ABNT NBR 8221-EPI

Prévia do material em texto

Sede:
Rio de Janeiro
Av. Treze de Maio, 13/28º andar
CEP 20003-900 - Caixa Postal 1680
Rio de Janeiro - RJ
Tel.: PABX (21) 3974-2300
Fax: (21) 2240-8249/2220-6436
Endereço eletrônico:
www.abnt.org.br
ABNT - Associação
Brasileira de
Normas Técnicas
Copyright © 2003,
ABNT–Associação Brasileira
de Normas Técnicas
Printed in Brazil/
Impresso no Brasil
Todos os direitos reservados
JUL 2003 NBR 8221
Equipamento de proteção individual -
Capacete de segurança para uso na
indústria - Especificação e métodos
de ensaio
Origem: Projeto NBR 8221:2002
ABNT/CB-32 - Comitê Brasileiro de Equipamentos de Proteção Individual
CE-32:008.01 - Comissão de Estudo de Capacete de Segurança
NBR 8221 - Industrial safety helmets. Specification and test methods
Descriptors: PPE. Helmets
Esta Norma foi baseada nas EN 307:1995, ISO 3873:1977 e ANSI Z89.1:1997
Esta Norma substitui a NBR 8221:1983
Válido a partir de 01.09.2003
Palavras-chave: Equipamento de proteção individual.
Capacete de segurança
18 páginas
Sumário
Prefácio
1 Objetivo
2 Definições
3 Descrição
4 Requisitos
5 Métodos de ensaio
ANEXOS
A Recomendações para a realização do ensaio de resistência a impacto pelo método da célula de carga
B Sugestão de ensaio para determinação da resistência da fixação da suspensão ao casco
Prefácio
A ABNT – Associação Brasileira de Normas Técnicas – é o Fórum Nacional de Normalização. As Normas
Brasileiras, cujo conteúdo é de responsabilidade dos Comitês Brasileiros (ABNT/CB) e dos Organismos de
Normalização Setorial (ABNT/ONS), são elaboradas por Comissões de Estudo (CE), formadas por representantes
dos setores envolvidos, delas fazendo parte: produtores, consumidores e neutros (universidades, laboratórios e
outros).
Os Projetos de Norma Brasileira, elaborados no âmbito dos ABNT/CB e ABNT/ONS, circulam para Consulta Pública
entre os associados da ABNT e demais interessados.
Esta Norma contém o anexo A, de caráter normativo, e o anexo B, de caráter informativo.
1 Objetivo
Esta Norma descreve tipos e classes, determina as exigências mínimas quanto às características físicas e de
desempenho, e prescreve os ensaios para a avaliação de capacetes de segurança destinados à proteção da cabeça
contra impactos e agentes agressivos no uso industrial.
2 Definições
Para os efeitos desta Norma, aplicam-se as seguintes definições:
2.1 capacete: Equipamento usado para proteger a cabeça, constituído essencialmente por casco rígido e
suspensão.
NBR 8221:2003 2
2.2 casco: Parte rígida do capacete, formada por copa e aba.
2.3 copa: Parte superior do casco.
2.4 aba total: Extensão do casco que se prolonga para fora ao longo de todo o seu perímetro.
2.5 aba frontal: Extensão do casco que se prolonga para frente, acima dos olhos.
2.6 suspensão: Armação interna do capacete, constituída por carneira e coroa.
2.7 carneira: Parte da suspensão que circunda a cabeça.
2.8 coroa: Conjunto de tiras ou outros dispositivos que, repousando sobre a cabeça, destina-se à absorção da energia do
impacto.
2.9 tira absorvente de suor: Tira acoplada à carneira, revestida de material absorvente, que fica em contato com a testa.
2.10 jugular: Acessório opcional constituído de tira ajustável que, passando sob o queixo, auxilia a fixação do capacete à
cabeça.
2.11 tira de nuca: Tira ajustável da carneira que, passando pela nuca, auxilia a fixação do capacete à cabeça.
2.12 suporte para acessórios: Parte opcional do capacete destinada à fixação de equipamentos complementares.
2.13 ensaio de tipo: Ensaio destinado a verificar a conformidade do capacete com as exigências desta Norma.
2.14 corrente de fuga: Corrente elétrica que flui através do casco quando submetido a um gradiente de potencial menor do
que sua rigidez dielétrica.
2.15 descarga disruptiva: Conjunto de fenômenos ligados à falha de isolação sob esforço elétrico, nos quais a descarga
atravessa completamente o isolante sob ensaio, reduzindo a tensão através do mesmo a zero, ou próximo de zero,
causando passagem de corrente.
2.16 rigidez dielétrica: Propriedade de um dielétrico de se opor à descarga disruptiva, medida pelo gradiente de potencial
sob o qual se produz essa descarga.
2.17 tensão elétrica aplicada: Tensão que é aplicada ao corpo-de-prova para mensurar a corrente de fuga.
2.18 tensão disruptiva: Tensão elétrica necessária para produzir uma descarga disruptiva.
2.19 vão livre vertical: Distância entre o ponto mais alto da face interna da suspensão e o ponto mais alto da face interna
do casco, com o capacete colocado na posição normal de uso.
3 Descrição
3.1 Tipo de capacetes
 Segundo o tipo de aba, os capacetes são assim denominados:
a) tipo I: capacete com aba total, conforme figura 1;
b) tipo II: capacete com aba frontal, conforme figura 2;
c) tipo III: capacete sem aba, conforme figura 3.
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
NBR 8221:2003 3
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Figura 1 - Capacete com aba total (tipo I)
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Figura 2 - Capacete com aba frontal (tipo II)
NBR 8221:2003 4
Figura 3 - Capacete sem aba (tipo III)
3.2 Classe de capacete
Os capacetes são classificados como:
a) classe A - capacete para uso geral, exceto em trabalhos com energia elétrica;
b) classe B - capacete para uso geral, inclusive para trabalhos com energia elétrica.
As exigências feitas para um capacete de classe B englobam todas as feitas para um de classe A, e a elas agrega
exigências relativas ao isolamento dielétrico. Neste sentido, pode-se considerar que a classe B engloba a classe A.
3.3 Embalagem
O capacete de segurança ou o casco deve ser embalado individualmente, acompanhado de instruções de utilização, de
montagem, quando for o caso, e de orientações sobre limitações de uso, conservação, higienização e manutenção
periódica. Nesse texto deve também haver uma indicação de que o capacete atende a esta Norma. O fornecimento de
componentes de reposição ou de equipamentos complementares deve ser acompanhado de instruções de montagem.
Os produtos devem vir acondicionados de maneira a ficarem protegidos de impactos e das intempéries no transporte.
3.3.1 Identificação
Todo capacete deve ser identificado com o nome do fabricante, ou importador, no caso de capacete importado, a classe, o
número do CA (Certificado de Aprovação) do Ministério do Trabalho e o mês e ano de fabricação. Estas informações
devem estar na parte interna do casco, gravadas de modo indelével e de fácil leitura, mesmo com a suspensão montada.
A identificação do número do CA é dispensada apenas para exemplares submetidos a ensaios para fins de sua primeira
emissão.
3.3.2 Logotipos e símbolos
Quando houver gravação de logotipo ou símbolo, o processo de gravação não deve alterar as características originais do
capacete exigidas nesta Norma.
NBR 8221:2003 5
4 Requisitos
4.1 O casco deve constituir-se de peça única sem emendas. Ele deve ser feito de material de combustão lenta, resistente a
impacto, penetração e à ação da água e, para o da classe B, isolante dielétrico.
4.2 O capacete de classe B não deve apresentar parte metálica ou perfuração; além disso, nenhum de seus acessórios
pode possuir qualquer componente metálico.
4.3 A suspensão deve ser substituível. A fixação da suspensão ao casco deve ser feita através de um sistema que impeça
que se solte facilmente durante a utilização. Caso o usuário deseje avaliar este item, o anexo B apresenta uma sugestão de
procedimento de ensaio.
4.4 A carneira, a coroa e a jugular devem ser fabricadas de materiais antialérgicos.
4.5 A carneira deve ter perímetro ajustável com intervalo entre cada ajuste não superior a 10 mm. A tabela 1 indica os
perímetros correspondentes a referências comumente utilizadas para designar tamanhos de cabeças. A tabela 1 serve
como orientaçãoe não deve ser interpretada como estabelecendo limites exigidos para os perímetros. Quando a carneira
estiver ajustada para seu perímetro máximo, deve existir espaço suficiente entre ela e a face interna do casco para uma
ventilação adequada.
4.6 A tira absorvente de suor deve cobrir a porção da carneira que se localiza na testa e ser feita de material antialérgico e
confortável.
4.7 Os suportes para acessórios devem ser projetados de forma a permitir fixação e posicionamento perfeitos dos
acessórios e, no caso dos capacetes de classe B, devem ser de material não condutor de eletricidade.
Tabela 1 - Perímetros de diversos tamanhos-padrão
 de cabeça
Tamanho de cabeça Perímetrocm
6-1/2 52
6-5/8 53
6-3/4 54
6-7/8 55
7 56
7-1/8 57
7-1/4 58
7-3/8 59
7-1/2 60
7-5/8 61
7-3/4 62
7-7/8 63
8 64
5 Métodos de ensaio
5.1 Ensaio de tipo
Os ensaios de tipo são os seguintes:
a) exames dimensional e visual;
b) de vão livre vertical;
c) de tensão elétrica aplicada e de rigidez dielétrica (ambos aplicáveis somente aos capacetes de classe B);
d) de resistência a impacto;
e) de resistência a penetração;
f) de inflamabilidade.
NBR 8221:2003 6
5.2 Amostragem
A quantidade mínima de exemplares de capacetes necessária para a completa realização dos ensaios de tipo é de
oito capacetes, tanto para os de classe A como para os de classe B. Os exemplares encaminhados ao laboratório devem
possuir as mesmas características e ser entregues nas mesmas condições dos capacetes comercializados.
5.3 Execução dos ensaios
A execução dos ensaios de tipo deve ser feita com exemplares selecionados da seguinte forma. Primeiramente, devem ser
removidos todos os acessórios dos capacetes, exceto a jugular, se houver. Em seguida, pelo menos um capacete deve ser
selecionado para os exames dimensional e visual. Este(s) mesmo(s) capacete(s) deve(m) ser então submetido(s) ao ensaio
de vão livre vertical. Em seguida, caso se esteja realizando ensaios para classe B, o(s) casco(s) deste(s) mesmo(s)
capacete(s) deve(m) ser submetido(s) ao ensaio de tensão aplicada e de rigidez dielétrica. Pelo menos outros seis
capacetes devem ser submetidos ao ensaio de resistência a impacto, dos quais no mínimo três precondicionados a quente
e três precondicionados a frio. Pelo menos um outro capacete, ainda não submetido a nenhum ensaio, deve ser submetido
ao ensaio de resistência a penetração e, em seguida, ao ensaio de inflamabilidade.
5.3.1 Cabeça-padrão
Nos ensaios de vão livre vertical, de resistência a impacto e de resistência a penetração, deve ser utilizada uma cabeça-
padrão feita em alumínio; ou em liga de magnésio K-1A de baixa ressonância; ou em madeira com densidade entre 0,64 e
0,72, composta de placas sobrepostas montadas com o sentido das fibras cruzadas entre duas placas consecutivas, e
podendo apresentar reforço de aço no topo. A massa total da cabeça-padrão, incluindo a base, deve ser 3,65 kg ± 0,45 kg.
Seus detalhes construtivos encontram-se nas figuras 4, 5 e 6. A cabeça-padrão deve estar em boas condições, não se
devendo usar cabeça-padrão danificada ou deformada.
Figura 4 - Corte vertical do eixo transversal (linha YY na figura 6)
NBR 8221:2003 7
Figura 5 – Corte vertical do eixo longitudinal ( linha XX na figura 6)
Figura 5 - Corte vertical do eixo longitudinal (linha XX na figura 6)
Figura 5 - Corte vertical do eixo longitudinal ( linha XX na figura 6)
Figura 6 – Corte horizontal da linha de referência
Figura 6 - Corte horizontal da linha de referência
NBR 8221:2003 8
5.3.2 Ensaio de vão livre vertical
5.3.2.1 A aparelhagem para o ensaio deve incluir o seguinte:
a) cabeça-padrão conforme descrito em 5.3.1;
b) sistema que permita aplicar um “peso” de massa 11,50 kg ± 0,50 kg, com base plana de diâmetro não inferior a
50 mm, sobre o ponto mais alto do casco de um capacete montado sobre a cabeça-padrão, de forma que o conjunto
mantenha equilíbrio estático;
c) sistema que permita medir a cota (distância vertical) entre o ponto mais alto do casco e um ponto de referência
qualquer na cabeça-padrão, com exatidão de 0,5 mm ou melhor.
5.3.2.2 Na execução do ensaio deve ser observado o seguinte:
O capacete com suspensão, tendo sua carneira ajustada para o perímetro mais próximo possível de 58 cm, deve ser
montado sobre a cabeça-padrão de modo que permaneça na sua posição normal de uso. Deve-se aplicar então o “peso”
sobre o ponto mais alto do casco, sendo feita a leitura da cota entre este e um ponto de referência na cabeça-padrão.
Este valor deve ser registrado.
Em seguida a suspensão deve ser removida do capacete, e apenas o casco colocado sobre a cabeça-padrão, de modo que
fique disposto com orientação tão paralela quanto possível à da situação anterior. Novamente deve ser feita a leitura da
cota entre seu ponto mais alto e o mesmo ponto de referência na cabeça-padrão, sendo registrado este valor.
A diferença entre as leituras realizadas dá o valor do vão livre vertical. Esta diferença deve ser registrada, não podendo ser
inferior a 38 mm.
5.3.3 Ensaios de tensão elétrica aplicada e de rigidez dielétrica (aplicáveis somente a capacete de classe B)
5.3.3.1 A aparelhagem para o ensaio deve incluir o seguinte:
a) uma fonte de tensão elétrica alternada, forma de onda senoidal, freqüência 60 Hz, 0 V - 30 000 V (valor eficaz);
b) um indicador de tensão aferido por laboratório oficial e com classe de exatidão de 1%;
c) um miliamperímetro aferido por laboratório oficial e com classe de exatidão de 1%;
d) um recipiente com água de torneira à temperatura ambiente, com dimensões suficientes para conter um capacete;
e) um suporte isolante para fixar o capacete dentro do recipiente;
f) condutores, terminais, eletrodos e demais elementos para a instalação necessária à aplicação de tensão ao conjunto.
5.3.3.2 Na execução do ensaio deve ser observado o seguinte:
a) todas as grandezas de tensão elétrica mencionadas nesta Norma devem ser consideradas valores eficazes;
b) a temperatura ambiente deve estar entre 15°C e 35°C;
c) a umidade relativa do ar deve estar entre 45% e 75%;
d) o casco deve estar limpo;
e) antes de ser submetido à tensão de ensaio, o casco deve ser conservado totalmente submerso em água, à
temperatura ambiente, durante 24 h;
f) o casco, sem suspensão e nenhum acessório, deve ser posicionado de forma que sua borda fique para cima e num
plano aproximadamente horizontal. Nesta posição, o casco deve receber água de torneira à temperatura ambiente, até
que o nível desta fique 15 mm abaixo da borda ou até um nível que impeça a descarga disruptiva aérea durante a
execução do ensaio. O casco deve ser então mergulhado no recipiente com água, sempre com a borda para cima e na
horizontal, de modo que os níveis interno e externo da água coincidam. A porção não submersa do casco deve estar
seca, para não haver centelhamento quando da aplicação da tensão. Um eletrodo da fonte deve estar imerso na água
internamente e o outro externamente ao casco. O nível de água interna ao casco, em relação à borda deste, a partir do
qual é possível realizar o ensaio, deve ser indicado no relatório final;
g) a tensão aplicada ao corpo-de-prova deve partir de um valor suficientemente baixo para evitar sobretensões devidas
aos fenômenos transitórios de fechamento e abertura de circuito, e ser aumentada à razão de 1 000 V/s até atingir
20 000 V, devendo ser mantida nesse patamar durante 3 min. Ao longo desse período não deve haver descarga
disruptiva, e deve-se observar a corrente de fuga, a qual não pode exceder 9 mA. Ao final desse intervalo de tempo,
anotar o valor da corrente de fuga;
h) para o ensaio de rigidez dielétrica, a tensão deve ser aumentada em seguida na mesma razão de 1 000 V/s até a
tensão de 30 000 V. A descarga disruptiva não deve ocorrer antes de o casco ser submetido à tensão de 30 000 V.
NBR 8221:2003 9
5.3.4 Ensaiode resistência a impacto
Pode ser realizado por qualquer um dos seguintes métodos:
a) método Brinell;
b) método da célula de carga.
5.3.4.1 Método Brinell
5.3.4.1.1 A aparelhagem do ensaio deve incluir o seguinte:
a) cabeça-padrão conforme descrito em 5.3.1;
b) esfera de aço de aproximadamente 95 mm de diâmetro e massa 3,6 kg ± 0,04 kg;
c) dispositivo penetrante Brinell, como mostrado na figura 7. A barra de impressão deve ser de alumínio 1100-0, com
as dimensões constantes naquela figura, apresentando dureza Brinell predeterminada de 21 a 24 quando medida com
uma carga de 500 kg, usando uma esfera de aço de 10 mm de diâmetro. O dispositivo penetrante deve ser uma
esfera de aço com 12,7 mm ± 0,1 mm de diâmetro;
d) microscópio Brinell ou outro microscópio adequado, com exatidão de 0,05 mm;
e) dispositivo que permita a queda livre da esfera da altura de 152 cm sobre o topo do capacete.
NBR 8221:2003 10
D
im
en
sõ
es
 e
m
 m
ilí
m
et
ro
s
Fi
gu
ra
 7
 - 
Eq
ui
pa
m
en
to
 d
e 
en
sa
io
 d
e 
re
si
st
ên
ci
a 
a 
im
pa
ct
o 
- M
ét
od
o 
B
rin
el
l
NBR 8221:2003 11
5.3.4.1.2 Na execução do ensaio deve ser observado o seguinte:
a) o dispositivo de penetração tipo Brinell, juntamente com a cabeça-padrão, devem ser colocados sobre uma
superfície plana e localizada abaixo da esfera de ensaio, de modo que esta, caindo de 152 cm, atinja a parte mais alta
do casco; esta distância de 152 cm deve ser medida da parte inferior da esfera de ensaio ao ponto mais alto do casco;
b) o exemplar, com a carneira ajustada para o perímetro de 58 cm, ou o mais próximo possível, deve ser colocado
sobre a cabeça-padrão de maneira que a esfera cadente e a esfera de penetração fiquem com os centros na vertical
que passa pelo centro da cabeça-padrão;
c) os exemplares precondicionados a frio devem ser ensaiados após mantidos por 2 h à temperatura de - 18°C ± 1°C,
dentro de 15 s após removidos do condicionamento. Pelo menos três exemplares devem ser ensaiados nesta
condição;
d) os exemplares precondicionados a quente devem ser ensaiados após mantidos por 2 h à temperatura de
49°C ± 1°C, dentro de 15 s após removidos do condicionamento. Pelo menos três exemplares devem ser ensaiados
nesta condição;
e) a barra de alumínio deve ser posicionada sob o dispositivo penetrante de modo que entre as bordas de duas
impressões exista a distância de no mínimo 2,5 diâmetros das impressões. Além disso, nenhuma impressão deve ser
feita a menos de 2,5 diâmetros da extremidade da barra. As impressões elípticas devem ser desconsideradas se a
diferença entre os eixos máximo e mínimo exceder 0,3 mm. As impressões com dupla batida devem ser desprezadas;
f) o menor diâmetro de impressão produzido sobre a barra de alumínio é medido com exatidão de 0,1 mm através de
microscópio conforme descrito em 5.3.4.1.1;
g) nestas condições, para cada exemplar ensaiado devem ser registrados o valor da dureza Brinell da barra de
alumínio utilizada, o diâmetro da impressão na barra e o correspondente resultado de força transmitida. Os valores
obtidos devem obedecer ao especificado na tabela 2. A força transmitida é calculada pela equação:
F = 1/2 π k H D (D – (D2 – d2)1/2)
onde:
F é a força transmitida, em Newtons;
H é a dureza Brinell da barra de alumínio;
D é o diâmetro da esfera de impressão do dispositivo Brinell, em milímetros;
d é o diâmetro da impressão na barra, em milímetros;
k = 9,807.
Tabela 2 - Resultados de força transmitida e impressões na barra de alumínio de acordo com a dureza da barra
Índice de dureza
Brinell da barra
Maior valor admissível
para a média dos
diâmetros das
impressões
mm
Maior valor admissível para
o diâmetro da impressão
de um exemplar
mm
Maior valor
admissível para a
média das forças
transmitidas
N
Maior valor
admissível para a
força transmitida por
um exemplar
N
21 4,7 5,1 3 687 4 383
22 4,6 5,0 3 716 4 403
23 4,5 4,9 3 716 4 423
24 4,4 4,8 3 687 4 403
NBR 8221:2003 12
5.3.4.2 Método da célula de carga
5.3.4.2.1 A aparelhagem do ensaio deve incluir o seguinte:
a) cabeça-padrão conforme descrito em 5.3.1;
b) célula de carga com precisão de ± 2,5% do fundo de escala, rigidez maior que 4,5 x 109 N/m, e freqüência
ressonante 5 kHz (mínima) (um sistema que sabidamente funciona está detalhado no anexo A);
c) suporte para a cabeça-padrão que permita fixar sob esta a célula de carga, e ambas sobre uma chapa de aço
quadrada de no mínimo 25 mm de espessura e de no mínimo 0,3 m de lado. Esta chapa deve estar assentada e
parafusada sobre um bloco de concreto (ou material de densidade semelhante) medindo aproximadamente
(1,0 x 1,0 x 0,3) m. A chapa de aço deve estar nivelada na horizontal, com tolerância de ± 1°;
d) velocímetro eletroóptico ou eletromagnético;
e) mecanismo capaz de simular a queda livre de um objeto guiando-o por um trilho vertical, de maneira semelhante à
indicada na figura 8;
f) míssil capaz de mover-se livremente ao longo do trilho, cuja face inferior seja esférica de raio 4,8 cm ± 0,8 cm e corda
mínima de 7,6 cm, e cuja massa seja tal que o conjunto móvel (incluindo míssil, garra, suporte, rolamento e
acelerômetro opcional) resulte possuir massa total 3,60 kg ± 0,05 kg;
g) equipamento eletrônico apropriado para registrar os sinais provenientes da célula de carga e do velocímetro.
5.3.4.2.2 Na execução do ensaio deve ser observado o seguinte:
a) deve-se deixar toda a instrumentação aquecer até suas leituras se estabilizarem. Não existe um método simples de
calibração do sistema de ensaio de impacto por célula de carga desta Norma. Ainda assim, é necessário calibrar o
sistema. No anexo A há uma sugestão de métodos que podem ser empregados para esse fim. Deve-se verificar a
repetibilidade do equipamento antes e depois de cada série de ensaios, impactando uma chapa elastomérica
padronizada, conforme especificado no anexo. Devem ser registrados os resultados de no mínimo três impactos desses
antes e depois do ensaio. Se a média dos três resultados obtidos após o ensaio diferir em mais de 5% da média dos
três impactos anteriores ao ensaio, toda a série de ensaios deve ser desconsiderada;
b) cada exemplar, com a carneira ajustada para o perímetro de 58 cm, ou o mais próximo possível, deve ser colocado
sobre a cabeça-padrão, de maneira que os centros do míssil e da célula de carga fiquem alinhados na vertical que
passa pelo centro da cabeça- padrão;
c) o equipamento eletrônico que registra os sinais da célula de carga e do velocímetro deve ser zerado após o exemplar
ser posicionado na cabeça-padrão e antes do impacto;
d) o mecanismo-guia de queda do míssil deve ser construído de tal forma que o conjunto permaneça rígido ao ser
submetido ao impacto (sistema com apenas um grau de liberdade de movimento);
e) os exemplares précondicionados a frio devem ser ensaiados após mantidos por 2 h à temperatura de - 18°C ± 1°C,
dentro de 15 s após removidos do condicionamento. Pelo menos três exemplares devem ser ensaiados nesta condição;
f) os exemplares precondicionados a quente devem ser ensaiados após mantidos por 2 h à temperatura de 49°C ± 1°C,
dentro de 15 s após removidos do condicionamento. Pelo menos três exemplares devem ser ensaiados nesta condição;
g) para realizar cada ensaio, o míssil deve ser posicionado a uma altura tal que, ao ser solto para percorrer livremente o
trilho vertical, tenha velocidade de impacto no capacete igual a 5,50 m/s ± 0,05 m/s;
h) os exemplares devem ser ensaiados e, após cada ensaio, devem ser registradas individualmente as leituras de força
máxima fornecida pela célula de carga, conjuntamente com o valor da correspondente velocidade de impacto.
Cada capacete ensaiado não pode transmitir para a cabeça-padrão, quando impactado, força maior do que 4 450 N;i) calcular a média dos valores de força máxima transmitida, obtidos para os exemplares precondicionados a quente, e
registrar a média. Fazer o mesmo para os valores obtidos para os exemplares precondicionados a frio. Nenhuma das
médias pode exceder 3 780 N.
NBR 8221:2003 13
Figura 8 - Dispositivo típico para ensaio de resistência a impacto pelo método da célula de carga
(e opcionalmente ensaio de resistência a penetração)
5.3.5 Ensaio de resistência a penetração
5.3.5.1 A aparelhagem para o ensaio deve incluir o seguinte:
a) dispositivo que permita a queda, livre ou guiada, de um prumo da altura de pelo menos 1 m sobre o capacete
montado na cabeça-padrão;
b) cabeça-padrão conforme descrito em 5.3.1;
c) prumo com ponteira de aço de formato cônico, possuindo altura mínima do cone de 40 mm, ângulo da ponta igual a
60,0° ± 0,5° e raio da ponta igual a 0,5 mm ± 0,1 mm (ver figura 9); no caso de queda livre, a massa do prumo deve
ser 3,025 kg ± 0,025 kg e, no caso de queda guiada, este deve ser o valor da massa total do conjunto móvel, incluindo
prumo, garra, suporte, rolamento e acelerômetro opcional;
d) velocímetro eletroóptico ou eletromagnético, se utilizado o sistema de queda guiada.
NBR 8221:2003 14
Figura 9 - Dimensões da ponteira de aço (ensaio de resistência a penetração)
5.3.5.2 Na execução do ensaio deve ser observado o seguinte:
a) o ensaio deve ser efetuado à temperatura ambiente;
b) o exemplar a ser ensaiado, com a carneira ajustada para o perímetro de 58 cm, ou o mais próximo possível, deve
ser montado sobre a cabeça-padrão;
c) o conjunto formado por cabeça-padrão e capacete deve ser rigidamente fixado sobre uma superfície de concreto,
posicionado de maneira que o eixo da cabeça-padrão e o eixo do prumo fiquem alinhados na mesma vertical;
d) no caso de queda livre, o prumo deve ser deixado cair de uma altura de 1 000 mm ± 5 mm, medida da ponta do
prumo ao ponto de impacto no casco, de forma que este ponto se localize dentro de um círculo de raio 50 mm
centrado no ponto mais alto do casco;
e) no caso de queda guiada, o prumo deve ser deixado cair de uma altura tal que, ao ser solto para percorrer
livremente o trilho vertical, tenha velocidade de impacto no capacete igual a 4,45 m/s ± 0,05 m/s, e de forma que o
ponto de impacto se localize dentro de um círculo de raio 50 mm centrado no ponto mais alto do casco;
f) o prumo não deve cair sobre as bordas ou pontos de injeção;
g) após o impacto, verificar se a ponta do prumo chegou a tocar a cabeça-padrão; tal contato não pode ocorrer.
5.3.6 Ensaio de inflamabilidade
5.3.6.1 A aparelhagem para o ensaio deve incluir o seguinte:
a) lâmpada de álcool ou bico de gás, que produza chama neutra de 12 mm a 19 mm de altura;
b) três corpos-de-prova com dimensões de 127 mm por 13 mm, retirados da região mais fina do casco (porém não da
aba), de modo a se ter superfície tanto quanto possível plana. Cada corpo-de-prova será marcado, ao longo de sua
maior dimensão, com traços a cada 12,7 mm a partir de uma das extremidades;
c) suporte conveniente para prender o corpo-de-prova;
d) cronômetro que registre segundos.
NBR 8221:2003 15
5.3.6.2 Na execução do ensaio deve ser observado o seguinte:
a) cada corpo-de-prova deve ser preso ao suporte pela extremidade mais distante do início das marcações, ficando
horizontal a sua maior dimensão e inclinada a 45° a sua menor dimensão;
b) à extremidade livre desse corpo-de-prova deve ser aplicada a chama citada em 5.3.6.1-a), durante 30 s;
c) iniciar a cronometragem quando a chama atingir a primeira marca e finalizar a cronometragem quando atingir a
sétima marca (88,9 mm);
d) para nenhum dos corpos-de-prova o tempo de queima dos 76,2 mm compreendidos entre a primeira e a sétima
marcas pode ser inferior a 1 min.
5.3.7 Exame dimensional1)
O exame dimensional deve consistir na verificação das dimensões constantes nesta Norma, dentro dos limites
estabelecidos, com escala aferida.
5.3.8 Exame visual1)
O exame visual deve ser cuidadoso, tendo como objetivo a verificação da condição do casco, dos suportes e dos
acessórios, bem como a verificação da ausência de componentes danificados ou deformados, devendo ser recusados para
ensaio os exemplares que apresentarem tais falhas.
________________
/ANEXO A
________________
1) A realização destes exames não exige condições ambientais específicas de temperatura e umidade.
NBR 8221:2003 16
Anexo A (normativo)
Recomendações para a realização do ensaio de resistência a impacto pelo método da célula de carga
A.1 Orientações acerca do equipamento
O trilho do mecanismo-guia de queda do míssil deve ter uma altura suficiente para permitir que se obtenha a velocidade de
impacto determinada por esta Norma. Excetuando o conjunto móvel, todos os outros componentes do sistema devem estar
presos rigidamente à base, de modo que não haja dissipação de energia por movimento ou deflexão. A base deve ser de
aço com espessura mínima de 25 mm. Os rolamentos do conjunto móvel devem ser do tipo recirculante, de modo a
minimizar o atrito. O mecanismo-guia de queda deve incluir um sistema de retenção automática do conjunto móvel que
impeça um segundo impacto do míssil sobre o casco. O velocímetro é necessário para garantir que o míssil esteja caindo
da altura apropriada. A posição do velocímetro deve ser ajustável de maneira a permitir que a velocidade seja medida a não
mais de 2 cm do ponto de impacto. A marca de detecção no conjunto móvel, que passa pelo detector do velocímetro, deve
ter altura não maior que 26 mm. O velocímetro deve ser capaz de resolver velocidades em incrementos de 0,01 ms.
A célula de carga deve possuir as seguintes características:
Tamanho diâmetro de 75 mm (mínimo)
Faixa de medição 0 – 5 000 N (mínimo)
Resolução 45 N (máximo)
Precisão, linearidade ± 2,5% do fundo de escala (máximo)
Rigidez 4,5 x 109 N/m (mínimo)
Sensibilidade transversa 3,0% (máximo)
A freqüência ressonante do conjunto formado pela cabeça-padrão e célula de carga deve ser de no mínimo 5 kHz e a
resposta em freqüência do sistema deve atender às recomendações da publicação “SEA Recommended Practice J211b,
Channel Class 1000”.
É recomendável que os sinais de saída da célula de carga sejam registrados por um osciloscópio com memória, um
registrador de transientes, um medidor de pico ou equipamento similar projetado para armazenar valores máximos.
A resposta em freqüência do medidor de pico deve atender no mínimo às recomendações contidas na publicação
mencionada no parágrafo anterior. A resolução deve ser 45 N (máximo), com tempo de subida inferior a 0,01 ms.
A.2 Calibração
As células de carga do tipo strain gauge geralmente podem ser calibradas estaticamente, aplicando-se um peso conhecido
sobre a célula e verificando seu sinal de saída. Esse método funciona bem com um osciloscópio ou um voltímetro.
Entretanto, transientes associados a vibrações tendem a dificultar a calibração quando se usa um medidor de pico e, por
isso, o peso deve ser aplicado/removido com muito cuidado. Além disso, a calibração estática deixa de levar em conta a
resposta dinâmica do sistema de medição. A calibração dinâmica é mais recomendável, mas demanda o uso de um
acelerômetro de referência calibrado e um meio de calibração (chapa que irá absorver impactos). O acelerômetro de
referência deve ter as seguintes características:
Faixa de medição 0 – 400 G’s (mínimo)
Resolução 1,0 G (máximo)
Precisão, linearidade 1,0% do fundo de escala (máximo)
Sensibilidade transversa 3,0% (máximo)
Freqüência ressonante 20 kHz (mínimo)
Resposta em freqüência + 0,5 dB na faixa 0,1 Hz – 2 kHz
Repetibilidade/estabilidade 1,0% do fundo de escala (máximo)
O meio de calibração (chapa) deve ter as seguintes características:
Material Elastômero (grande elasticidade e baixa histerese)
Dureza 50 – 60 Shore A
Espessura 25 mm(mínimo)
Tamanho 100 mm de diâmetro (mínimo)
O acelerômetro deve ser montado sobre o míssil em algum ponto do eixo vertical deste (± 2,5° da vertical), seguindo as
instruções do fabricante. Recomenda-se usar um osciloscópio de dois canais com memória para registrar simultaneamente
as saídas da célula de carga e do acelerômetro. Tanto o acelerômetro como o osciloscópio devem ter sido calibrados
recentemente.
NBR 8221:2003 17
Para calibrar o sistema de medição de força transmitida, remover a cabeça padrão da célula de carga e montar sobre esta
o meio de calibração. Ligar todos os equipamentos eletrônicos e deixá-los estabilizar. Em seguida deixar cair sobre o meio
de calibração o míssil, com o acelerômetro preso a ele, de uma altura que provoque uma leitura de desaceleração máxima
de 100 G ± 10 G. Registrar os valores fornecidos tanto pelo acelerômetro quanto pela célula de carga. Quando comparados
os dois valores de pico usando-se a equação F = m.a (Força = Massa x Aceleração), a diferença entre eles não deve
exceder 2,5%. Este grau de precisão deve se repetir por no mínimo cinco impactos desses.
Para calibrar o sistema de medição de velocidade, deixar cair uma esfera de diâmetro conhecido a partir de uma altura
predeterminada, de modo que passe perto do velocímetro e seja detectada por este. A esfera deve ser grande o suficiente
para ativar o velocímetro e maciça o suficiente para que o efeito do atrito aerodinâmico sobre ela seja desprezível. A altura
de queda dessa esfera deve ser de no mínimo 1 m. A velocidade real é então calculada pela equação.
V = (2.g.h)½
Onde:
g é a aceleração da gravidade, em metros por segundo ao quadrado;
h é a altura de queda, em metros.
O valor obtido desta equação deve ser comparado com o resultado fornecido pelo velocímetro. Os dois valores não podem
diferir em mais de 1,0%.
A.3 Procedimento para determinar a repetibilidade do sistema
Com o meio de calibração (chapa descrita em A.2) montado sobre a célula de carga, devem ser realizados três impactos
consecutivos do míssil no meio de calibração. A velocidade de impacto deve ser mantida em 4,00 m/s ± 0,03 m/s.
O valor de repetibilidade será a média aritmética das três leituras máximas de força transmitida. Entretanto, nenhum dos
três valores individuais pode diferir da média em mais de 0,3%.
________________
/ANEXO B
NBR 8221:2003 18
Anexo B (informativo)
Sugestão de ensaio para determinação da resistência da fixação da suspensão ao casco
B.1 A aparelhagem para o ensaio deve incluir o seguinte:
a) sistema que permita apoiar o casco horizontalmente sem impedir um eventual movimento vertical da suspensão,
caso ela se desprenda;
b) peso de massa de 2,0 kg ± 0,1 kg;
c) gancho para sustentação do peso.
B.2 Na execução do ensaio deve ser observado o seguinte:
a) aplicar em cada presilha de fixação da suspensão, uma por vez, ao seu ponto de encaixe ao casco, o peso
sustentado pelo gancho;
b) as presilhas devem suportar o peso por no mínimo 30 s sem se desprender.
________________