Componentes fundamentais na estrutura de guindastes e outras máquinas para içamento de cargas, os cabos de aço são utilizados há décadas na indústria. No entanto, com os recentes avanços obtidos no setor, sua hegemonia – antes inabalada – está ameaçada. O que não quer dizer que possam um dia desaparecer de cena.

Na forma como é conhecido atualmente, o cabo de aço surgiu há 150 anos na Alemanha. Uma das invenções mais bem-sucedidas da indústria, os cabos de aço são elementos estruturais de transmissão que suportam cargas pela força de tração, deslocando-as nas mais diversas posições, seja horizontal, vertical ou inclinada. Tecnicamente, são definidos como um conjunto de pernas helicoidais torcidas, entrelaçadas em uma ou mais camadas ao redor de uma alma (a parte central do cabo). Em resumo, é um tipo de corda feita de vários arames de aço enrolados em forma de hélice.

Os cabos de uso geral podem ser produzidos com arames de aço sem acabamento (polidos), galvanizados ou revestidos com liga de zinco, em diâmetros convencionais de até 60 mm. Originalmente, o produto era 3×4, ou seja, com três pernas sem alma (denominado atualmente como compacto) e quatro arames de 3,50 mm em cada perna. “No início, o cabo era torcido à mão, em lances de 17 a 38 m, sendo usado como substituto para os cabos de cânhamo e correntes, principalmente na mineração”, descreve Mauricio Ferraz de Paiva, presidente do Instituto Tecnológico de Estudos para a Normalização e Avaliação de Conformidade (Itenac).

Atualmente, os produtos são fabricados com arames de aço provenientes de fornos elétricos, sendo que o teor de carbono é definido pelo fabricante, de acordo com as instalações. “Outros componentes possíveis são o manganês, silício, fósforo, enxofre e, em casos mais raros, cobre, como proteção adicional contra corrosão”, informa Paiva. “Já em cabos de aço inoxidável, as ligas mais usadas são as AISI 304 e 316.”

Normalmente, os arames possuem diâmetros entre 0,10 mm e 4,0 mm, são trefilados (a seco ou via úmida) e adquirem maior resistência à tração durante o processo de trefilação (no qual são esticados quando passam por matrizes chamadas de “fieiras”), assim como propriedades elevadas de flexão e torção. “O produto final é um fio com precisão de centésimos de milímetro, capaz de ser transformado em cabo e ser tracionado, dobrado e empurrado”, explica o engenheiro.

Já sua configuração e aplicação dependem do resultado desejado. “Para o içamento de cargas, por exemplo, a utilização e capacidade do cabo podem variar com a forma de passagem na polia de elevação”, explica Tatiana Bielefeld, analista de marketing da Liebherr Brasil.

NORMATIZAÇÃO

Evidentemente, um dos principais fatores que devem ser levados em conta na utilização de cabos de aço é a segurança, que passa pelo cumprimento das normas técnicas para evitar riscos de acidentes (leia Box na pág. 42), assim como procedimentos de manutenção.

Nesse sentido, os fabricantes são obrigados a cumprir normas como a NBR ISO 2408, de 2008, que especifica os requisitos mínimos para a fabricação e ensaios de cabos de aço, incluindo operações com equipamentos de elevação de carga como guindastes e guinchos.

De acordo com Leandro Nilo de Moura, marketing manager Latin America da Manitowoc, esta norma recentemente recebeu atualizações, entrando em linha com as exigências e práticas do mercado internacional. “A ISO 2408 aplica-se a cabos de aço de camada simples, resistentes à rotação e com pernas fechadas em paralelo”, diz ele.

Também existem outras normas específicas, como a NBR ISO 3108 (de 1998), que especifica um método de ensaio de resistência à tração para se determinar a carga de ruptura real de cabos de grande diâmetro.

VIDA ÚTIL

Outro ponto importante a se considerar é a limitação no uso dos cabos, pois é quase impossível recuperá-los. Segundo José Francisco Filho, gerente de vendas do setor de mineração e guindastes da Bridon para a América do Sul, o cabo de aço realmente é um equipamento com tempo de uso bem definido e – quase sempre – único. “Mas essa duração dependerá essencialmente da forma como ele é utilizado”, afirma o especialista. “Afinal, se você tem um equipamento trabalhando em condições muito severas, certamente o material irá se deteriorar mais rapidamente”, afirma o representante da fornecedora britânica.

Até por isso, para os cabos do guincho da lança em guindastes móveis, em particular, a inspeção periódica é o aspecto mais importante. Se o monitoramento não for adequado, o cabo de aço pode se desgastar prematuramente, sendo que apenas uma inspeção meticulosa pode assegurar que o cabo seja retirado de serviço antes de se tornar inseguro.

Para tanto, a manutenção deve ser diária. Conforme explica Gustavo Fonseca, gerente de engenharia de guindastes hidráulicos da Manitowoc, há um check-list a ser aplicado em artigos sensíveis de segurança como os cabos. “Por praxe, é preciso atentar para a lubrificação e realizar uma inspeção visual constante, de modo a verificar se ocorreu algum dano”, diz Fonseca.

DINÂMICA

No entanto, há outros cuidados que demandam análise caso a caso. Devido às diversas formas de utilização dos cabos de aço, seu dimensionamento pode variar de acordo com o uso, por exemplo. Em mineração, portos ou construção, as aplicações geralmente são dinâmicas e, com isso, o cabo é enrolado e desenrolado diversas vezes. “O dimensionamento depende da aplicação”, comenta Francisco Filho, da Bridon. “Por isso, é necessário fazer o acompanhamento, verificando se o diâmetro do cabo está diminuindo ou aumentando.”

Na mesma linha, segundo Tatiana Bielefeld, da Liebherr, de acordo com a capacidade e alcance do sistema de lança, o cabo de elevação de carga também pode ter seu diâmetro e comprimento alterados. “Em geral, um guindaste tem todos os componentes do sistema construídos especificamente para a utilização com certo tipo e diâmetro de cabo de elevação”, frisa. “E este cabo não pode ser alterado para obter-se aumento das capacidades sem a substituição de todos os demais itens envolvidos na estrutura, como polias, tambor de cabo, gancho de carga etc.”

Para esses casos, também há as indicações dos fabricantes. Segundo o gerente de engenharia de produto e integração da Madal Palfinger, Alencar Longhi, é indicado sempre seguir as especificações dos catálogos originais dos fabricantes, que levam em conta algumas variáveis como utilização, raio de enrolamento, tensão de trabalho, carga máxima a ser içada e outras. “Além das adaptações, a manutenção deve ocorrer conforme previsto na literatura do fabricante, incluindo a sistemática de lubrificação e verificação das condições dos produtos”, diz.

SINTÉTICOS

Após décadas de preponderância na indústria, recentemente os cabos de aço ganharam um concorrente de peso. Ou melhor, de menos peso. Afinal, a principal vantagem introduzida pelos recém-lançados cabos sintéticos está no peso, o que pode garantir-lhe um avanço nos próximos anos.

Desenvolvido pelas empresas Manitowoc e Samson a partir de soluções marítimas, o cabo sintético KZTM100 é pioneiro na tecnologia, sendo 80% mais leve e com torque neutro, eliminando o giro da carga e cabeamento. “O fato de ser mais leve faz com que o cabo sintético também seja mais seguro”, diz Moura, acrescentando que o cabo sintético também oferece maior facilidade na instalação, movimentação e passagem do moitão, além de – ao reduzir as dobras – diminuir as falhas por flambagem e outros danos decorrentes de enrolamento.

Segundo Michael Quinn, diretor de desenvolvimento de novos mercados da Samson, o cabo sintético facilita, inclusive, a manutenção e prevenção de acidentes. “O KZ100 é resistente à corrosão e não requer lubrificação, o que reduz o desgaste dos tambores e das polias”, afirma. “Além disso, a cor alaranjada facilita quando o equipamento está em uma obra, pois é possível enxergar a longa distância, facilitando a visualização e evitando acidentes.”

SUBSTITUIÇÃO

De acordo com Quinn, por enquanto o cabo sintético é comercializado com exclusividade pela Manitowoc, estando disponível desde o final de 2014 como opcional em toda a linha de guindastes para terrenos acidentados da Grove. “Cada tecnologia tem o seu lugar na indústria”, avalia. “Em relação ao custo, o cabo sintético é um pouco mais caro, mas dentro do valor da máquina utilizada, acaba sendo vantajoso.”

Mas as coisas podem mudar a partir de outubro deste ano, quando termina a exclusividade de comercialização do novo produto. A Liebherr, por exemplo, ainda utiliza somente cabos de aço, mas já mostra estar atenta aos benefícios do novo produto, indicando possibilidade de incorporação da tecnologia em breve. “Com o cabo de aço, o monitoramento da vida útil e a percepção dos desgastes de fato são mais simples”, comenta Tatiana Bielefeld. “Mas, em contrapartida, o sintético oferece maior facilidade na manutenção e peso reduzido.”

Categórico, Moura acredita que os cabos sintéticos irão inevitavelmente substituir os cabos de aço em um futuro próximo, embora não completamente. “Em cinco anos passaremos a ver mais cabos sintéticos em guindastes e, em dez anos, o uso deste material estará dominando”, diz. “Porém, mesmo com o aumento do uso dos cabos sintéticos, os clientes continuarão utilizando os cabos de aço, que não sumirão do mercado.”

Norma define procedimentos de segurança

A NBR ISO 2408 – complementada pela ISO 17893 – foi desenvolvida para definir requisitos mínimos para cabos de aço de uso geral. “Como nas edições anteriores, a edição atual especifica diâmetro e categorias de resistências de cabos de aço em medidas métricas para as classes de cabos de aço mais comuns”, expõe Mauricio Ferraz de Paiva, engenheiro eletricista e presidente do Instituto Tecnológico de Estudos para a Normalização e Avaliação de Conformidade (Itenac).

Na norma, define-se que as almas de cabos de camada simples devem ser de aço ou fibra, embora as do tipo composto (de aço com fibra, aço com polímero ou polímeros sólidos) também possam ser fornecidas. As almas de fibras para cabos de aço de camada simples devem atender à ISO 4345, enquanto para cabos de aço de diâmetro igual ou superior a 8 mm devem ser duplamente fechadas (isto é, com fio formando a perna e com perna formando a alma).

Os cabos de elevação também devem ter uma construção adequada para seu uso. A carga total (carga máxima a ser levantada pelo equipamento mais o peso do moitão), dividida pelo número de linhas que suportam a carga, não deve ultrapassar 20% da carga de ruptura mínima efetiva do cabo de aço.

Em relação às condições operacionais, quando o cabo for exposto a temperaturas que excedam 82oC, deve ser usado um produto com alma de aço independente ou formada por uma perna. “Também é importante destacar que, para a substituição de um cabo de aço, deve ser usado o mesmo diâmetro, resistência e construção do cabo original fornecido pelo fabricante do equipamento”, orienta o especialista.