Análise númerico experimental da força decorrente da queda de um operário em um sistema com linha de vida horizontal flexível e talabarte com absorvedor de energia

Abstract

Este trabalho busca analisar uma metodologia para encontrar a força decorrente da queda de um operário da construção civil em um sistema de proteção ativa contra quedas com linha de vida horizontal flexível e talabarte com absorvedor de energia. O sistema considerado é composto por dois tubos estaiados, um cabo de aço para a linha de vida e um talabarte duplo com absorvedor de energia. Para isto foi construída uma metodologia para descrever o comportamento da força no tempo durante uma queda. Foram feitos 97 ensaios, sendo 25 de queda, 26 de tração e 46 de carga cíclica em talabartes de nove marcas diferentes. Os fatores estudados foram: distância de queda, massa, número de operários e marca. Para analisar os resultados dos ensaios de queda foram feitas 6 análises ANOVA: 3 para a força e 3 para a abertura do absorvedor de energia. Elas são: avaliação da massa e da distância de queda, posteriormente da massa e da marca do equipamento e, por último a massa e o número de operários. Como resultados foi visto que a massa e número de operários se mostraram significativos para a força máxima na queda, enquanto a marca e a distância de queda, não. Para a abertura do absorvedor de energia, todos os quatro fatores se mostram significativos. Após, foi elaborada uma metodologia que descrevesse cada etapa da queda utilizando os dados obtidos nos ensaios. As simulações de queda apresentam uma resposta semelhante aos resultados encontrados nos ensaios de queda, sendo que a média das suas diferenças percentuais para a força e a abertura do talabarte ficaram em torno do mesmo valor: 12%. Por serem menores que as diferenças dos outros métodos apresentados (Freitas, Branchtein e Sulowski), o método se mostrou eficiente. Por último foi apresentada uma metodologia para calcular a força máxima de tração no cabo de aço da linha de vida e os esforços exigidos nos pontos de ancoragem de dois tipos: fixo ou deslocáveis. Em ambos os casos, a distância extra de segurança da zona livre de queda ficou abaixo daquela considerada como mínima, 1 metro. Já o coeficiente de segurança mínimo, 5, exigido pela NR 18, do cabo de aço só foi atingido no caso dos apoios deslocáveis.

This work aims to analyse a methodology to find the force of fall of a construction worker in a system of active protection against falls with flexible horizontal lifeline and lanyard with energy absorber. The system in question consists of two stayed tubes, a steel cable for the lifeline and a double power-absorbed lanyard. For this, a methodology was proposed to describe the behaviour of force in time during a fall. A total of 97 tests were performed, 25 of them for free falling, 26 of simple traction and 46 of cyclic loading in lanyards of nine different brands. The factors studied were: fall distance, mass, number of workers and brand. In order to analyse the results of the free fall tests, 6 ANOVA were performed, 3 for force and 3 for the energy absorber, namely: mass and fall distance evaluation, mass and brand of equipment, and finally the mass and the number of workers. As results, it was notice that: the mass and number of workers showed to be significant for the maximum force in the fall, while the brand and the distance of fall, not. For the opening of the energy absorber, all four factors are significant. Afterwards, a methodology was proposed that described each step of the free fall using the data obtained in the tests. The fall simulations presented a similar response to the results found in the free fall tests, with the average of their percentage differences for strength and opening of the lanyard being around the same value: 12%. Because they were smaller than the differences of the other methods presented (Freitas, Branchtein e Sulowski), the method was efficient. Finally, a methodology was presented to calculate the maximum tensile force on the lifeline on the steel cable and the stresses required on the anchorage points of two types: fixed or displaceable. In both cases, the extra safety clearance of the drop zone was below that considered as minimum, 1 meter. The minimum safety factor of 5, required by NR 18, of the steel cable was only achieved in the case of the moveable supports.