A construção depende de que as coisas estejam niveladas, a prumo e no ângulo certo: a lança de um guindaste, o mastro de um bate-estacas, a régua de uma pavimentadora, a plataforma de um elevador de lança, um elemento pré-moldado sendo assentado. Por gerações, esses ângulos foram verificados com níveis de bolha, fios de prumo e um olhar treinado. Hoje, um inclinômetro pode medi-los continuamente, enviá-los ao operador ou ao controlador da máquina e parar a máquina antes que um ângulo seguro seja ultrapassado.
O que é um inclinômetro
Um inclinômetro (também chamado de sensor de inclinação) mede o ângulo de um objeto em relação à gravidade. A maioria dos inclinômetros modernos usa acelerômetros MEMS: minúsculas estruturas de silício que percebem a direção da gravidade. A partir dessa direção, o sensor calcula dois ângulos, normalmente chamados de rolagem (inclinação de um lado para o outro) e arfagem (inclinação da frente para trás). Um inclinômetro de eixo único mede um deles; um de eixo duplo mede os dois.
O problema da vibração
Um acelerômetro não consegue distinguir a gravidade da aceleração do próprio veículo. Em uma estrutura parada, isso não importa. Em uma máquina em trabalho, importa: os motores vibram, as lanças oscilam, as esteiras sacodem em terreno irregular, e cada movimento soma uma aceleração que o sensor confunde com inclinação. Um inclinômetro simples, apenas com acelerômetro, em uma escavadeira em movimento pode mostrar ângulos que saltam vários graus.
A solução é acrescentar um giroscópio. Um giroscópio mede a taxa de rotação e não se deixa enganar pela aceleração linear. Ao fundir os dados do acelerômetro e do giroscópio com uma filtragem adequada, um sensor consegue informar um ângulo estável e preciso enquanto a máquina se move e vibra. Essa é a abordagem usada no Vega TSW-G da Aeron, que combina acelerômetros MEMS com um giroscópio triaxial e um processador de 32 bits que executa filtragem estatística para estimar a rolagem e a arfagem em condições dinâmicas.
Onde os inclinômetros são usados na construção
- Guindastes: o ângulo da lança alimenta o indicador de carga segura, que limita a carga que o guindaste pode içar em cada raio.
- Bate-estacas e perfuratrizes: manter o mastro na vertical, ou no ângulo de inclinação projetado, mantém as estacas e os furos onde os desenhos indicam.
- Plataformas de trabalho aéreo e elevadores de pessoas: o chassi deve estar nivelado dentro de limites definidos antes que a plataforma seja elevada.
- Caminhões basculantes: o ângulo da caçamba e do chassi durante o basculamento determina se o veículo permanece estável.
- Construção de estradas: pavimentadoras e motoniveladoras controlam a declividade transversal e o greide com sensores de inclinação na régua ou na lâmina.
- Estruturas: monitoramento da inclinação de muros de contenção, fôrmas, torres e edifícios existentes ao lado de uma escavação, para detectar movimentos cedo.
Da medição à proteção: a chave de inclinação
Para funções de segurança, uma máquina muitas vezes precisa não de um número, mas de uma decisão: parar quando o ângulo ultrapassa um limite. Uma chave de inclinação é um inclinômetro com saídas de relé que comutam quando um ângulo limite é cruzado. O relé pode cortar a hidráulica, soar um alarme ou impedir que uma plataforma seja elevada. O Vega TSW-G tem dois relés, com capacidade de 2 A até 250 V CA, com limites de comutação configurados pelo usuário até ±90° em rolagem e ±60° em arfagem, e também informa os próprios ângulos por RS232 ou RS485, em ASCII ou Modbus RTU.
O que observar em um inclinômetro
- Faixa: os ângulos que você precisa medir. O Vega TSW-G mede ±180° em rolagem e ±60° em arfagem.
- Precisão, estática e dinâmica: a precisão em uma máquina parada é fácil; a precisão em uma máquina que vibra é o verdadeiro teste. O Vega TSW-G é especificado em ±0,5° (1σ) estático e ±1° (1σ) dinâmico, com resolução de 0,01°.
- Estabilidade com a temperatura: os canteiros de obras vão de manhãs geladas a tardes quentes. Procure calibração de fábrica em toda a faixa de temperatura e uma característica de temperatura declarada.
- Taxa de atualização e resposta: rápida o bastante para os movimentos da máquina. O Vega TSW-G atualiza a 1, 10 ou 20 Hz.
- Proteção: vedação e resistência a impacto contra lama, água e pancadas. O Vega TSW-G é IP67, suporta impacto de 20 g e opera de −40 °C a +71 °C.
- Interface: uma saída serial ou de barramento de campo para o controlador da máquina e relés onde for necessário um corte de segurança direto.
Instalando para obter leituras precisas
Um inclinômetro mede o ângulo daquilo a que está parafusado; por isso, monte-o de forma rígida em uma superfície plana e limpa do elemento estrutural que interessa, e não em um suporte que possa flexionar. Alinhe seus eixos com os da máquina, registre a leitura quando se souber que a máquina está nivelada e use-a como zero. Verifique o zero após qualquer reparo ou impacto perto do sensor.
Para obter ajuda na escolha e na configuração de um sensor ou de uma chave de inclinação para o seu equipamento, fale com nossos engenheiros ou saiba como as chaves de inclinação protegem guindastes, elevadores de pessoas e caminhões basculantes.