Para garantir a segurança de um trabalhador que venha cair num sistema de contenção da queda ou linha de vida, devemos considerar que o sistema de detenção de queda do trabalhador deve ser projetado de modo que o mesmo não venha a se chocar contra o chão ou mesmo em qualquer objeto que represente risco ou que redunde em alguma possibilidade de lesão no caminho da queda num nível abaixo da área de trabalho.
Esta região é conhecida como “Zona Livre de Queda” – ZLQ; que pode ser definida como região compreendida entre o ponto de ancoragem e o obstáculo inferior mais próximo contra o qual o trabalhador possa colidir em caso de queda, considerando a distensão ou deformações previstas na linha de vida, como uso de absorvedores de energia de queda até o nível do chão ou obstáculo mais próximo.
Na determinação da Zona livre de Queda devemos considerar, as distâncias H1, H2, H3, H4 conforme figura abaixo.
Cálculo da Zona Livre de Queda
Para determinar a ZLQ para construção da linha de vida teremos de levar em consideração:
- Distancia H1
A Distância H1 é definida pelo cálculo da Flecha (F1) que o projetista deixou prevista para linha de vida e A1 o alongamento do cabo de aço sob o efeito da absorção da energia de queda.
Vamos ver:
No exemplo vamos considerar a queda de executante pesando 99 kg, caindo de uma altura de 1,82 metros, utilizando cinto de segurança tipo paraquedista com talabarte de 1,5 metros e absorvedor de energia acoplando a uma ancoragem.
Utilizando a equação de Andrew Sulowski abaixo podemos determinar o Força de impacto:
Ver Calculo da Força no Post Link abaixo; para Caso Número 1
Link – https://consultoriaengenharia.com.br/seguranca-ocupacional/dinamica-da-queda-trabalho-em-altura/
Após utilizar equação concluímos que o homem em queda sobre a linha de vida vai gerar uma uma forca de desaceleração de F= 455 Kgf
Esta força vai produzir um alongamento no cabo de aço dado pela Equação:
Suponhamos que o vão da linha que vamos projetar tenha um comprimento de 10 metros, vamos supor que vamos utilizar um cabo de aço no vão com comprimento em balanço de 10,5 metros. Neste caso vamos determinar a flecha de construção, chamaremos de F1
C= Comprimento do Vão
L = comprimento do Cabo
F 1 = flecha de construção
Tomando metade do Trecho para Calculo
Então temos:
(C/2) ²+ (f) ² = (l/2) ² ……………(1)
(C/2) x (P/2) = (f) x (Rx) ……….(2)
Rx = (P x C) / 4f
R² = (Rx) ² + (P/2) ² ………..(3)
R² = [(P x C) / 4f] ² + (P/2) ²
Então temos:
C= 10 m
l = 10,1
(f)² = (10,1/2)² – (10,0/2)²
f = 0,708 m
Então:
R= (455 x 10,1)/(4 x 0.708)
R = 1.622,704 Kgf
A Norma estabelece que o Fator de Segurança deve ser FS= 5
Logo a carga de ruptura do cabo selecionado deve estar se de 5 vezes a tensão de queda na linha.
Cabo de Aço deve carga de ruptura acima de 8.113,5 kgf
Suponhamos que tenhamos escolhido um cabo de aço de 11,5 mm com carga de ruptura de 9.300 kgf.
Especificação do cabo de Aço
Cabo de Aço 6×19 Seale AA com diâmetro de 11,5 mm e carga de ruptura de 9.300 kgf
Temos então que considerar a deformação elástica do cabo ao desacelerar a queda de quem ficou preso na linha de vida.
O Cabo vai se alongar neste momento aumentado e flecha do sistema.
A deformação elástica é diretamente proporcional à carga aplicada e ao comprimento do cabo de aço, e inversamente proporcional ao seu módulo de elasticidade e área metálica.
A deformação é dada então pela equação:
A deformação elástica de um cabo de aço é proporcional à carga aplicada desde que a mesma não ultrapasse o valor do limite elástico do cabo. Esse limite para cabos de aço usuais é de aproximadamente 55% a 60% da carga de ruptura mínima do mesmo.
Módulos de elasticidade de cabos de aço: o módulo de elasticidade de um cabo de aço aumenta durante a vida do mesmo em serviço, dependendo de sua construção e condições sob as quais é operado, como intensidade das cargas aplicadas, cargas constantes ou variáveis, flexões e vibrações às quais o mesmo é submetido.
Abaixo segue Tabela dos Módulo de elasticidade de um cabo de aço:
O cálculo da área metálica de um cabo de aço pode ser feito através da fórmula abaixo. Embora esse cálculo não seja exato, seu resultado é bastante aproximado.
Onde,
A = área metálica em mm2
F = fator de multiplicação dado na tabela a seguir;
d = diâmetro nominal do cabo de aço
Cálculo do Alongamento do cabo devido ao impacto do corpo do acidentado na linha de vida
Calculo da Área Metálica
Nosso Cabo escolhido é 6×19 seale temo fator F= 0,416
A= área metálica = > A= F x D²
A= 0,416 x 11,5² onde A= 55,016 mm²
A Deformação; ΔL será calculada considerando:
P= 1.623 kgf
L= 10,1 m
E= 10.000 kgf/mm²
ΔL = (P x L) / (E x A) = >
ΔL = (1.623 kgf x 10,1 m) / (10.000 Kgf/mm² x 55,016 mm²)
ΔL = 16.932,3 / 550.160 = 0,031 m
A Flecha considerando o alongamento do cabo de aço será:
(F1)² Alongamento do cabo = [(10,1+0,03)/2)]²- (10/2)²
(F1)² alongamento do cabo = (25,65–25,00)²
F Alongamento do cabo = 0,808 m => considerando alongamento do cabo
Distancia H2
Veja no manual do cinto ou na etiqueta do mesmo, é uma informação obrigatoria
Distância H2 neste caso é Comprimento do Talabarte + abertura do Absorvedor
Comprimento do talabarte (max) = 1,5 m
Abertura do absorverdor = 1,75m
Retornando então ao cálculo da ZLQ teremos
H1= considerando ao alongamento do cabo = 0,808 m
H2 = Abertura completa do talabarte e absorvedor de Energia = 3,25
H3= Distancia da fivela tipo D ao é do Executante = 1,5 m
H4 = distancia de segurança = 1,0 m
Distancia H2 = deve levar em conta a soma do comprimento do talabarte (esticado), do absorvedor aberto.
Distancia H3 = é a distância entre a argola onde está conectado o talabarte até a sola do pé do trabalhador
Total de distância necessária para tender a ZLQ na vertical é de = 6,56 m
Alguns cintos informam a ZLQ como abaixo, mas cuidado você não pode se esquecer de considerar a flecha do cabo de aço contabilizando o alongamento do cabo considerando a energia da queda.
Neste caso a ZLQ deve ser de 4,90+0,808 = 5,71 m
Nosso objetivo é salvar vidas;