Projetos com Segurança
Podemos dizer que o Coeficiente de segurança com o a medida da incerteza do projeto ou do projetista.
Escolher um coeficiente de segurança nem sempre e uma tarefa fácil, muitos podem pensar que basta só crescer o valor do coeficiente de segurança que o problema está resolvido, mas não é bem assim.
Aumentar o coeficiente de segurança para resolver uma incerteza de projeto pode trazer consequências indesejáveis como aumento de custo, de peso com adição de esforços em outras áreas que podem inviabilizar o projeto.
Pensem num exemplo da aviação onde é determinante do sucesso do projeto e ate segurança do mesmo.
Os fatores de segurança num projeto de aeronave comercial não são muito elevados por fatores óbvios sendo peso um limitador e estão ente 1,2 a 1,5, entretanto são projetos de elevada confiabilidade, com baixa taxa de falha comparada a outros meios de transporte.
Os fatores de segurança baixos nos projetos de aeronaves são possíveis porque testes extensos realizados em protótipos, projetos baseados em Análise de Elementos Finitos (FEA), teste de materiais e componentes testados a exaustão, rigorosas inspeções de serviço são realizadas, acidentes no mundo inteiro são analisados e aprendizado e definição de novos padrões são compartilhados etc.
Entretanto nem sempre é possível adotar o padrão de projeto de uma aeronave.
Quando projetos de algum equipamento ou mesmo instalação está sujeita a forças da natureza ou mesmo ao uso de diferentes pessoas em diferentes ambientes, isto leva ao projetista ter bom senso na escolha do fator de segurança do projeto.
O quadro abaixo é uma informação do livro projeto de maquinas de Robert L Norton que sugere um critério para estabelecer coeficientes de segurança para matérias dúcteis.
A ductilidade do material ou a fragilidade também são uma preocupação, os materiais frágeis são projetados pelo limite de ruptura logo a falha representa ruptura, sem aviso.
Os materiais dúcteis pelo limite de escoamento, ou seja, é esperado que emitam sinais visíveis de falha, permitindo intervenção antecipada.
Para se definir um coeficiente de falha segundo proposta do modelo acima temos:
FS= Max (F1,F2,F3)
No caso de estar utilizando um material frágil este fator passa a ser:
FS = 2*Max (F1,F2,F3)
Fatores de Segurança no suo do cabo de Aço segundo recomendações do Fabricante:
Carga de trabalho é a massa máxima que o cabo está autorizado a sustentar.
A carga de trabalho de um cabo de uso geral, especialmente quando ele é movimentado, não deve, via de regra, exceder a um quinto da carga de ruptura mínima efetiva do mesmo.
O fator ou índice de segurança é a relação entre a carga de ruptura mínima efetiva do cabo e a carga aplicada. Um fator de segurança adequado garante:
- Segurança da operação, evitando rupturas;
- Duração do cabo e, consequentemente, economia
O fator de segurança acima não é adequado para o cabo de aço sofra uma operação brusca ou carregamento brusco da carga.
Outro fator importante a ser considerado em relação Fator de Segurança é o tipo de carregamento.
Qualquer método para determinar coeficiente de segurança está obviamente sujeito ao julgamento do projetista ou subordinado a alguma norma como a NR 35 que estabelece FS= 5 para cálculo de linha de vida suportadas por cabos de aço.
O projetista tem a responsabilidade de garantir o projeto seguro acima de outros interesses.
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