Instalar uma vedação perimetral e um botão de emergência não é suficiente para garantir a segurança de uma célula robotizada. A segurança funcional vai muito além disso: é o conjunto de medidas técnicas, organizativas e de validação que garantem que o sistema reage corretamente perante qualquer falha, incluindo a falha do próprio sistema de segurança.
Na fábrica, este conceito materializa-se em três pilares: a conceção de zonas de trabalho, a configuração de intertravamentos e a validação formal do conjunto. Vejamos cada um em detalhe.
Porquê falar de segurança funcional agora?
A normativa europeia — em particular a Diretiva de Máquinas e as normas ISO 10218 para robôs industriais e ISO/TS 15066 para aplicações colaborativas — exige que o integrador e o utilizador final demonstrem que os riscos residuais estão controlados com um nível de integridade determinado. Este nível expressa-se habitualmente como nível de desempenho (PL) segundo a EN ISO 13849 ou como nível de integridade de segurança (SIL) segundo a IEC 62061.
O incumprimento não implica apenas sanções: em caso de acidente, a responsabilidade civil e penal recai sobre quem não conseguir demonstrar a avaliação e redução do risco.
Conceção de zonas de trabalho
Uma célula robotizada pode ter várias zonas com diferentes requisitos de acesso e proteção:
- Zona de exclusão: o robô opera com velocidade e força nominais; o acesso humano deve estar fisicamente impedido ou provocar a paragem imediata do robô.
- Zona de colaboração ou acesso controlado: se o processo o exigir, um operador pode entrar com o robô em movimento, mas apenas sob condições de velocidade reduzida, força limitada e monitorização contínua da distância.
- Zona de carga/descarga: o robô está parado ou em posição de espera segura enquanto o operador manipula peças. Requer um intertravamento que impeça retomar o ciclo até o operador ter saído e confirmado.
O erro mais habitual é definir estas zonas no papel durante a conceção e depois não as transpor corretamente para a configuração do controlador nem para o PLC de segurança.
Intertravamentos: o que são e como funcionam
Um intertravamento (interlock) é um circuito ou função lógica que impede uma ação perigosa enquanto se verifica uma condição de risco. Numa célula robotizada os mais habituais são:
- Porta de acesso com interruptor de segurança: a abertura da porta gera um sinal que envia o robô para uma paragem de categoria 1 ou 2 (segundo a norma IEC 60204-1) e bloqueia o rearme até a porta voltar a fechar-se e o operador o confirmar ativamente.
- Cortinas ou scanners laser: detetam a presença em tempo real e permitem paragens mais graduais, úteis quando não há vedação física ou quando é necessário acesso frequente sem abrir portas.
- Intertravamentos de ferramenta: confirmam que o efetuador final está em posição segura antes de permitir o movimento de outros eixos ou o avanço de uma prensa.
- Paragens de emergência redundantes: devem ser acessíveis a partir de todos os pontos de operação e estar ligadas em categorias de paragem adequadas.
A chave não está apenas em instalar estes dispositivos, mas em encaminhá-los através de um relé ou módulo de segurança certificado que garanta a deteção de falhas internas do próprio circuito (princípio de segurança em caso de falha).
Configuração no controlador do robô
ABB, KUKA e FANUC dispõem de funções de segurança integradas nos seus controladores — SafeMove, KUKA.SafeOperation e DCS, respetivamente — que permitem definir espaços de trabalho seguros, velocidades máximas supervisionadas e zonas de paragem por software. Estas funções complementam mas não substituem os intertravamentos físicos.
Uma configuração correta inclui ativar a supervisão de eixos, definir os limites de zona de acordo com a conceção física da célula e proteger os parâmetros de segurança com palavra-passe ou assinatura de validação. Qualquer alteração posterior deve ser tratada como uma modificação de maquinaria e ser revalidada.
Se precisar de rever ou atualizar estas funções na sua instalação, a nossa equipa de consultoria e auditoria pode acompanhá-lo neste processo.
Validação: o passo mais omitido
Conceber e instalar corretamente não é suficiente: a normativa exige verificar e validar que o sistema de segurança funciona tal como foi especificado. Isto implica:
- Testes de cada função de segurança em condições reais (abertura de porta com o robô em funcionamento, corte de cortina, ativação de emergência a partir de cada ponto).
- Medição dos tempos de paragem reais e comparação com os assumidos no cálculo das distâncias de segurança.
- Registo documental de todos os testes, com data, resultado e assinatura do responsável.
- Revisão periódica: a segurança funcional não é um marco único, mas sim um processo contínuo que deve ser revisto após qualquer modificação da célula ou do processo.
Erros habituais na fábrica
- Pontes ou anulações temporárias de intertravamentos que se tornam permanentes.
- Distâncias de segurança calculadas com tempos de paragem teóricos, não medidos.
- Funções de segurança do controlador desativadas ou com parâmetros predefinidos.
- Falta de documentação: se não está registado, não existe para uma inspeção ou um acidente.
- Formação insuficiente do pessoal de manutenção, que pode inadvertidamente desativar proteções ao intervir.
Uma boa base de manutenção preventiva também contribui para manter a segurança funcional em bom estado. Pode aprofundar esta abordagem no nosso artigo sobre com que frequência fazer a manutenção preventiva de um robô industrial.
Quando realizar uma auditoria de segurança?
Recomenda-se rever a segurança funcional de uma célula nos seguintes momentos: após qualquer modificação do processo ou do layout, quando muda o pessoal responsável pela instalação, após um incidente ou quase-acidente, e periodicamente mesmo que não tenha havido alterações aparentes. O nosso serviço de auditoria de instalações robóticas cobre estes cenários com um relatório de lacunas e um plano de ação priorizado.