ISO 13849-1 Cálculo do nível de desempenho: um guia técnico para operações de MRO

1. Introdução

A segurança das máquinas não é apenas uma obrigação legal; é um requisito fundamental para operações industriais confiáveis. A transição de padrões determinísticos — como o legado EN 954-1, que dependia exclusivamente de categorias (B, 1, 2, 3, 4) — para a abordagem probabilística definida em ISO 13849-1, marcou uma mudança significativa na engenharia de segurança. ISO 13849-1:2023 fornece uma estrutura estruturada para avaliar a confiabilidade de partes de sistemas de controle relacionadas à segurança (SRP/CS). Os gerentes de manutenção e responsáveis ​​pela segurança devem entender como calcular os Níveis de Desempenho (PL) para garantir a integridade dos circuitos de segurança, minimizar o tempo de inatividade da máquina e proteger o pessoal.

2. Escopo e aplicabilidade

ISO 13849-1 se aplica a peças de sistemas de controle relacionadas à segurança, independentemente da tecnologia usada (elétrica, hidráulica, pneumática ou mecânica). Isto inclui circuitos de parada de emergência, cortinas de luz, proteções interligadas e PLCs com classificação de segurança. A norma é reconhecida mundialmente e aplica-se a praticamente todos os setores de produção, desde o automóvel e aeroespacial até à produção alimentar e farmacêutica. É essencial para qualquer equipamento onde uma falha no sistema de controle de segurança possa levar a situações perigosas.

3. Requisitos principais

O nível de desempenho (PL) de uma função de segurança é determinado por quatro parâmetros principais: tempo médio até falha perigosa (MTTFd), cobertura de diagnóstico (DC), mitigação de falha de causa comum (CCF) e a categoria escolhida. O Nível de Desempenho Requerido (PLr) é estabelecido por meio de uma avaliação de risco (normalmente por ISO 12100).

Para atingir PL d ou PL e, valores altos de MTTFd, DC médio a alto e redundância arquitetural são obrigatórios.

4. Impacto nas operações de MRO

A conformidade com ISO 13849-1 influencia diretamente as estratégias de manutenção e aquisição. As equipes de MRO não podem mais substituir componentes com base apenas em dimensões físicas ou especificações elétricas básicas. Cada peça de reposição em um circuito de segurança – desde uma simples chave fim de curso até um relé de segurança – deve possuir dados de segurança documentados (valores B10d para componentes mecânicos, PFHd para dispositivos eletrônicos) para manter o PL calculado da função de segurança geral. Os gerentes de manutenção devem atualizar a documentação para incluir os dados do ciclo de vida de segurança de todos os componentes críticos.

5. Requisitos de Componentes

As peças sobressalentes relacionadas à segurança devem possuir certificações específicas (por exemplo, UL, CE, CSA) e ser testadas quanto à função de segurança pretendida. Um sensor indutivo padrão sem classificação de segurança é insuficiente em um circuito PL d. Ao adquirir componentes, é fundamental verificar a folha de dados do fabricante para o PFHd (probabilidade de falha perigosa por hora) e MTTFd do componente. O uso de componentes não classificados para o PL específico pode invalidar toda a certificação do circuito de segurança.

6. Lista de verificação de conformidade

Os gerentes de manutenção devem utilizar esta lista de verificação para auditar os circuitos de segurança:

1. Verifique se a avaliação de risco está atualizada para todas as máquinas.
2. Identifique PLr para todas as funções de segurança identificadas.
3. Documente a arquitetura de segurança (diagrama de blocos).
4. Certifique-se de que todos os componentes tenham classificações de segurança documentadas (por exemplo, PFHd, MTTFd).
5. Confirme o uso de canais redundantes para circuitos PL d/e.
6. Valide se a Cobertura de Diagnóstico (DC) atende ao nível exigido.
7. Verificar o cumprimento das medidas CCF (separação de canais, diversidade).
8. Mantenha documentação precisa de todas as modificações relacionadas à segurança.
9. Realize testes de segurança funcional no comissionamento.
10. Realize testes periódicos de segurança funcional (por exemplo, anualmente).
11. Registre todos os resultados e descobertas dos testes.
12. Certifique-se de que o estoque de peças sobressalentes contenha apenas componentes de segurança certificados.
13. Treine o pessoal de manutenção em diagnósticos de circuitos de segurança.
14. Auditar equipamentos e modificações de terceiros.
15. Verifique as práticas corretas de fiação e instalação de acordo com as especificações do fabricante.
16. Certifique-se de que os relés de segurança não sejam ignorados.
17. Verifique as cortinas de luz e os sensores quanto ao correto alinhamento e obstrução.
18. Teste os tempos de atuação do botão de parada de emergência.
19. Verifique se o firmware do CLP de segurança está atualizado e em conformidade.
20. Revise os procedimentos de bloqueio/sinalização (LOTO) em relação aos circuitos de segurança.

7. Problemas comuns de não conformidade

Os auditores identificam frequentemente o seguinte: 1) Substituição de componentes com classificação de segurança por peças sem classificação para redução de custos de manutenção; 2) Mitigação inadequada do CCF, como rotear ambos os canais de segurança na mesma bandeja de cabos; 3) Falta de testes funcionais documentados; 4) Cálculo incorreto do MTTFd para montagens complexas; 5) Falha na atualização da documentação de segurança após modificações no sistema de controle.

8. Penalidades e Responsabilidades

O não cumprimento acarreta consequências graves. Nos EUA, a OSHA pode impor multas significativas por violação, e os incidentes que resultam em lesões podem desencadear processos judiciais com danos que muitas vezes excedem os 500.000 dólares a vários milhões de dólares, dependendo da gravidade e das conclusões da negligência. As seguradoras podem anular a cobertura se o maquinário não atender aos padrões de segurança certificados nos manuais operacionais do fabricante. Além disso, os organismos reguladores no Reino Unido podem emitir avisos de proibição, encerrando efetivamente a produção até que a conformidade seja alcançada, custando às organizações dezenas de milhares de dólares por dia em receitas de produção perdidas.

9. Conclusão

Alcançar e manter a conformidade ISO 13849-1 é um processo contínuo de verificação, documentação e seleção cuidadosa de componentes. Ao aplicar métodos probabilísticos, as equipes de MRO podem melhorar a confiabilidade dos circuitos de segurança e proteger tanto o pessoal quanto os ativos operacionais. Para componentes certificados e em conformidade, projetados para atender às rigorosas demandas de aplicações críticas de segurança, visite o catálogo eletrônico UNITEC-D.

10. Referências

• ISO 13849-1:2023, Segurança de máquinas — Peças de sistemas de controle relacionadas à segurança — Parte 1: Princípios gerais para projeto.
• ISO 12100:2010, Segurança de máquinas — Princípios gerais de projeto — Avaliação e redução de riscos.
• IEC 62061:2021, Segurança de máquinas — Segurança funcional de sistemas de controle relacionados à segurança.
• OSHA 29 CFR 1910.212, Requisitos gerais para todas as máquinas.