A norma ISO 8686-4:1999 é a quarta parte da série de normas sobre cargas e combinações de cargas em guindastes, estabelecendo regras de cálculo para a classificação e combinação de cargas específicas para guindastes de lança. Este tipo de equipamento caracteriza-se pela variação de alcance durante o trabalho e pela influência significativa do peso próprio da lança. O presente artigo apresenta uma interpretação sistemática do conteúdo principal da norma.

Posicionamento da norma e características dos guindastes de lança

A norma ISO 8686-4 é aplicável a guindastes de lança, incluindo guindastes portal, guindastes de mastro, guindastes flutuantes, guindastes de convés, gruas de lança e guindastes ferroviários. A característica estrutural dos guindastes de lança é que a lança constitui o principal elemento de suporte de carga, girando em torno do eixo de rotação, com as cargas transmitidas através da lança até à coroa de giro e à base. Ao contrário das pontes rolantes e dos pórticos, a análise de cargas dos guindastes de lança requer considerações específicas: a variação da distribuição de cargas na lança em diferentes alcances e ângulos de giro, as cargas adicionais induzidas pelo movimento do navio em guindastes flutuantes (arfagem, balanço longitudinal e transversal) e o efeito da posição de armazenamento da lança na condição fora de serviço sobre a carga de vento.

Classificação de cargas para guindastes de lança

A norma classifica as cargas em cargas principais, cargas adicionais e cargas especiais:

Cargas principais (P) — incluem o peso próprio (lança, mecanismo de elevação, mecanismo de giro, contrapeso, cabine do operador e todas as partes fixas), a carga de elevação (capacidade nominal + spreader + parte suspensa do cabo de aço), as cargas de inércia de rotação (forças de inércia horizontais geradas pelas massas durante o arranque e a frenagem do mecanismo de giro) e as cargas de inércia de variação de alcance (forças resultantes da variação da componente horizontal das massas durante o movimento da lança). Para guindastes portal, o peso próprio do pórtico de base representa uma proporção significativa do peso total (cerca de 30%~40%).

Cargas adicionais (A) — incluem a carga de vento (condição de trabalho considerada para vento de nível 7; condição de tempestade considerada para a velocidade máxima do vento com período de retorno de 50 anos), a carga de temperatura (quando as diferenças de temperatura na estrutura de aço são significativas, especialmente em guindastes portal expostos ao sol e à sombra em parques de armazenamento ao ar livre) e as cargas marítimas (impacto de ondas, pressão de estanquidade e aumento de peso devido à bioincrustação, aplicáveis a guindastes flutuantes).

Cargas especiais (S) — incluem a carga de teste (1,25 vezes a carga estática e 1,1 vezes a carga dinâmica), cargas de colisão, cargas de montagem e desmontagem e, para guindastes flutuantes, as cargas de inclinação do navio (momento de inclinação estática para inclinação transversal ≤5° e longitudinal ≤2°) e as cargas de aceleração do movimento do casco (aceleração de arfagem até 0,2~0,5g).

Combinações de cargas e condições de operação

A norma define três condições básicas de operação: condição A (operação normal sem vento, fator de segurança n≥1,22), condição B (operação com vento, fator de segurança n≥1,22) e condição C (tempestade fora de serviço, fator de segurança n≥1,10). Ao contrário das pontes rolantes, pórticos e guindastes móveis, na condição B os guindastes de lança exigem o cálculo da combinação de cargas mais desfavorável em função da posição da lança (alcance mínimo, alcance intermédio e alcance máximo). Esta exigência decorre do facto de o momento fletor gerado pelo peso próprio da lança variar em função do alcance, sendo necessário verificar a posição mais desfavorável para cada alcance.

Para guindastes portal, a norma exige ainda que, nas condições A e B, sejam verificadas duas orientações da lança: alinhada com a abertura do pórtico (direção de menor rigidez do pórtico) e perpendicular à abertura do pórtico.

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Para além do fabrico, a Kelude oferece serviços completos de instalação, comissionamento e manutenção preventiva e corretiva. A nossa equipa técnica está preparada para garantir o correto funcionamento dos equipamentos, minimizando paragens não programadas e otimizando a produtividade da sua operação.

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Disposições Especiais para Guindastes Flutuantes

R: A análise de cargas em guindastes flutuantes é a mais complexa, e a norma acrescenta especificamente a consideração dos movimentos da embarcação: durante as operações, o casco sofre movimentos de balanço, arfagem e elevação induzidos pelas ondas. O período de balanço é de aproximadamente 6 a 12 segundos, com amplitudes que podem atingir 5° a 10°; o período de arfagem é de cerca de 4 a 8 segundos, com amplitudes de 2° a 5°; o período de elevação coincide com o período das ondas (aproximadamente 5 a 10 segundos), com amplitudes de 0,5 a 2 metros. Esses movimentos geram cargas de inércia adicionais no guindaste, exigindo que o fator de carga dinâmica da carga de elevação seja multiplicado por um fator de amplificação de 1,2 a 1,5. A estabilidade anti-tombamento do guindaste flutuante é verificada de acordo com as normas de estabilidade naval (a estabilidade intacta considera o efeito combinado do vento, das ondas e da carga suspensa). Quando a altura significativa das ondas excede o valor de projeto (geralmente 1,5 a 2,5 metros), as operações devem ser interrompidas e a lança deve ser fixada. A Kelude Indústrias Pesadas fornece guindastes de pórtico de base e guindastes flutuantes para estaleiros e portos, realizando rigorosamente a análise de combinação de cargas de acordo com esta norma, garantindo a segurança estrutural em todas as condições de operação.

Tabela Comparativa de Combinações de Carga para Guindastes de Lança

A tabela comparativa seguinte apresenta os parâmetros essenciais das combinações de carga para guindastes de lança, servindo de referência para a seleção e para os operadores.

Perguntas frequentes