bloqueio mecânico pode ter de ser instalado na haste do pistão do cilindro em algumas aplicações complexas. Isto é geralmente feito em aplicações onde há necessidade de forças de retenção elevadas ou onde a máquina precisa de poder parar rapidamente.

Além disso, algumas máquinas modernas têm componentes de segurança adicionais capazes de monitorizar a posição do equipamento ou dos seus componentes. Isto permite que o sistema saiba quando algo está fora do lugar e reaja em conformidade.

4. Inversão do movimento do cilindro.

Em alguns casos, é necessário ser capaz de inverter a direção das peças móveis de uma máquina. Isto é geralmente feito por razões de segurança, como se algo estiver a bloquear o caminho da máquina. Se ignorado, isto pode causar falha da máquina, levando a ferimentos graves a qualquer pessoa nas proximidades da máquina.

A forma mais comum de alcançar isto é usando uma válvula de inversão. Esta válvula é usada para mudar a direção do fluxo de ar, que então muda a direção do equipamento.

No entanto, algumas aplicações complexas podem requerer uma válvula proporcional, que permite controlo mais preciso sobre o fluxo de ar. Isto é importante porque permite ao operador mudar lentamente a direção do equipamento, o que é frequentemente necessário para situações delicadas.

Válvulas solenoides de retorno por mola também podem realizar esta função de segurança. Estas válvulas são usadas para mudar a direção do fluxo de ar, mas também são capazes de retornar à sua posição original quando a energia é desligada.

5. Redução de velocidade.

Outra função de segurança que é frequentemente necessária é a capacidade de reduzir a velocidade do equipamento. Esta é uma função de segurança vital porque permite ao operador controlar a máquina se algo correr mal. Por exemplo, se um equipamento se estiver a mover demasiado rápido e estiver em perigo de colidir com algo, o operador pode usar uma válvula redutora de velocidade para o abrandar.

Dois tipos principais de válvulas são usados para este propósito: válvulas redutoras de pressão e válvulas de controlo de fluxo.

• Válvulas redutoras de pressão são usadas para reduzir a pressão de ar que flui para o sistema. Isto reduz então a velocidade do equipamento.

• Válvulas de controlo de fluxo são usadas para regular a quantidade de ar que flui para o sistema. Isto também reduz a velocidade do equipamento, mas é mais preciso do que usar uma válvula redutora de pressão.

Em alguns casos, ambos os tipos de válvulas podem ser usados para alcançar o resultado desejado. Também vale notar que algumas máquinas têm dispositivos redutores de velocidade integrados, como um sistema de polias.

Leve Estes Componentes de Segurança a Sério

Características de segurança são importantes para qualquer máquina, mas são especialmente vitais para sistemas pneumáticos. Isto é porque sistemas pneumáticos são frequentemente usados em ambientes perigosos e tipicamente têm peças móveis.

É importante escolher as características de segurança certas para a sua aplicação e garantir que estão devidamente instaladas. Levar estas funcionalidades a sério pode levar a um ambiente de trabalho mais seguro e eficiente.

Se tem alguma questão sobre segurança pneumática ou precisa de ajuda a escolher os componentes de segurança certos para o seu sistema automatizado, contacte um especialista na John Henry Foster. Somos um fornecedor líder de atuadores pneumáticos fiáveis e a nossa equipa terá todo o gosto em responder às suas questões.