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Scientific Society Journal
ISSN: 2595-8402
Journal DOI: 10.61411/rsc31879
REVISTA SOCIEDADE CIENTÍFICA, VOLUME 7, NÚMERO 1, ANO 2024
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ARTIGO ORIGINAL
Dispositivo eletrônico de aproximação segura
Irineu Riguete de Souza Tulli1 ; Marco Antônio Dantas de Souza2
Como Citar:
TULLI, Irineu Riguete de Souza; DE SOUZA, Marco Antônio Dantas. Dispositivo eletrônico de aproximação segura. Revista Sociedade Científica, vol.7, n. 1, p.5719-5733, 2024.
https://doi.org/10.61411/rsc202490317
Área do conhecimento: Engenharias.
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Palavras-chaves: Acidentes, Construção, Equipamentos móveis, Soluções.
Publicado: 27 de novembro de 2024.
Resumo
O setor da construção tem se mantido não só no Brasil, mas a nível global, como um dos setores onde mais ocorrem fatalidades, e por isso, é tão importante a discussão acerca de métodos, dispositivos e ferramentas que contribuam de maneira efetiva para a redução, e se possível, eliminação dos riscos presentes nesse cenário. Limitando-se somente a acidentes envolvendo equipamentos móveis, diversos são os fatores que corroboram para o acidente, dentre os quais pode-se citar a baixa visibilidade, decorrente da baixa luminosidade e ponto cego por exemplo, como um dos principais fatores, e para esse tipo de problemática, já existem algumas soluções que contribuem para a redução dos acidentes. Dentre as soluções encontradas para minimizar os riscos envolvendo equipamentos, sejam de forma ativa e/ou passiva, tem-se desde a utilização de coletes refletivos, sirenes de deslocamento até dispositivos de atuação ativa, alertando não só o operador, mas os colaboradores de solo sobre a aproximação de algum equipamento, entretanto, essas soluções mais sofisticadas, devido a seu alto valor agregado dificultam a disseminação, nesse sentido, esse estudo viabiliza uma solução acessível, ainda que funcione de forma passiva, porém automática, contribuindo para uma aproximação segura em projetos onde ocorra a interação homem x máquina com frequência. A solução foi desenvolvida utilizando uma torre de sinalização luminosa com duas cores, aplicada ao circuito da ignição do equipamento, fornecendo à distância o status sobre a condição do equipamento, entre desligado, standby e ligado. Dessa forma, o colaborador de solo tem confiança ao se aproximar do equipamento sem se expor ao risco, o corpo de segurança, consegue monitorar as iterações homem x máquina a distância de forma mais eficiente e como efeito colateral, reduziu-se significativamente problemas relacionados a improdutividade por equipamentos sem carga suficiente na bateria para dar partida, principalmente as segundas-feiras, consequência da luz indicativa que só se apaga com o desligamento da chave geral do equipamento.
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1. Introdução
As atividades na construção sejam no âmbito predial ou pesada, possuem inúmeros cenários onde o colaborador se expõe ao risco, contribuindo para que esse seja um dos setores que mais reporta acidentes com fatalidade, não só no Brasil, como em outros países:
A realidade brasileira, com base nos dados do INSS de 2022 disponibilizados no portal SmartLab conforme ilustrado na figura 1, considerando somente notificações de CAT com óbito, tem no setor de construções de edifícios um total de 91, representando 3,89%, porém, ao atribuir apenas alguns setores coligados a construção como construção de rodovias e ferrovias, obras de geração e distribuição de energia elétrica e para telecomunicações, obras de terraplenagem e obras de acabamento, esse total sobe para 195, passando a representar 8,35%.
Figura 1: Setores econômicos com mais notificações com CAT com óbito 2022.
Fonte: https://smartlabbr.org/sst/localidade/0?dimensao=perfilCasosAcidentes
Na figura 2, onde se expõe os grupos de agentes causadores, se destaca veículos de transporte com um total de 741, representando 29,2%, na sequência impacto contra pessoa/objeto, queda em altura, queda do mesmo nível e máquinas e equipamentos.[6]
Figura 2: Grupos de agentes causadores das CAT com óbito 2022.
Fonte: https://smartlabbr.org/sst/localidade/0?dimensao=perfilCasosAcidentes
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No que tange a outros países, a exemplo dos EUA, aproximadamente 23% das fatalidades ocorridas durante o trabalho no ano de 2022 foram no setor de construção com 1.069 óbitos, representado na figura 3 de acordo com o Bureau of Labor Statistics, o que representa uma taxa de 9,6 a cada 100.000 trabalhadores.
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Figura 3: Nº e Taxa de acidentes de trabalhos fatais por setor 2022.
Um fato que gera atenção, demonstrado na figura 4, é que desse total, 149 óbitos registrados, representando 14%, estão relacionados a colisão com objetos ou equipamentos e 410 óbitos, representando 38%, estão relacionados com quedas, escorregões e tropeços.[5]
Figura 4: Lesões ocupacionais fatais por evento ou exposição 2022.
Em vista desse cenário, e dado os recursos já utilizados, bem como os disponíveis no mercado e na literatura a fim de mitigar os riscos envolvidos no contexto de equipamentos na construção, motivou-se o desenvolvimento de uma nova solução que corroborasse principalmente para segurança dos colaboradores envolvidos em ambientes de interação homem x máquina, com principal finalidade de reduzir possíveis falhas de métodos já existentes.
Visto que o setor da construção civil se destaca de forma negativa pelo alto número de acidentes, inclusive com fatalidades, é de grande valia uma solução que permita de forma visual e objetiva verificar o status do equipamento a distância, facilitando a liderança e o corpo de segurança avaliar se o colaborador de solo está se expondo ao risco.
Dessa forma, busca-se desenvolver um dispositivo eletrônico de baixo custo para utilização em equipamentos pesados da construção civil visando a segurança do colaborador de solo durante interação, de forma a assegurar a percepção sobre a condição de funcionamento do equipamento a distância, proporcionando uma aproximação segura, reduzindo a possibilidade de acidentes relacionados a interação homem x máquina.
Para essa solução utilizou-se uma torre de sinalização semelhante ao usado em linhas de produção, que tem por função alertar a condição da linha. Chamada de andon, lâmpada em japonês, essa ferramenta lean de gestão visual, serve para detectar e notificar anormalidades, e no cenário em que foi aplicada, funciona de forma semelhante, detectando a condição do equipamento e explicitando de forma visual aos que estão próximos.
No mercado existem soluções bastante eficientes para essa problemática, entretanto, o seu alto valor dificulta a sua difusão, sendo assim, procura-se desempenhar o oposto, difundir o acesso a um dispositivo para tornar o ambiente de trabalho mais seguro e com baixo custo.
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2. Referencial Teórico
Dado o alto grau de acidentes envolvidos, principalmente com a potencialidade de gerar fatalidade, faz-se interessante entender o que contribui para esse fim, de forma a prover meios para mitigar que ocorram novas situações dessa natureza.
Através do tratamento de dados de investigações fornecidas pelo Departamento de Segurança Ocupacional e Administração de Saúde (OSHA), descobriu-se que pontos cegos, obstruções e condições de iluminação deficientes eram os fatores que mais contribuíam para os acidentes relacionados a visão. Em quase 88% dos casos de fatalidade relacionados a baixa visibilidade estão relacionados a veículos e equipamentos, e praticamente 73% desses em manobras de reversão. Um ponto a se observar é que, apesar da instrução para que o veículo e ou equipamento possua um alarme de ré audível acima do nível de ruído do ambiente e se possível em paralelo tenha um sinaleiro para garantir que a manobra de reversão seja segura, os acidentes acontecem e, o que se percebe, é que em grande parte deles o alarme sonoro de marcha ré não está funcional.[4]
Na NR 18, que estabelece diretrizes acerca da segurança e saúde no trabalho na indústria da construção, quando fala sobre máquina autopropelida em seu artigo 18.10.1.6, cita algumas orientações que vão de encontro com a busca pela segurança e redução da exposição ao risco na operação de equipamentos móveis, principalmente relacionado ao operador de solo, em suas letras:
a) Os operadores não podem se afastar do equipamento sob sua responsabilidade quando em funcionamento;
b) Nas paradas temporárias ou prolongadas, devem ser adotadas medidas com o objetivo de eliminar riscos provenientes de funcionamento acidental;
c) Quando o operador do equipamento tiver a visão dificultada por obstáculos, deve ser exigida a presença de um trabalhador capacitado para orientar o operador;
d) Possuir retrovisores e alarme sonoro acoplado ao sistema de câmbio quando operada em marcha a ré;
e) Antes de iniciar a movimentação ou dar partida no motor, é preciso certificar-se de que não há ninguém sobre, debaixo ou perto dos mesmos, de modo a garantir que a movimentação da máquina não exponha trabalhadores ou terceiros a acidentes.[1].
O que vai de encontro com os dados apresentados e, ainda propõem outras orientações que corroboram com segurança da operação.
Complementar as orientações citadas, na NR 22, que estabelece diretrizes acerca da segurança e saúde ocupacional na mineração, tem-se uma outra perspectiva sobre sinalização, em especial em veículos de pequeno porte, visando facilitar sua visualização, quando cita sobre circulação e transporte de pessoas e materiais em seu artigo 22.7.7, que diz o seguinte:
Os veículos de pequeno porte que transitam em áreas de mineração a céu aberto devem manter os faróis acesos durante todo dia, de forma a facilitar sua visualização e possuir sinalização, por meio de giroflex e bandeira em antena telescópica ou outro dispositivo que permita sua visualização pelos operadores dos demais equipamentos e veículos.
E complementa em seu artigo 22.7.16, com diretrizes sobre itens indispensáveis que todos os equipamentos de transporte sobre rodas devem possuir:
a) Faróis;
b) Luz e sinal sonoro de ré acoplado ao sistema de câmbio de marchas;
c) Buzina;
d) Sinal de indicação de mudança do sentido deslocamento;
e) Espelhos retrovisores ou sistema de câmeras que os substituam.
Outro aspecto importante citado nessa mesma norma é o artigo 22.12.18 de máquinas, equipamentos e ferramentas, que cita: “o acionamento de máquinas e equipamentos autopropelidos de grande dimensão deve ser precedido da emissão de sinal sonoro automático.”[3]. Reafirmando a importância da sinalização e meios de interação entre o operador do equipamentos e demais colaboradores de solo, a fim de se evitar interações indesejadas que possam culminar em um acidente.
Apenas com essas informações, pode-se tirar de lição a importância de realização do checklist de verificação sempre antes de iniciar as atividades, e caso algum item de segurança esteja não conforme, interditar o equipamento para correção imediata. Um simples ato pode evitar uma fatalidade.
A aproximação de um equipamento pesado exige a máxima atenção, porém, além da cautela, é preciso algum instrumento que norteie o operador para evitar impactos indesejados com colaboradores em solo, visto os fatores que contribuem para acidentes pela baixa visão, principalmente o ponto cego.
Algumas das soluções aplicadas para reduzir o ponto cego é a utilização de espelho convexo junto ao espelho retrovisor aumentando o campo de visão, ou o uso de câmeras na parte traseira e lateral que são monitoradas por um circuito fechado de televisão (CCTV) dentro da cabine pelo operador, entretanto, exige maior cautela do operador, por deslocar a atenção a uma tela, podendo se tornar uma distração.[9]
Para isso, tecnologias de alerta proativa, que visam alertar tanto o operador quanto o colaborador de solo através de sinais sonoros e luminosos evitando assim o atropelamento, tornam o ambiente de operação muito mais seguro. Essas tecnologias estão em pleno desenvolvimento e, segundo [8], utilizando tecnologia de alta frequência (VHF) e radiofrequência (RF), para confecção de protótipo obteve-se resultados satisfatórios, apesar de algumas limitações e melhorias a serem realizadas.
No mercado hoje, existem soluções prontas para alertas de proximidade, conforme apresentado na tabela 1, entretanto, seu alto valor agregado dificulta a disseminação dessa importante ferramenta para evitar acidentes.
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Tabela 1: Tecnologias disponíveis para sistemas de alerta de proximidade inteligentes. Fonte: Catálogo ACR IPAS
Tecnologia | UWB | Campo Magnético | RFID Passivo | RF/LF RSSI | Tecnologias Combinadas |
Range de detecção | 1 a 30m | 3 a 16m | 3 a 10m | 1 a 6,5m | 1 a 50m |
Alerta ao pedestre | Sim | Sim | Não | Não | Opcional |
Necessidade de calibração | Não | Sim | Sim | Sim | Sim |
Configurável | Sim | Sim | Sim | Sim | Sim |
Instalação | Simples | Extremamente complexa | Complexa | Complexidade mediana | Complexa |
Sofre interferência | Não | Não | Sim | Sim | Sim |
Causa interferência | Não | Sim | Não | Não | Não |
O cenário ideal para mitigação de acidentes envolvendo interação homem x máquina, seria que todo equipamento, tivesse um dispositivo eletrônico ativo para suprir as deficiências, sejam por parte do operador, relacionados a visão e ou percepção do risco e, até mesmo do colaborador em solo, que quando distraído, expõe-se ao risco gerando consequências desastrosas.
Entretanto, devido ao alto custo pela tecnologia embarcada, licenças e demais fatores, o uso em massa dessas soluções mostra-se inviável. Porém, soluções simples podem ser adotadas contribuindo para a redução desse tipo de evento, como a realização de checklist pré-operação, o acompanhamento de um sinaleiro com rádio comunicador em regiões em que haja interação homem x máquina, uso de colete refletivo, sinalização de segurança, regras claras para o acesso a essas áreas e instruções de trabalho bem definidas.
Uma alternativa de simples utilização que visa permitir a aproximação segura aos equipamentos é o uso de bandeiras demonstrado na figura 5, sinalizando que o equipamento está desligado ou não, tornado a interação mais segura. Porém, tal indicador além de passivo, precisa diretamente da intervenção do operador, que precisa realizar a substituição da bandeira que indica se a aproximação é segura ou não, dessa forma pode haver erros pelo esquecimento e até mesmo contribuir para um incidente.
Figura 5: Escavadeira utilizando sistema de bandeiras de sinalização.
Fonte: Autores
Em revisão relacionando acidentes e operações com máquinas da construção, foi percebido que em 56% dos artigos revisados, os riscos que culminaram em acidentes ocupacionais está relacionado com escorregões, tropeções e quedas.[7]
Sendo assim, apesar de bem acessível e funcional, as bandeiras de sinalização podem contribuir para acidentes relacionados a queda pelo modus operandi de seu funcionamento, dada a total dependência ao fator humano para a troca das bandeiras e informação aos demais envolvidos na operação, um falso negativo, onde o equipamento permanece ligado e a aproximação aconteça podendo ocorrer algo mais grave.
Na NR 12, que estabelece diretrizes acerca da segurança no trabalho em máquinas e equipamentos, quando fala sobre dispositivos de partida, acionamento e parada em seu artigo 12.4.11, cita que devem ser adotadas, quando necessárias, medidas adicionais de alerta, como sinal visual e dispositivos de telecomunicação, considerando as características do processo produtivo e dos trabalhadores.[1]
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3. Metodologia
Em busca de uma solução para a temática, foi testado in loco um dispositivo de funcionamento ativo que utiliza a tecnologia UWB, de fácil instalação, bastando posicionar por sobre a cabine, dado que se fixa por imã, dentro da cabine é posicionado o alerta luminoso e sonoro para o operador e com o colaborador de solo um segundo dispositivo é utilizado no braço, e ao atingir o raio estipulado, ambos são alertados, sendo o primeiro raio de alerta, que pode ser desligado e o segundo já mais próximo do equipamento de perigo, que não pode ser ignorado e permanece ativo até o distanciamento de ambos. A solução funcionou bem, entretanto, dado a dimensão do equipamento testado, uma motoniveladora, muitos pontos “cegos” foram encontrados, sendo necessário a utilização de no mínimo dois equipamentos para cobrir o raio do equipamento com segurança. Apesar do funcionamento satisfatório, a necessidade de aquisição de no mínimo dois aparelhos por equipamento e a aquisição em separado dos braceletes para os colaboradores de solo, tornou a solução inviável, em torno de R$25.000,00. O sistema de bandeiras já utilizado, devidos as evidências já apresentadas precisava ser aprimorada, e nesse intuito foi desenvolvido o sinalizador eletrônico que funciona de forma automática, com zero necessidade de intervenção do operador para a indicação da aproximação segura ou não junto ao equipamento.
Utilizando uma torre de sinalização 12 ou 24 vdc de 2 cores (verde e vermelho), adquirido no mercado local por R$180,00, foi desenvolvido o dispositivo eletrônico de aproximação segura.
Na figura 7 é apresentando o esquema elétrico de instalação, mas de forma simplificada, o dispositivo funciona conjugado com a ignição do equipamento, e alterna suas cores entre verde e vermelho de forma automática, onde a vermelha indica que não deve ser feita a aproximação e verde que a mesma pode ser feita com cautela
Quando o equipamento está desligado a luz fica verde, e ao acionar o primeiro estágio da ignição para leitura do painel, ainda sem o equipamento estar em funcionamento, a luz alterna para vermelha. Na figura 6 temos a exemplificação dos dois cenários de funcionamento do dispositivo.
Ainda que o dispositivo funcione de forma passiva, ele atua de forma automática, sendo de simples instalação e baixo custo. Como diferencial ainda, a luz verde permanece acessa de modo ininterrupto, o que serve de alerta para identificação dos equipamentos que não tiveram a chave geral desligada, dispositivo importante para evitar perda de carga por algum dispositivo, e ser pego de surpresa durante o início das atividades com um equipamento sem carga na bateria e com necessidade de intervenção para dar partida.
Figura 6: Dispositivo de aproximação segura em funcionamento.
Fonte: Autores
Dada sua posição de instalação por sobre a cabine, possibilita a visualização por todos os lados do equipamento, salvo em algumas situações de operação, como em escavadeira hidráulicas, que a depender da posição da lança, pode-se ter a obstrução da mesma momentaneamente.
Figura 7: Esquema elétrico de instalação da torre de sinalização no sistema de ignição.
Fonte: Autores
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.4. Resultados
De forma gradual, foram implementados em todos os equipamentos o dispositivo eletrônico de aproximação segura, e durante sua utilização alguns pontos melhorias foram percebidos, como a necessidade de tornar o dispositivo móvel, e não mantê-lo, fixo por sobre a cabine, principalmente em condições de translado dos equipamentos, onde por vezes vieram a danificar pelo impacto com objetos, principalmente galhos de árvores. Nesse sentido, foram inseridos imãs na parte inferior, possibilitando o recolhimento do mesmo para essas situações.
Outro ponto importante foi a intensidade do led, que durante a forte incidência de raios solares, tem sua percepção afetada, durante o período do início da manhã e principalmente ao entardecer em diante, isso não é um problema, pelo contrário, principalmente em condições onde o contato visual com o operador não é o ideal, facilitando assim a percepção do profissional de solo.
Além dos pontos citados, não foi percebido nenhuma falha durante seu uso, pelo contrário, devido a sinalização alertando que o equipamento permaneceu com a chave geral ligada pós expediente, evitou-se transtornos de descarregamento de bateria, principalmente durante os períodos de fim de semana. E de forma indireta, essa condição, acabou por tornar um hábito entre os operadores desligar a chave geral do equipamento.
Vale ressaltar, que o dispositivo isoladamente, não é capaz de sanar todos os riscos associados a essa atividade, mas tem por função, agregada as demais boas práticas, propiciar a um ambiente mais seguro. Sendo indispensável a utilização de coletes refletivos por todos os colaboradores, utilização de caminhos seguros, rádio comunicador, utilização de sirene de deslocamento, manter as luzes ligadas, retrovisores ajustados e demais artifícios que estejam disponíveis para esse fim. Mas de nada adianta termos uma infinidade de recursos, se os mesmos não são previamente checados antes da utilização, portanto, o checklist prévio a utilização é de extrema importante, e ao se detectar o não funcionamento ou mau funcionamento de algum item, deve ser imediatamente alertado aos responsáveis, e não utilizar o equipamento até sua correção, e principalmente, verificação pós reparo.
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5. Considerações finais
No quesito segurança, quanto maior o número de barreiras que se consegue colocar a fim de evitar um acidente, que a depender da gravidade pode evoluir a uma fatalidade, é válido, principalmente barreiras automáticas, que não dependem da intervenção direta do colaborador para sua atuação.
Esse artigo introduz mais uma barreira que pode ser utilizada, de baixo custo e simples implementação, devendo ser utilizada em conjunto com as demais boas práticas implantadas, como alarme de deslocamento, utilização dos faróis, rádio comunicador, colete refletivo e preenchimento de diário de checklist pré-operação. Ficando como sugestão de melhoria agregar tecnologias de detecção de pessoas e outros equipamentos com sinalização para o operador e colaborador de solo, podendo alterar sua concepção de cores para verde fora de zonas de risco e vermelho quando o equipamento adentrar a zonas de riscos de impacto contra pessoas e equipamentos, utilizar a popularização das IA’s para desenvolver soluções que agreguem no funcionamento do dispositivo cada mais mais ativo e eficiente em manter o ambiente de trabalho mais seguro, não se esquecendo de seu principal pilar, que é a simplicidade, o que torna sua utilização acessível abrangendo de pequenos a grandes empreendimentos.
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6. Referências
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Universidade Federal do Rio grande do Norte, Brasil.
Universidade Federal do Rio grande do Norte, Brasil.
