O que é uma barreira de segurança fotoelétrica?

As barreiras de segurança são equipamentos utilizados para proteger uma determinada área. Estas tornam as operações mais seguras para operadores de máquinas e pessoal de manutenção, evitando acidentes e aumentando a produtividade nos processos.

É importante garantir que as barreiras cumprem todos os requisitos para reduzir os riscos da sua aplicação específica.

A tecnologia

As barreiras de segurança podem ser instaladas em pares, onde existe um elemento emissor e outro recetor ou então em conjunto com espelhos, em que a mesma barreira funciona como emissor/recetor e o espelho funciona como elemento passivo. Através desta instalação criam-se limites nas áreas a proteger.

Também podem ser chamadas de barreiras fotoelétricas, porque são constituídas por feixes de luz que ao serem interrompidos, enviam informação para um relé ou controlador de segurança que param de imediato o funcionamento da máquina.

Os controladores programáveis de segurança podem ter várias entradas seguras, já os relés de segurança permitem a ligação de um equipamento de segurança, neste caso as barreiras. Com ambos os equipamentos, existem saídas redundantes que controlam os contactores e fazem com que a máquina pare. Tanto os controladores como os relés de segurança têm entradas de feedback que podem ser utilizadas para garantir que os contactores atuam corretamente.

Existem também barreiras de segurança com as funções de segurança integradas. Nestes casos não é necessário colocar controladores ou relés de segurança, podendo as barreiras fazer o próprio controlo do sistema.

Fatores a ter em conta na seleção de barreiras de segurança

Existem diversos requisitos a ter em conta quando selecionamos uma barreira, tais como:

• Categoria de segurança;
• Resolução e tipo de deteção;
• Altura protegida, altura total e alcance;
• Índice de proteção IP, zonas ATEX ou altas vibrações;
• Necessidade de função de segurança integrada;
• Necessidade de ligar barreiras em cascata ou de utilizar espelhos.

Importa abordar cada um destes requisitos em maior detalhe, para facilitar a escolha ideal de barreiras.

Relativamente às categorias de segurança, as mais comuns são o tipo 2 e 4. A categoria 4 é considerada a mais segura, uma vez que contém circuitos redundantes, que permitem ter um sistema de segurança extra em caso de falha.

Também atinge os níveis de segurança mais elevados no que diz respeito ao SIL (Safety Integrity Level) e Pl (Perfomance Level). Na categoria 2 não é necessário que existam circuitos redundantes, e os níveis de segurança são intermédios.

Uma outra diferença é que na categoria 4 existe uma monitorização contínua quanto a erros e na categoria 2 a verificação de erros é feita quando se faz o start ou restart da barreira.

No gráfico abaixo, que diz respeito à norma ISO 13849-1, é possível verificar qual o Performance Level da barreira, através da combinação da categoria, DC e MTTF.

O MTTF diz respeito ao tempo médio de falha e o DC corresponde à eficiência do sistema na deteção das próprias falhas.

A resolução e o tipo de deteção são características que estão diretamente relacionadas uma com a outra. A resolução é a soma da distância entre dois feixes e o diâmetro do feixe. Objetos maiores que a resolução não conseguem passar pela área protegida sem criarem um erro, parando a máquina.

Quanto menor a resolução, menor é o objeto detetável pela barreira. Para o tipo de deteção, o termo “proteção de dedos” refere-se a uma resolução de 14 mm, para “proteção de mãos” existem as resoluções de 20 mm, 30 mm e 40 mm. Já para “proteção de corpo” existem resoluções de 50 mm e 90 mm. Também existe a opção de controlo de acessos, em que uma barreira pode ter 2, 3 ou 4 feixes.

A altura protegida não representa necessariamente a altura total da barreira, uma vez que pode existir uma banda morta onde não existam feixes fotoelétricos, logo não existe proteção. A altura protegida diz respeito à área entre o primeiro e último feixe. Na ReeR, por exemplo, existem barreiras com alturas protegidas entre 160 mm e 2260 mm.

O alcance é a distância entre o emissor e recetor. Existem barreiras com uma distância fixa e outras com possibilidade de selecionar entre duas distâncias, que podem ser configuradas através do modo como são feitas as ligações dos cabos. No caso da ReeR é definido o low range e o high range. Uma das vantagens é quando existem vários conjuntos de barreiras montados na mesma linha de proteção, diminuindo o alcance, um emissor não irá interferir com um outro recetor, que não seja o correspondente.

Os índices de proteção IP são padrões internacionais definidos pela norma IEC 60529 para classificar e avaliar o grau de proteção de produtos eletrónicos contra intrusão de sólidos e líquidos. Existem invólucros para barreiras com proteção IP69K para ambientes agressivos, com jatos de água ou vapor, para utilização na indústria agroalimentar.

Existem também as versões com certificação ATEX, que foram desenvolvidas para proteger os operadores que trabalham em áreas de atmosferas explosivas. Podem ser aplicadas em sistemas de pintura, indústrias químicas e em indústrias para o processamento de petróleo e derivados, por exemplo.

Existem algumas aplicações que exigem funções especiais, como o muting e o blanking.

A função muting numa barreira permite a entrada/saída de objetos na zona perigosa de um modo seguro, automático e temporário durante a sua operação, isto é, são utilizados sensores para identificar o objeto e permitir a passagem para uma zona de perigo. Se um operador tentar entrar na zona perigosa, a barreira deteta a sua presença e interrompe o funcionamento da máquina. Durante o ciclo de muting deve ser usada uma lâmpada de indicação. A instalação deve ser feita de acordo com determinadas normas para garantir o máximo de segurança.

Podem ser utilizados diferentes sensores de muting, com a disposição em paralelo ou cruzada, em que os sensores têm de ser ativados e desativados cumprindo uma determinada sequência, para acionar um ciclo de muting.

Quanto ao blanking, as barreiras com esta função permitem a entrada de objetos numa zona definida, ou seja, alguns feixes são inibidos. Assim, o campo de proteção é bloqueado parcialmente e é definida uma parte passiva, através da qual um objeto pode passar. Este tipo de soluções é normalmente usado para a alimentação ou remoção de material. Existe ainda o floating blanking, considerado uma suspensão móvel, em que um objeto se pode mover de um lado para o outro no campo de proteção definido enquanto a máquina permanece em operação.

Através de ligações em cascata, várias barreiras de segurança podem ser colocadas em série. Na ReeR por exemplo, podem ser ligados até 3 conjuntos. Este tipo de ligação, que também pode ser denominado de master-slave, permite que sejam utilizadas como uma única barreira de segurança, sendo apenas necessário que um conjunto esteja ligado a um controlador. Se alguma das barreiras estiver bloqueada, todas as saídas de segurança são desligadas.

Benefícios das barreiras de segurança

Em última análise, é importante destacar as principais vantagens obtidas com a utilização de barreiras de segurança.

A escolha deste tipo de soluções permite aumentar a segurança e proteção de operadores, facilitando a realização de operações e manutenções de forma mais rápida. Além disso, com a redução dos tempos de espera e a redução da intervenção manual nas máquinas, é garantida uma maior capacidade produtiva de cada processo.

Saiba mais sobre as barreiras de segurança da ReeR.

  Jéssica Pinto

  Técnica comercial interna - Bresimar Automação

Referências

ReeR (2023). ISO 13849-1,2 Safety of Machinery. https://www.reersafety.com/en/industrial-safety-guide/iso-13849-12safety-of-machinery/

ReeR (2023). Muting Function. https://www.reersafety.com/en/industrial-safety-guide/muting-function/

ReeR (2023). Selection criteria. https://www.reersafety.com/en/industrial-safety-guide/selection-criteria/

ReeR (2023). Photoelectric safety light curtains. https://www.reersafety.com/en/industrial-safety-guide/photoelectrit-safety-light-curtains/