Como Suprimir Incêndios em Máquinas CNC?

As máquinas CNC (Controlo Numérico Computadorizado) representam um investimento sério e uma excelente fonte de rendimento para as empresas envolvidas na produção e fabrico. Mas, como em todas as máquinas de fabrico, o risco de incêndio está sempre presente.

Um incêndio que danifique uma máquina CNC e a coloque fora de serviço pode ter um impacto grave na empresa que dela depende. Apesar dos cuidados e a manutenção adequados poderem reduzir significativamente o risco de incêndio, podem ainda existir problemas que são difíceis de evitar de forma definitiva.

Considerando a importância de uma máquina CNC estar totalmente operacional para diversas atividades, torna-se essencial a implementação de um sistema de extinção de incêndios. Tal medida visa proteger o equipamento, a infraestrutura adjacente e os colaboradores.

O que é uma máquina CNC?

Uma máquina CNC é uma ferramenta de fabrico que utiliza software informático pré-programado para controlar os seus movimentos e operações com elevada precisão e eficiência.

Automatiza os processos de maquinação de corte, perfuração, fresagem, torneamento e modelação de materiais como metal, plástico, madeira ou compósitos.

As máquinas CNC são amplamente utilizadas para a produção de peças complexas e exatas, permitindo a repetibilidade, a escalabilidade e a redução do trabalho manual. São essenciais para aplicações que exigem tolerâncias apertadas e produção de grandes volumes. Os setores onde a utilização de máquinas CNC é comum incluem:

Aeroespacial

Automóvel

Dispositivos médicos

Semicondutores e outros produtos eletrónicos

Mobiliário

Joalharia e outros produtos de retalho

Risco de incêndio em máquinas CNC

Os incêndios que envolvem máquinas CNC são pouco comuns. Por isso, a investigação sobre a taxa de incêndios em máquinas CNC e as suas causas é escassa. Mas nas ocasiões em que estas se incendeiam, os resultados são muitas vezes extremamente prejudiciais e dispendiosos.

Devido ao facto de as máquinas CNC serem dispositivos tão complexos existem muitas coisas que podem correr mal. Muitas destas falhas ou erros podem potencialmente causar um incêndio.

A investigação anedótica da indústria revela que dois dos culpados mais comuns dos incêndios em máquinas CNC são:

1 – Gestão de aparas de metal e poeiras

2 – Problemas com o líquido de refrigeração e lubrificante

Embora estes 2 fatores possam causar a maioria dos problemas existem uma série de outros que os proprietários e operadores devem ter em conta como potenciais riscos de incêndio.

Gestão de aparas metálicas e poeiras

Quando o metal é maquinado habitualmente é acompanhado pela produção de aparas de metal, limalhas e poeiras. Metais como o magnésio, o titânio e o alumínio são facilmente inflamáveis quando estão finamente divididos e têm uma grande área de exposição superficial.

Quando o processo produz faíscas, ou quando uma ferramenta se parte criando uma chuva de faíscas, o pó ou as aparas de metal podem inflamar-se produzindo um fogo quente que pode ser difícil de extinguir.

Outros materiais, como a madeira ou o plástico, também apresentam um risco de incêndio quando estão em forma de pó, embora não pareçam registar uma elevada taxa de incêndios.

Líquido de refrigeração e lubrificante

Em muitos casos são utilizados lubrificantes e líquidos de refrigeração à base de óleo em máquinas CNC. Estes líquidos de hidrocarbonetos inflamáveis têm um ponto de inflamação relativamente baixo – ou seja, faíscas ou ferramentas e/ou peças de trabalho sobreaquecidas podem ser uma fonte de ignição.

Além disso, uma vez que os líquidos de arrefecimento à base de óleo não dissipam o calor tão eficazmente como outros líquidos de arrefecimento, pode existir um risco de incêndio devido à geração de calor, particularmente durante as operações de maquinação a alta velocidade.

Energia elétrica

As máquinas CNC são consumidoras vorazes de eletricidade de alta tensão. Sempre que se lida com energia de alta tensão, existe sempre um risco de incêndio. A maioria dos componentes de uma máquina CNC é alimentada eletricamente.

Embora os servos e os motores (como o acionamento do fuso) sejam os principais consumidores, existem também numerosas funções elétricas no interior da máquina. Isto pode incluir conversão de corrente alternada (CA) para corrente contínua (CC), aumento e diminuição da tensão, inversores e distribuição de energia.

Qualquer uma destas funções pode sofrer um curto-circuito, ter uma cablagem defeituosa ou sobrecarregada, ou não ter uma manutenção adequada – tudo isto pode provocar um incêndio.

Problemas com as ferramentas

As ferramentas gastas ou cegas geram calor excessivo que também podem provocar um incêndio. A quebra de ferramentas também pode causar estragos e criar faíscas.

A utilização incorreta e a velocidade excessiva da ferramenta são outros problemas que representam um risco de incêndio.

Erro do operador

Uma programação ou configuração incorreta pode levar a cargas excessivas da ferramenta, sobreaquecimento ou movimentos inesperados.

O operador é também responsável pela aplicação do líquido de refrigeração e uma refrigeração insuficiente pode provocar um incêndio. O manuseamento incorreto do material e a não gestão da acumulação de poeiras/aparas também criam um risco de incêndio.

Funcionamento sem luzes

O termo “luzes apagadas” significa que as máquinas podem funcionar sem supervisão 24 horas por dia com as luzes apagadas numa fábrica. Embora seja rentável, a possibilidade dos problemas passarem despercebidos é muito maior.

Por conseguinte, o risco de incêndio também é maior. A natureza contínua das operações com as luzes apagadas também é muito desgastante para as máquinas. Podem surgir problemas de manutenção que, se não forem resolvidos, podem levar a um incêndio.

Efeitos de um incêndio

Um incêndio que danifique uma máquina CNC e a coloque fora de serviço é um assunto sério a vários níveis.

Em primeiro lugar, as máquinas CNC são caras – os modelos básicos custam dezenas de milhares de euros. E quando se consideram os modelos industriais e de produção, a gama pode ir de um valor baixo a seis dígitos.

As máquinas altamente especializadas que custam mais de um milhão de dólares não são invulgares.

Se uma máquina CNC puder ser recuperada na sequência de um incêndio, a sua reparação é dispendiosa e pode estar fora de serviço durante longos períodos de tempo enquanto as peças são obtidas.

A substituição completa da máquina também pode não ser rápida, uma vez que muitos fabricantes de máquinas CNC têm uma grande carteira de encomendas em atraso. De qualquer forma, os operadores estão perante um tempo de inatividade significativo e custos indiretos em termos de perda de receitas que podem ultrapassar largamente os custos diretos.

Sob a gestão de uma empresa competente, as máquinas CNC demonstram potencial para gerar lucro.

Dependendo da máquina e do sector, a falta de atividade das máquinas CNC podem gerar várias centenas a vários milhares de dólares sem receitas líquidas por hora. Qualquer tempo de inatividade pode levar a uma perda substancial de receitas. Para uma operação sem luzes, as perdas de receitas podem facilmente atingir os 20 mil dólares por dia.

No entanto, o cenário acima pressupõe que os danos se limitam à máquina. É perfeitamente possível que o incêndio da máquina se espalhe para outras máquinas, para o stock e para a estrutura circundante. A propagação do fogo à estrutura circundante é um risco real.

De acordo com um relatório de 2023 da NFPA (National Fire Protection Association), “a falha do equipamento ou da fonte de calor foi a principal causa de incêndios estruturais em propriedades industriais e de fabrico.”

Um incêndio em uma máquina CNC é o tipo de incêndio que pode prejudicar gravemente uma empresa. Consequentemente é importante reconhecer o risco de incêndio e tomar medidas para o evitar ou mitigar.

Felizmente, existem diversas ações que os proprietários e operadores de máquinas CNC podem implementar para prevenir a ocorrência de incêndios, assim como procedimentos para mitigar um incêndio, caso este se manifeste, apesar das medidas preventivas.

Proteção de máquinas CNC

A melhor forma de proteger uma máquina CNC é ter uma abordagem abrangente que aborde a prevenção, a preparação, os processos e a proteção contra incêndios.

Prevenção

Uma medida de prevenção fundamental é efetuar a manutenção de acordo com as recomendações do fabricante, incluindo a inspeção regular da máquina e da sua área de trabalho. Os operadores devem também considerar a utilização de líquidos de refrigeração e lubrificantes resistentes ao fogo, se possível. E a gestão de aparas deve ser um ponto fulcral.

Preparação

Um investimento como uma máquina CNC só deve ser confiado a operadores qualificados e competentes. Um operador bem treinado tem menos probabilidades de cometer erros críticos durante a configuração, operação ou manutenção. Os operadores devem receber formação contínua que abranja tópicos como:

Configuração e funcionamento corretos da máquina

Manuseamento seguro de materiais inflamáveis (por exemplo, magnésio ou titânio)

Aplicação e monitorização corretas do líquido de refrigeração

Sinais de aviso de sobreaquecimento, desgaste da ferramenta e problemas com o líquido de refrigeração

Processos

Existem vários processos que os operadores podem adotar para reduzir o risco de incêndio. Os erros de programação podem ser detetados através da utilização de software de simulação e/ou da verificação automática da programação.

Os operadores podem estabelecer uma cultura de segurança efetuando uma boa limpeza, utilizando ferramentas de alta qualidade e tendo uma política de resposta a todos os alarmes e alertas. Estes responsáveis devem também desenvolver e utilizar precauções especiais quando maquinam materiais inflamáveis.

Proteção

Uma vez que os operadores não podem controlar todas as variáveis, devem sempre preparar-se para o pior e providenciar um sistema de supressão de incêndios na máquina.

O sistema deve ser capaz de detetar e extinguir um incêndio antes que este se propague ou cause danos significativos.

Os dispositivos de supressão de incêndios corretamente selecionados e instalados podem extinguir rapidamente um incêndio e, muitas vezes, permitir que a máquina regresse ao serviço em tempo útil.

Proteção contra incêndios para máquinas CNC

Ao considerar a segurança contra incêndios para máquinas CNC, alguns operadores cometem o erro de pensar que, por terem um sistema de supressão de incêndios nas suas instalações, este protegerá a máquina CNC.

Um sistema de aspersão instalado numa oficina mecânica só reagirá a um incêndio quando este tiver aumentado de tamanho, fora do compartimento da máquina, e gerar calor suficiente para ativar uma cabeça de aspersão próxima.

A máquina será considerada irrecuperável e todos os outros equipamentos na área serão completamente encharcados com água. Este não é o melhor resultado para reduzir o tempo de inatividade operacional.

É muito melhor proteger uma máquina CNC ao nível do dispositivo, no interior do invólucro. O sistema de supressão deve ter a capacidade de detetar rapidamente um incêndio e descarregar agente suficiente para extinguir várias classes de incêndio. O sistema necessita de uma construção robusta capaz de funcionar num ambiente fechado, sujo e quente.

O sistema ideal será simplista, discreto e capaz de ativação automática e manual. Deve ser simples de instalar, fácil de manter, ambientalmente sustentável e aprovado para utilização em espaços ocupados. Ele também precisa ser seguro para uso na própria máquina e não danificar nenhum componente.

A solução Stat-X

A boa notícia para os operadores é que existe um sistema de supressão de incêndio disponível que atende a todos os requisitos listados acima para a proteção ideal de máquinas CNC. Essa solução são os aerossóis condensados Stat-X.

O Stat-X utiliza um agente de aerossol condensado à base de potássio que se dispersa rapidamente para inundar o compartimento, interromper a reação química em cadeia do incêndio, provocar o colapso da chama e efetuar a extinção.

As unidades Stat-X são autónomas, instalam-se facilmente sem tubagem ou cablagem e apresentam uma construção robusta que é adequada para o ambiente fechado, quente e sujo no interior de uma máquina CNC.

As unidades podem ser ativadas manualmente ou automaticamente quando expostas a uma temperatura predefinida ou através de um sinal de um dispositivo de deteção de incêndios. O Stat-X é eficaz em incêndios de classe A, B e C.

Para além da eficácia do Stat-X, uma das suas melhores caraterísticas é o nível de testes e certificações. Estes sistemas estão aprovados para utilização em áreas normalmente ocupadas.

Tem um potencial nulo de aquecimento global, um potencial nulo de destruição da camada de ozono e uma vida atmosférica nula. As unidades compactas praticamente não necessitam de manutenção e têm uma vida útil de 15 anos.

Os sistemas Stat-X também podem ser facilmente adaptados a máquinas existentes sem a necessidade de trabalhos dispendiosos de infraestruturas.

Conclusão

As máquinas CNC são frequentemente o coração e a alma de uma instalação de fabrico. Elas rendem muito e fazem com que tarefas difíceis pareçam fáceis. Faz todo o sentido proteger estes ativos vitais.

Os sistemas de sprinklers das instalações destinam-se à proteção estrutural e a ajudar na evacuação dos ocupantes, e não à proteção de bens como as máquinas CNC. Além disso, confiar em funcionários com extintores portáteis, num ambiente de alto stress, pode ser uma proposta arriscada.

O Stat-X garante aos proprietários e operadores de máquinas CNC uma opção económica que proporciona uma proteção positiva para suprimir rapidamente um incêndio e manter a máquina em funcionamento, sem perda de receitas.