Importância do uso de protetor de eixos cardãs em máquinas agrícolas

Avaliação feita em eixos cardãs comercializados no Brasil mostra que ainda estamos longe de termos produtos bastante seguros e que cumpram todas as exigências de segurança.

Uma das principais formas de acionar implementos agrícolas mecanicamente transmitindo potência (torque e rotação) em ângulo aos implementos agrícolas é por meio do eixo cardan. Este conecta o eixo da tomada de potência (TDP) do trator agrícola à conexão de entrada de potência do implemento (CEP).

O eixo cardan compõe-se basicamente de duas juntas universais unidas por meio de dois eixos tubulares. A transmissão se dá através da chamada “junta universal”, ou junta cardânica, composta por dois terminais (também chamados garfos ou luvas) acoplados a cada uma das árvores (do trator e do implemento) unidas por uma cruzeta.

É um sistema de transmissão de potência que ampliou a aplicação do trator na agricultura, porém, ainda é uma das principais fontes de risco e de acidentes no trabalho agrícola, pois o uso do protetor de cardan, nem sempre corre no campo. Quando existente, é comum encontrá-lo com alguma parte quebrada ou trincada fazendo com que perca a função de proteção. O protetor de cardan se compõe de cones de proteção em cada extremidade do eixo cardan, de capa protetora ao longo do tubo telescópico, de dispositivos de retenção e de pictogramas.

De acordo com a NR 12 e NR 31 na tomada de potência (TDP) dos tratores deve ser instalada uma proteção que cubra a parte superior e as laterais.
De acordo com a NR 12 e NR 31 na tomada de potência (TDP) dos tratores deve ser instalada uma proteção que cubra a parte superior e as laterais.
De acordo com a NR 12 e NR 31 na tomada de potência (TDP) dos tratores deve ser instalada uma proteção que cubra a parte superior e as laterais.
De acordo com a NR 12 e NR 31 na tomada de potência (TDP) dos tratores deve ser instalada uma proteção que cubra a parte superior e as laterais.

SEGURANÇA COMPARTILHADA

Para que a segurança de máquinas ou componentes agrícolas, em especial o eixo cardan, seja alcançada, deve haver ações e comprometimento do governo, de fabricantes e de usuários, cada um no seu campo de atuação.

Neste sentido, a legislação brasileira através das normas regulamentadoras (item 31.12.22 da NR 12 e o Anexo XI da NR 31) impõe que “o eixo cardan deve possuir proteção adequada, devendo estar em perfeito estado de conservação em toda a sua extensão, fixada na tomada de força da máquina (ou do trator) desde a cruzeta até o acoplamento do implemento ou equipamento”. Os mesmos regulamentos (Anexo XI, item 11 da NR 12 e item 31.12.35 da NR 31) também requerem que na “tomada de potência (TDP) dos tratores deve ser instalada uma proteção que cubra a parte superior e as laterais”.

Da parte dos fabricantes de máquinas agrícolas é de se esperar que cumpram a legislação e os requisitos de normas técnicas. A figura 1 representa de modo geral as proteções mecânicas necessárias, complementadas por adequada e duradoura sinalização de segurança (instruções e uso de pictogramas). Servem para alertar o operador e outras pessoas do risco de ferimento pessoal durante a operação normal e de serviço, como a exemplificada na figura 2.

Figura 1 – Proteções mecânicas necessárias para o conjunto trator-implemento.
Figura 1 – Proteções mecânicas necessárias para o conjunto trator-implemento.
Figura 2 – Pictogramas que alertam para o risco de aprisionamento de corpo inteiro pelo eixo em funcionamento e orientação sobre intervalos e pontos de lubrificação
Figura 2 – Pictogramas que alertam para o risco de aprisionamento de corpo inteiro pelo eixo em funcionamento e orientação sobre intervalos e pontos de lubrificação.

A norma ISO 5673-1:2005 estabelece requisitos de segurança e de fabricação para o eixo da tomada de potência do trator agrícola e a conexão de entrada de potência dos implementos. Na figura 3 é exemplificado um dos requisitos de segurança desta norma para proteção das juntas universais no lado do trator.

Figura 3 – Proteção das juntas universais (lado do trator)
Figura 3 – Proteção das juntas universais (lado do trator).

Segundo a norma ABNT NBR ISO 4254-1(2015) a proteção da CEP deve ser construída e fixada ao implemento de modo que, em conjunto com a proteção do eixo cardan da TDP, ela cubra o eixo em todos os lados até o primeiro alojamento de rolamentos fixos da máquina, permitindo ao mesmo tempo a conexão e articulação do eixo cardan da TDP. Além disso, a sobreposição em linha reta da proteção do eixo cardan da tomada de potência (TDP) com a proteção da conexão da entrada de potência (CEP) não pode ser menor que 50 mm (Figura 4).

Já os usuários têm a responsabilidade de seguir as recomendações técnicas dos fabricantes, exercendo boas práticas de operação, tais como: vestir-se com segurança para evitar aprisionamento de roupas ou calçados, manter as proteções da TDP, manter a proteção do eixo cardan no lugar, desligar a TDP e parar o motor antes de descer do trator, nunca passar ou pular sobre o eixo cardan em movimento e seguir os intervalos de manutenção recomendados.

Figura 4 – Sobreposição no lado do implemento
Figura 4 – Sobreposição no lado do implemento.

ACIDENTES

Diversos acidentes estão noticiados na mídia virtual e na literatura técnica pela utilização inadequada deste equipamento e pela ausência do protetor. Contribuem para isso o fato do acoplamento e desacoplamento serem feitos manualmente e a falta de uso do protetor do eixo cardan. No primeiro caso, cita-se a operação de conexão e desconexão trator x TDP, que é realizada manualmente em espaço reduzido entre o trator e o implemento, o que expõe o operador a condições de fadiga e desconforto. Neste caso, o operador deve levantar e colocar corretamente no lugar o eixo cardan e empurrá-lo até que o travamento ocorra. O desenvolvimento de dispositivos automáticospode reduzir esta intervenção manual.

No segundo caso, a ausência do protetor do eixo cardan, quando este está em funcionamento pode fazer com que a roupa ou cabelo se enroleno eixo girando a pessoa, que é puxada imediatamente por ele. O corpo é girado em torno do eixo cardan podendo ocorrer amputação de braços e pernas, escalpelamento, lesões medulares, outras injúrias ou mesmo a morte.

Uma base de dados analisada pela Universidade de Purdue (EUA), com registros de acidentes relacionados à transmissão a cardan ocorridos de 1970 a 2004, buscou identificar aqueles que envolviam pessoas abaixo de 18 anos. Neste estudo 22,0 % dos casos com idade conhecida foram identificados nesta faixa de idade. Foram relatados casos de amputação de membros (quase 50% de ocorrência), lesões na espinha e fratura de ossos em acidentes envolvendo eixo sem-fim, elevadores e transportadores de grãos.

Uma pesquisa na região central da Itália demonstrou a precariedade das condições dos protetores de cardan em uso, onde somente os mais novos, de até 2 anos,encontravam-se em condições adequadas, enquanto que os demais encontravam se em condições precárias, com dispositivos de restrição ausentes em 72% dos eixos cardans e pictogramas legíveis em apenas 39% dos casos; nos demais, a sinalização de segurança encontrava-se danificada ou perdida.

Eixos cardãs dos implementos novos vêm com proteção que nem sempre é resposta quando ocorrem perdas ou troca do eixo.
Eixos cardãs dos implementos novos vêm com proteção que nem sempre é resposta quando ocorrem perdas ou troca do eixo.

SITUAÇÃO DOS PROTETORES DE CARDAN EM USO

Para analisar as condições dos protetores de cardan em uso no Brasil, o Centro de Engenharia e Automação/IAC buscou caracterizar tais equipamentos em diversas propriedades agrícolas do Estado de São Paulo. Foram amostrados 112 exemplares de eixos cardans em nove municípios de São Paulo. As informações foram coletadas por meio de formulário especialmente desenvolvido para tal.

Para cada um dos protetores encontrados foi feita uma caracterização da marca e modelo do protetor, bem como a presença e condições dos dispositivos de proteção, o modo de manutenção e armazenagem, as dificuldades durante o uso de montagem e desmontagem. Foram analisados os seguintes componentes do protetor: cones de proteção, a proteção do tubo telescópico, dispositivo de retenção e os pictogramas.

Dos 112 conjuntos trator-implemento analisados, 77 apresentaram algum dispositivo caracterizado como sendo “proteção” do eixo cardan. Nesta pesquisa, o cone, o tubo, o dispositivo de retenção e a sinalização de segurança foram observados visando identificar a condição (integridade, danificação, ausência) de cada parte. Os gráficos de 01 a 05 sintetizam estes resultados.

O baixo percentual da condição “intacto” aponta para a péssima qualidade do material do protetor confirmada por alegações de usuários que dizem que alguns protetores duram menos de seis meses e que isto não os estimula a substituí-los quando danificados. Por outro lado, observou-se que também os usuários não mantêm boas condições de armazenagem do equipamento quando em não uso. Eles também se queixam da dificuldade de lubrificação das cruzetas e da dificuldade de acoplar e desacoplar o conjunto cardan-protetor no trator. 

Dos componentes analisados, os cones e o tubo foram os que mais apresentaram danos (63,6 e 71,4%, respectivamente). Os danos mais comuns nos cones são trincas, cortes e amassados. Até mesmo amarração com arame e improvisação com vasilhame plástico foram encontrados. Alguns tubos estavam incompletos, cortados, soltos sobre o eixo cardan.

No caso dos dispositivos de retenção (correntinha) e dos pictogramas, a ausência (50,6 e 53,2 %, respectivamente) é a situação mais crítica. Também foram encontradas improvisações feitas com arames para o dispositivo de retenção. 

O QUE FAZER

A melhoria da qualidade deste componente deve passar obrigatoriamente pela realização de ensaios de resistência e durabilidade. Entretanto, a ausência de laboratórios especializados, que possam prestar auxílio aos fabricantes interessados, dificulta ação neste sentido. Um bom começo seria a melhoria nas características do material plástico que possibilite aumentar a resistência aos raios ultravioletas. Só isto já significará um ganho importante, pois aumentará a vida útil de cones e tubos. E para essa avaliação já existem laboratórios, como o Laboratório de Tecnologia Textil, do Instituto de Pesquisas Tecnológicas.

 

Diferentes cardãs com proteções.
Diferentes cardãs com proteções.

Diferentes cardãs com proteções.
Diferentes cardãs com proteções.


Ila Maria Corrêa, Cláudio Alves Moreira, Sergio Roberto Filipini, Roberto da Cunha Mello, Pedro Sérgio Pontes, CEA/IAC


Artigo publicado na edição 159 da Cultivar Máquinas. 

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