DEVELOPMENT OF A CONTAINMENT SYSTEM FOR THE CME-550X DRILLING RIG
REGISTRO DOI: 10.69849/revistaft/dt10202505301032
Gabriel de Souza Silva
Orientador: João Vitor Boechat
RESUMO
As ações de fiscalização realizadas pelos órgãos reguladores têm se tornado mais frequentes a fim de assegurar que as empresas estejam em conformidade com a NR 12. As sanções mais comuns são as multas, cujo valor é proporcional ao grau de risco das máquinas que não estão adequadas. Com foco na proteção dos trabalhadores, equipamentos e máquinas que apresentam zonas perigosas devem contar com sistemas de segurança. Entre esses sistemas, destacam-se as proteções fixas, como os dispositivos de contenções.
Este trabalho propõe o desenvolvimento de um dispositivo de contenção para a sonda de perfuração CME-550X, visando sua adequação à NR 12. Para garantir que o projeto atenda às exigências normativas, é necessário realizar ensaios de carga estática nos sentidos horizontal e vertical, sendo que os resultados devem comprovar que o material não ultrapassa o seu limite de escoamento e que as deformações permanecem dentro dos limites estabelecidos.
Para verificar a conformidade da estrutura com os requisitos da NBR ISO 14120:2014, foram selecionados os dois componentes mais críticos da contenção para análise estrutural por elementos finitos utilizando software de simulação. Foram definidos o design da estrutura, o material de fabricação e as dimensões, de modo que a solução proposta atendesse tanto à cobertura das zonas de risco quanto às solicitações mecânicas exigidas pela norma. Os resultados obtidos confirmam que a estrutura suporta os esforços previstos, atendendo aos critérios de segurança e desempenho exigidos pelas regulamentações técnicas em vigor.
Palavras-chave: NR-12, NBR ISO 14120:2014, contenção
ABSTRACT
The inspection actions carried out by regulatory bodies have become more frequent in order to ensure that companies comply with NR 12. The most common penalties are fines, whose amounts are proportional to the risk level associated with non-compliant machinery. Focusing on worker protection, equipment and machines that contain hazardous zones must be equipped with safety systems. Among these systems, fixed guards — such as containment devices — stand out.
This study proposes the development of a containment device for the CME-550X drilling rig, aiming to ensure its compliance with NR 12. To verify that the design meets the regulatory requirements, it is necessary to perform static load tests in both horizontal and vertical directions. The results must demonstrate that the material does not exceed its yield strength and that deformations remain within the established limits.
To assess whether the structure complies with the requirements of NBR ISO 14120:2014, the two most critical components of the containment system were selected for finite element structural analysis using simulation software. The structure’s design, material, and dimensions were defined to ensure that the proposed solution meets both the coverage of hazardous zones and the mechanical demands required by the standard. The results confirm that the structure can withstand the expected loads, thus fulfilling the safety and performance criteria established by current technical regulations.
Keywords: NR-12, NBR ISO 14120:2014, containment
1. INTRODUÇÃO
A segurança no ambiente de trabalho representa um dos pilares essenciais para a preservação da saúde dos profissionais que desempenham suas funções. Considerando que a saúde é um direito universal e uma responsabilidade do Estado, todas as normas, diretrizes e estudos voltados à sua promoção constituem avanços significativos para os trabalhadores. Esses regulamentos devem ser constantemente revisados, aperfeiçoados e devidamente fiscalizados a fim de garantir sua eficácia.No Quadro 01, elaborado com base em dados do Observatório de Segurança e Saúde no Trabalho (ligado ao Ministério Público do Trabalho – MPT), são apresentados os números oficiais de acidentes de trabalho registrados no Brasil, bem como seus impactos, no período compreendido entre os anos de 2000 e 2024.
Quadro 01: Dados oficiais sobre os acidentes de trabalho.
É importante ressaltar que os dados apresentados refletem impactos significativos, tanto econômicos quanto sociais, e por isso, todas as medidas possíveis para prevenir tais consequências devem ser adotadas.
Além disso, observa-se que, em situações cotidianas, como ao passar por uma obra, o olhar do cidadão comum tende a se concentrar no uso de equipamentos individuais de proteção, como capacetes e cintos de segurança, enquanto raramente se atenta à presença de barreiras de contenção. Essa percepção evidencia uma compreensão limitada da segurança, que privilegia a proteção do trabalhador em si, mas desconsidera o ambiente ao redor. Esse tipo de visão contribui para a perpetuação de acidentes, criando um ciclo difícil de romper.
Nesse contexto, torna-se evidente a importância da atuação rigorosa de órgãos fiscalizadores, com profissionais capacitados para verificar se os locais de trabalho estão em conformidade com as normas regulamentadoras vigentes (FILGUEIRAS, 2017).
De acordo com a Secretaria de Inspeção do Trabalho (2022), com base nos dados do Painel de Informações e Estatísticas da Inspeção do Trabalho no Brasil, a Norma Regulamentadora nº 12 (NR-12) foi a sexta mais citada nos autos de infração emitidos em 2022, representando 5,84% de todas as penalidades aplicadas no país.
Os dois principais motivos de autuação estão relacionados à ausência de medidas de proteção em áreas de risco: o primeiro refere-se à falta de instalação de sistemas de segurança nessas zonas (conforme item 12.5 da NR-12), e o segundo à omissão na colocação de proteções fixas ou móveis com dispositivos de intertravamento (item 12.5.1 da NR-12).
Diante disso, os órgãos fiscalizadores vêm intensificando suas ações para assegurar que as empresas cumpram integralmente os requisitos da NR-12. As penalidades mais frequentes aplicadas são as multas, cujos valores variam conforme o nível de risco identificado, levando em conta fatores como o número de trabalhadores expostos, a gravidade da infração, a extensão da área afetada, o grau de reincidência e o descumprimento de prazos estabelecidos. Em casos extremos, as multas podem atingir até 50 vezes o valor do equipamento, conforme estipulado na NR-28 (Norma Regulamentadora de Fiscalização e Penalidades).
Segundo a própria NR-28 (2022), sempre que for identificada uma situação de risco grave e iminente à saúde ou à integridade física dos trabalhadores, e essa constatação for fundamentada em critérios técnicos, as atividades poderão ser interditadas de forma imediata, ocasionando prejuízos diretos à produção da empresa.
Diante desse cenário, torna-se evidente a obrigação do empregador em adotar medidas eficazes de proteção que assegurem a saúde e a integridade física dos seus colaboradores. Para isso, é indispensável a aplicação da norma técnica adequada ao ambiente e às condições de trabalho, levando em consideração as características das máquinas e equipamentos, o processo de operação, a avaliação dos riscos envolvidos e o nível de tecnologia disponível.
Ainda conforme estabelece a NR-12 e a NBR ISO 14120:2014, visando a proteção dos trabalhadores, máquinas e equipamentos que possuam zonas de perigo devem ser dotados de sistemas de segurança eficazes. Dentre esses, destacam-se as proteções fixas, que consistem em barreiras físicas instaladas de forma permanente e que só podem ser removidas mediante o uso de ferramentas, garantindo assim maior segurança contra acessos indevidos ou acidentais às áreas perigosas.
Em conformidade com a NR-12 NBR ISO 14120:2014, as referidas proteções devem atender aos seguintes requisitos de segurança:
Quadro 02: Requisitos de segurança das proteções projetadas e construídas.
De forma mais específica, ainda abordando as proteções baseadas em barreiras físicas, o item 7 do Anexo III da Norma Regulamentadora 12 (2022) determina que máquinas e equipamentos devem ser equipados com sistemas de proteção contra quedas que sejam projetados, fabricados e instalados de forma a resistirem aos esforços a que estarão submetidos. Esses sistemas devem ser confeccionados com materiais resistentes, possuir um travessão superior posicionado entre 1,10 m e 1,20 m de altura e apresentar superfície irregular ou não plana, com o objetivo de evitar que objetos sejam apoiados sobre ele.
Nos casos em que o material da proteção não for contínuo, devem ser respeitadas as distâncias de segurança estabelecidas pelas normas técnicas oficiais, sendo aplicada, nesse contexto, a NBR ISO 14120:2014 – Proteções fixas para edificações.
Segundo essa norma, dispositivos de contenção são definidos como estruturas destinadas a proteger pessoas da possibilidade de queda quando estão próximas a áreas elevadas, sem, no entanto, impedir que a passagem — seja ela voluntária ou forçada — ocorra. A largura da seção transversal dos materiais utilizados nessas estruturas deve estar entre 25 mm (0,025 m) e 38 mm (0,038 m), conforme estabelecido pela NR-12 (2022). Além disso, o material deve ter resistência e durabilidade suficientes para manter suas propriedades ao longo do tempo, observando as diretrizes de manutenção previstas na norma.
Para assegurar que o dispositivo de contenção esteja em conformidade com os requisitos normativos, é obrigatório realizar ensaios de esforço estático, tanto na direção horizontal quanto vertical. Esses testes devem comprovar que:
- Não ocorre ruptura do material, ou seja, a tensão gerada não ultrapassa o seu limite de escoamento;
- A deformação gerada sob carga de segurança (680 N/m para uso individual e 1700 N/m para uso coletivo) não excede os limites máximos permitidos, que são de 150 mm para deformação horizontal e 20 mm para deformação vertical, desde que dentro da flecha limite aceitável.
2. DESENVOLVIMENTO
Este estudo tem como finalidade o desenvolvimento de um dispositivo de contenção destinado à sonda de perfuração CME-550X, conforme ilustrado na Figura 03. A estrutura foi segmentada em sete componentes distintos, visando proteger todas as extremidades com risco de queda ao longo dos procedimentos de manutenção e limpeza, além de restringir o acesso de pessoas não autorizadas às áreas com partes móveis durante a operação da sonda.
Figura 01: Sonda de perfuração CME-550X
Com todas as medidas devidamente coletadas, foi realizada uma análise do caso com o objetivo de determinar a melhor disposição das partes da contenção, assegurando que a proteção seja efetiva e esteja em conformidade com as normas técnicas aplicáveis. A Figura 02 apresenta o layout de montagem estabelecido, enquanto a Tabela 1 detalha os componentes que compõem a estrutura.
Figura 02: Layout da contenção
Tabela 01: Componentes da contenção
Com o intuito de verificar se a estrutura projetada atende aos requisitos de resistência estabelecidos pela NBR ISO 14120:2014, foram selecionados os dois componentes mais críticos do conjunto da contenção para serem submetidos a uma análise por elementos finitos, utilizando software especializado. Os elementos escolhidos foram:
- Contenção esquerda 2, por apresentar um formato irregular, distinto das demais peças, o que pode ocasionar concentrações de tensão em regiões específicas da estrutura;
- Contenção lateral direita 1, por possuir o maior vão livre entre os apoios, o que representa um ponto potencialmente mais suscetível a deformações.
As cargas mecânicas aplicadas sobre contenções podem causar deformações estruturais, por isso, para garantir um projeto seguro e em conformidade com a legislação, foi adotado o aço como material de fabricação — um material amplamente utilizado nesse tipo de aplicação — com diâmetro interno de 26 mm e diâmetro externo de 32 mm.
Para a realização da simulação estrutural, consideraram-se duas cargas distintas atuando sobre a estrutura: uma carga vertical, aplicada perpendicularmente ao eixo x, com valor de 680 N/m, e uma carga horizontal, aplicada perpendicularmente ao eixo y, também de 680 N/m, conforme previsto para uso individual na NBR ISO 14120:2014. A aplicação dessas cargas está ilustrada na Figura 03.
Figura 03: Cargas agindo na contenção
Por meio da análise por elementos finitos, foi possível determinar os valores de tensão máxima e deformação que incidem sobre os componentes da contenção.
- Contenção Lateral Esquerdo 2
Sob a ação de uma carga horizontal de 680 N/m, a tensão máxima obtida foi de 206,69 MPa, valor inferior ao limite de escoamento do material, estimado em aproximadamente 250 MPa. Isso indica que, mesmo com a aplicação dessa carga, o material permanece dentro do regime elástico, ou seja, caso ocorra deformação, ela será reversível, e a estrutura retornará à sua forma original após a remoção da carga.
A Figura 04 apresenta a distribuição da tensão resultante obtida na simulação.
Figura 04: Tensão máxima encontrada – contenção lateral esquerdo 2 – carregamento horizontal
A deformação gerada também foi avaliada, resultando em um valor de 35,91 mm, conforme ilustrado na Figura 05. Esse valor está bem abaixo do limite máximo permitido pela norma, que é de 150 mm, indicando que a estrutura opera de forma segura dentro dos parâmetros estabelecidos.
Figura 05: Deformação máxima encontrada – contenção esquerdo 2 – carregamento horizontal
A carga vertical aplicada, com intensidade de 680 N/m, também foi analisada. O ensaio revelou uma tensão máxima de 77,88 MPa, valor que permanece abaixo do limite de escoamento do material, fixado em 250 MPa. Dessa forma, a estrutura atende adequadamente aos requisitos de resistência, conforme ilustrado na Figura 06.
Figura 06: Tensão máxima encontrada – contenção lateral esquerdo 2 – carregamento vertical
A deformação medida foi de 4,18 mm, conforme apresentado na Figura 07. Esse valor está abaixo do limite máximo permitido de 20 mm, e se mantém dentro da flecha admissível, calculada conforme demonstrado a seguir.
Figura 07: Deformação máxima encontrada – contenção lateral esquerdo 2 – carregamento vertical
Contenção Lateral Direito 1
Para esse componente, foi seguido o mesmo método de análise. Sob a aplicação de uma carga horizontal, foi registrada uma tensão máxima de 237,80 MPa, valor que permanece abaixo do limite de escoamento do material, fixado em 250 MPa, conforme ilustrado na Figura 08.
Figura 8: Tensão máxima encontrada – contenção lateral direito 1 – carregamento horizontal
A deformação encontrada foi de 70,25 mm (figura 9). Inferior ao limite normatizado de 150 mm.
Figura 9: Deformação máxima encontrada – contenção lateral direito 1 – carregamento horizontal
Para o carregamento vertical, o valor de tensão máximo encontrado foi de 87,6 Mpa (figura 10), valor inferior a 250 Mpa.
Figura 10: Tensão máxima encontrada – contenção lateral direito 1 – carregamento vertical
A deformação máxima obtida sob a ação da carga vertical foi de 6,42 mm, conforme apresentado na Figura 11. Esse valor está abaixo do limite permitido de 20 mm e se encontra dentro da flecha admissível, conforme calculado a seguir.
Figura 11: Deformação máxima encontrada – contenção lateral direito 1 – carregamento vertical
3. CONCLUSÃO
Com base nas análises apresentadas, ficou evidente a relevância da Norma Regulamentadora 12 (NR-12) na prevenção e mitigação dos impactos sociais e econômicos decorrentes de acidentes de trabalho no setor de máquinas e equipamentos. Diante do elevado número de ocorrências formais registradas junto ao Ministério do Trabalho, torna-se clara a importância da constante atualização das normas regulamentadoras, da fiscalização eficaz por parte dos órgãos competentes e da adequação das empresas à implementação de medidas de segurança.
Dessa forma, para garantir o atendimento às exigências estabelecidas pelas normas técnicas aplicáveis à fabricação de dispositivos de segurança, torna-se essencial a elaboração de um projeto específico. Neste estudo, foi desenvolvido um projeto de contenção para a sonda de perfuração CME-550X, no qual foram definidos o layout da estrutura, o material a ser utilizado e as dimensões adequadas, assegurando que o dispositivo estivesse em conformidade tanto com os requisitos de proteção das áreas de risco quanto com as exigências de resistência aos esforços horizontais e verticais. Essas solicitações foram simuladas, especialmente nos componentes mais críticos, por meio de análise de elementos finitos, comprovando que o projeto atende aos limites normativos de tensão e deformação admissíveis.
Conclui-se, portanto, que o sistema projetado, após passar por revisão técnica e detalhamento por um profissional habilitado, pode ser implementado com segurança, contribuindo para a proteção dos trabalhadores e garantindo o cumprimento das normas vigentes aplicáveis.
REFERÊNCIAS
BRASIL. MINISTÉRIO DO TRABALHO E PREVIDÊNCIA. NR-28 – FISCALIZAÇÃO E PENALIDADES. Disponível em: https://www.gov.br/trabalho-e- previdencia/pt-br/composicao/orgaos-especificos/secretaria-de- trabalho/inspecao/seguranca-e-saude-no-trabalho/ctpp-nrs/norma-regulamentadora-no- 28-nr-28. Acesso em: 04 set. 2022.
BRASIL. OBSERVATÓRIO DE SEGURANÇA E SAÚDE NO TRABALHO; [2025] – Disponível em: https://smartlabbr.org/sst/. Acesso em 27 Mai. 2025.
FILGUEIRAS, Vitor Araújo (org.). Saúde e Segurança do Trabalho no Brasil. Brasília: Gráfica Movimento, 2017. gov.br/trabalho-e-emprego. estabelecendo os procedimentos de fiscalização quanto ao cumprimento das disposições legais e/ou regulamentares sobre segurança e saúde do trabalhador, bem como as penalidades a serem aplicadas em caso de descumprimento da legislação. Disponível em: https://www.gov.br/trabalho-e-emprego/pt-br/acesso-a-informacao/participacao-social/conselhos-e-orgaos-colegiados/comissao-tripartite-partitaria-permanente/normas-regulamentadora/normas-regulamentadoras-vigentes/norma-regulamentadora-no-28-nr-28
Tecsrvice, https://www.tecservice.com.br/wp-content/uploads/2023/06/Tecsrvice-NR12-Norma-Regulamentadora2023.pdf
SIT, Radar. Autos de Infração Lavrados. Disponível em: https://sit.trabalho.gov.br/radar/. Acesso em: 03 set. 2022.