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Licenciatura em Engenharia Mecânica Anteprojeto 2019/2020 2ºAno / 2º Semestre Docente: Luís Miguel Durão ESCADAS ROLANTES Edifício E Trabalho Realizado por: Domingos Pereira, Nº1180819, 2DF Fernando Machado, Nº1181258, 2DF João Babo, Nº1180825, 2DF Rui Santos, Nº1181421, 2DF página propositadamente em branco Agradecimentos A realização deste Anteprojeto não teria sido possível sem a ajuda fornecida por alguns docentes. Com isto, gostaríamos de realizar um especial agradecimento ao Sr. Engenheiro Luis Miguel Durão, docente da unidade curricular de anteprojeto, que, apesar de vivermos uma situação excecional, conseguiu manter um excelente acompanhamento e encaminhamento de todo o trabalho desenvolvido ao longo do semestre. Gostaríamos de agradecer ao Sr. Engenheiro João Pinho pelo seu seminário de fabricação aditiva pois revelou-se de extrema importância na compreensão de novos conteúdos aplicados no presente relatório e, por fim, gostaríamos de agradecer ao Sr. Engenheiro Rui Alexandre, da Sqédio, pelo seu seminário sobre algumas ferramentas do Solidworks que, apesar de se ter realizado nos dias anteriores à entrega do trabalho, teve bastante pertinência e utilidade para o nosso grupo de trabalho. página propositadamente em branco Índice Índice de Figuras ..................................................................................................................................... vi Índice de Tabelas .................................................................................................................................... vii Lista de símbolos e abreviaturas ........................................................................................................... viii 1. Introdução ........................................................................................................................................... 9 2. Descrição do tema do trabalho ..................................................................................................... 11 2.1 Enquadramento histórico...................................................................................................... 11 2.2 Princípio de funcionamento e mecanismo ........................................................................... 13 2.3 Normas e regulamentos aplicáveis ....................................................................................... 15 2.4 Dispositivos com finalidades semelhantes ............................................................................ 17 2.5 Funcionamento e controlo elétrico ....................................................................................... 20 2.6 Principais materiais e processos de fabrico .......................................................................... 22 3. Desenvolvimento do projeto ........................................................................................................ 23 3.1 Fases do projeto .................................................................................................................... 23 3.2 Descrição do projeto final ..................................................................................................... 25 3.3 Cálculo Estrutural .................................................................................................................. 30 3.4 Resultado ............................................................................................................................... 38 4. Fabricação Aditiva ......................................................................................................................... 39 5. Outros trabalhos desenvolvidos/ visitas a empresas/ palestras ................................................... 43 5.1 Seminário de fabricação aditiva ............................................................................................ 43 5.2 Patentes ................................................................................................................................ 45 6. Conclusões..................................................................................................................................... 50 Bibliografia ............................................................................................................................................ 51 Anexos ................................................................................................................................................... 53 Índice de Figuras Figura 1 - 1º Utilização de escadas rolantes (Tecmundo, 2020) ........................................................... 11 Figura 2 - 1º Modelo a ser comercializado (Tecmundo, 2020) ............................................................. 11 Figura 3 - Escada rolante interior (Aecweb, 2020) ................................................................................ 13 Figura 4 - Escada rolante exterior em Albufeira (JN, 2020) .................................................................. 13 Figura 5 - Mecanismo de uma escada rolante ...................................................................................... 14 Figura 6 - Tapete Rolante (Aecweb, 2020) ............................................................................................ 17 Figura 7 – Elevador (Meu elevador, 2020) ............................................................................................ 18 Figura 8 - Escadas estáticas do edifício E .............................................................................................. 23 Figura 9 - Esboço 3D da abordagem escolhida ..................................................................................... 25 Figura 10 - Plataforma para suporte da escada rolante........................................................................ 27 Figura 11 - Vista em corte do modelo 3D.............................................................................................. 28 Figura 12 - Proteções laterais da escada rolante .................................................................................. 29 Figura 13 - Proteções laterais da escada rolante em corte ................................................................... 29 Figura 14 - Sistemas de fixação das proteções laterais ......................................................................... 29 Figura 15 - Diagrama de corpo livre da escada rolante ........................................................................ 30 Figura 16 – Diagrama de Corpo Livre da viga de suporte das escadas rolantes ................................... 31 Figura 17 - Perspetiva da viga de suporte ............................................................................................. 36 Figura 18 - Representação do esforço de corte no suporte das escadas rolantes ............................... 36 Figura 19 - Perspetiva foto realista do esboço 3D ................................................................................ 38 Figura 20 - Perspetiva lateral superior .................................................................................................. 38 Figura 21 - Perspetiva do patamar superior ......................................................................................... 38 Figura 22 - Perspetiva do topo das escadas .......................................................................................... 38 Figura 23 - Perspetiva da sala de espera ............................................................................................... 38 Figura 24 - Perspetiva inferior das escadas ........................................................................................... 38 Figura 25 - Pré-visualização da base do esboço .................................................................................... 39 Figura 26 - Pré-visualizaçãodo piso intermédio do esboço .................................................................. 39 Figura 27 - Pré-visualização do piso superior do esboço ...................................................................... 39 Figura 28 - Pré-visualização da lateral do esboço ................................................................................. 40 Figura 29 - Pré-visualização da plataforma de suporte das escadas rolantes ...................................... 40 Figura 30 - Pré-visualização das escadas rolantes................................................................................. 40 Figura 31 - Pré-visualização do esboço em bruto sem suportes ........................................................... 41 Figura 32 - Pré-visualização do esboço em bruto com suportes .......................................................... 41 file:///C:/Users/mingo/Desktop/ANPRO201920%20%5b2DF%5d%20%5b1180819%201181258%201180825%201181421%5d.docx%23_Toc42184369 file:///C:/Users/mingo/Desktop/ANPRO201920%20%5b2DF%5d%20%5b1180819%201181258%201180825%201181421%5d.docx%23_Toc42184370 file:///C:/Users/mingo/Desktop/ANPRO201920%20%5b2DF%5d%20%5b1180819%201181258%201180825%201181421%5d.docx%23_Toc42184371 file:///C:/Users/mingo/Desktop/ANPRO201920%20%5b2DF%5d%20%5b1180819%201181258%201180825%201181421%5d.docx%23_Toc42184372 file:///C:/Users/mingo/Desktop/ANPRO201920%20%5b2DF%5d%20%5b1180819%201181258%201180825%201181421%5d.docx%23_Toc42184373 file:///C:/Users/mingo/Desktop/ANPRO201920%20%5b2DF%5d%20%5b1180819%201181258%201180825%201181421%5d.docx%23_Toc42184374 file:///C:/Users/mingo/Desktop/ANPRO201920%20%5b2DF%5d%20%5b1180819%201181258%201180825%201181421%5d.docx%23_Toc42184375 file:///C:/Users/mingo/Desktop/ANPRO201920%20%5b2DF%5d%20%5b1180819%201181258%201180825%201181421%5d.docx%23_Toc42184376 file:///C:/Users/mingo/Desktop/ANPRO201920%20%5b2DF%5d%20%5b1180819%201181258%201180825%201181421%5d.docx%23_Toc42184377 file:///C:/Users/mingo/Desktop/ANPRO201920%20%5b2DF%5d%20%5b1180819%201181258%201180825%201181421%5d.docx%23_Toc42184378 file:///C:/Users/mingo/Desktop/ANPRO201920%20%5b2DF%5d%20%5b1180819%201181258%201180825%201181421%5d.docx%23_Toc42184379 file:///C:/Users/mingo/Desktop/ANPRO201920%20%5b2DF%5d%20%5b1180819%201181258%201180825%201181421%5d.docx%23_Toc42184380 file:///C:/Users/mingo/Desktop/ANPRO201920%20%5b2DF%5d%20%5b1180819%201181258%201180825%201181421%5d.docx%23_Toc42184381 file:///C:/Users/mingo/Desktop/ANPRO201920%20%5b2DF%5d%20%5b1180819%201181258%201180825%201181421%5d.docx%23_Toc42184382 file:///C:/Users/mingo/Desktop/ANPRO201920%20%5b2DF%5d%20%5b1180819%201181258%201180825%201181421%5d.docx%23_Toc42184383 file:///C:/Users/mingo/Desktop/ANPRO201920%20%5b2DF%5d%20%5b1180819%201181258%201180825%201181421%5d.docx%23_Toc42184384 file:///C:/Users/mingo/Desktop/ANPRO201920%20%5b2DF%5d%20%5b1180819%201181258%201180825%201181421%5d.docx%23_Toc42184387 file:///C:/Users/mingo/Desktop/ANPRO201920%20%5b2DF%5d%20%5b1180819%201181258%201180825%201181421%5d.docx%23_Toc42184388 file:///C:/Users/mingo/Desktop/ANPRO201920%20%5b2DF%5d%20%5b1180819%201181258%201180825%201181421%5d.docx%23_Toc42184389 file:///C:/Users/mingo/Desktop/ANPRO201920%20%5b2DF%5d%20%5b1180819%201181258%201180825%201181421%5d.docx%23_Toc42184390 file:///C:/Users/mingo/Desktop/ANPRO201920%20%5b2DF%5d%20%5b1180819%201181258%201180825%201181421%5d.docx%23_Toc42184391 file:///C:/Users/mingo/Desktop/ANPRO201920%20%5b2DF%5d%20%5b1180819%201181258%201180825%201181421%5d.docx%23_Toc42184392 file:///C:/Users/mingo/Desktop/ANPRO201920%20%5b2DF%5d%20%5b1180819%201181258%201180825%201181421%5d.docx%23_Toc42184393 file:///C:/Users/mingo/Desktop/ANPRO201920%20%5b2DF%5d%20%5b1180819%201181258%201180825%201181421%5d.docx%23_Toc42184394 file:///C:/Users/mingo/Desktop/ANPRO201920%20%5b2DF%5d%20%5b1180819%201181258%201180825%201181421%5d.docx%23_Toc42184395 file:///C:/Users/mingo/Desktop/ANPRO201920%20%5b2DF%5d%20%5b1180819%201181258%201180825%201181421%5d.docx%23_Toc42184396 file:///C:/Users/mingo/Desktop/ANPRO201920%20%5b2DF%5d%20%5b1180819%201181258%201180825%201181421%5d.docx%23_Toc42184397 file:///C:/Users/mingo/Desktop/ANPRO201920%20%5b2DF%5d%20%5b1180819%201181258%201180825%201181421%5d.docx%23_Toc42184398 file:///C:/Users/mingo/Desktop/ANPRO201920%20%5b2DF%5d%20%5b1180819%201181258%201180825%201181421%5d.docx%23_Toc42184399 file:///C:/Users/mingo/Desktop/ANPRO201920%20%5b2DF%5d%20%5b1180819%201181258%201180825%201181421%5d.docx%23_Toc42184400 Índice de Tabelas Tabela 1 - Velocidades de elevadores para edifícios residenciais (Moreira Guedes, 2017) ................. 19 Tabela 2 - Velocidades de elevadores para edifícios não-residenciais (Moreira Guedes, 2017) .......... 19 Tabela 3 - Grandezas para o cálculo da potência do motor.................................................................. 20 Tabela 4 - Principais componentes e materiais no fabrico de escadas rolantes (Especificação Técnica para Instalação de Escadas Rolantes para o Edificio IBC para os Jogos Olímpicos do Rio 2016, 2014) 22 Tabela 5 - Relação da inclinação das escadas rolantes com a largura dos degraus (Schindler) ........... 26 Tabela 6 - Fatores que influenciam o peso na escada rolante .............................................................. 30 Tabela 7 - Fatores a utilizar no cálculo do módulo de resistência à flexão ........................................... 33 Tabela 8 - Fatores a utilizar no cálculo da flecha máxima .................................................................... 33 Tabela 9 - Fatores a utilizar no cálculo do valor máximo da solicitação axial ....................................... 34 Tabela 10 - Fatores a considerar no cálculo do dimensionamento dos parafusos ............................... 36 Tabela 11 - Resumo dos parâmetros das impressões 3D ..................................................................... 42 Lista de símbolos e abreviaturas Abreviaturas DEM – Departamento de Engenharia Mecânica EPO – European Patent Office GESRs - Global Essential Safety Requirements INPI – Instituto Nacional da Propriedade Industrial ISEP – Instituto Superior de Engenharia do Porto ISO – International Organization for Standardization NP – Norma Portuguesa PCT – Patent Cooperation Treaty pes./h – Pessoas por hora PI – Propriedade Industrial TS - Technical Specifications WIPO – World Intellectual Property Organization 1. Introdução O presente trabalho foi realizado no âmbito da unidade curricular de Anteprojeto, lecionada no 2º semestre do 2º ano da Licenciatura em Engenharia Mecânica do Instituto Superior de Engenharia do Porto no ano letivo 2019/2020. Os principais objetivos do trabalho consistem em planear e dimensionar a instalação de escadas rolantes facilitando as deslocações nos edifícios do ISEP. Dentro do objetivo principal do trabalho existem diversos objetivos subjacentes como abordar a história das escadas rolantes e a sua evolução até aos dias de hoje e explorar a fundo o seu funcionamento para ser possível a realização de uma instalação num dos edifícios do ISEP que, no nosso caso, trata-se da entrada do Edifício E junto ao balcão de informações e à Divisão Académica. É de salientar que outros objetivos do trabalho estão presentes em anexo, no anexo A. No primeiro capítulo iremos iniciar com uma breve apresentação da história e desenvolvimento das escadas rolantes ao longo do tempo. De seguida, começaremos por entrar em detalhes, ou seja, abordamos o seu mecanismo de funcionamento tal como todos os regulamentos a cumprir na construção das escadas rolantes. Faremos também uma análise do controlo elétrico mais usual nas escadas rolantes da atualidade assim como uma apresentação dos principais componentes, comuns à maioria dos modelos de escadas rolantes. Com isto, o primeiro capítulo foca-se numa apresentação, no geral, das escadas rolantes. No segundo capítulo iniciamos a explanação do nosso raciocíniodesde o início até à abordagem final, ou seja, é neste capítulo que começamos a exposição da nossa instalação no Edifício E. Com isto, iniciamos o segundo capítulo a apresentar todas as nossas abordagens até chegarmos à solução final e, de seguida, explicamos a nossa opção. Incluiremos todas as nossas escolhas e razões que as sustentaram assim como determinamos alterações, sempre de acordo com as normas subjacentes. Iremos também apresentar um conjunto de cálculos estruturais de grande pertinência na instalação das escadas rolantes e por fim, reunimos um conjunto de imagens foto realistas de modo a ser possível uma melhor compreensão do aspeto final do nosso trabalho na sua instalação no edifício E. No terceiro capítulo, apesar de não ter sido possível a realização da impressão 3D do nosso protótipo, iremos apresentar todos os aspetos a ter em atenção na sua realização. Esta abordagem será feita a partir de duas formas diferentes de realizar a sua impressão. ANTEPROJECTO 2019/2020 TEMA: ESCADAS ROLANTES 10 Por fim, no quarto capítulo iremos incluir dois trabalhos realizados como complemento do objetivo principal. Estas pesquisas focam-se na fabricação aditiva de forma a ser possível uma melhor compreensão da prototipagem do terceiro capítulo e, a segunda pesquisa numa abordagem à propriedade industrial e patentes, focando em todas as suas características e normas. A bibliografia foi elaborada segundo a norma NP405 e organizada por ordem alfabética. ANTEPROJECTO 2019/2020 TEMA: ESCADAS ROLANTES 11 2. Descrição do tema do trabalho 2.1 Enquadramento histórico As escadas rolantes como as conhecemos nos dias de hoje já passaram por várias evoluções desde as primeiras a ser apresentadas e utilizadas. As primeiras ideias acerca de escadas rolantes começaram no século XIX com o objetivo de facilitar a deslocação urbana e a entrada/saída de recintos onde existisse um grande volume de pessoas. A primeira patente para a criação de uma escada rolante pertence a Jesse Reno e foi criada em 15 de março de 1892. Um ano depois, em 1893, Reno instalou a primeira escada rolante que se tem registo (figura 1). Foi instalada num cais chamado “Old Iron Pier” em Nova Iorque e estima-se que tenha transportado cerca de 75 mil passageiros durante cerca de duas semanas. A escada de Reno era um tapete inclinado formado por placas de madeira, cada uma com 60 centímetros de comprimento e 10 centímetros de largura. Eram revestidas por borracha para que os sapatos dos utilizadores aderissem bem visto que a escada era um tapete inclinado e não um conjunto de degraus nivelados. No topo da escada, as placas de madeira passavam debaixo de uma pequena plataforma permitindo a saída dos utilizadores e o retorno das placas ao início da escada sem que isso fosse visível. A escada era acionada por um motor elétrico e circulava a uma velocidade de cerca de 0,69 m/s. A segunda patente foi atribuída a George Wheeler que apresentou uma ideia para uma escada rolante com degraus nivelados horizontalmente, ao contrário da escada de Reno. A sua ideia baseava-se numa entrada e saída lateral para os passageiros pois não possuía um mecanismo do tipo pente para permitir a entrada e saída frontal como a de Reno. Apesar de Wheeler nunca concretizar a sua ideia, a sua patente foi comprada por Charles Seeberger que fez algumas melhorias para viabilizar o uso do público. A primeira escada de Seeberger a ser instalada para uso público foi numa exposição em Paris em 1900. Figura 1 - 1º Utilização de escadas rolantes (Tecmundo, 2020) Figura 2 - 1º Modelo a ser comercializado (Tecmundo, 2020) ANTEPROJECTO 2019/2020 TEMA: ESCADAS ROLANTES 12 No início do século XX, após os primeiros avanços tecnológicos no fabrico de escadas rolantes, começaram a ser instaladas em espaços públicos algures por todo o mundo, mas principalmente nos países mais desenvolvidos como os Estados Unidos da América e Inglaterra. Inicialmente foi necessária alguma insistência para com a população pois, sendo uma tecnologia recente, era encarada com alguma hesitação. O modelo de escadas rolantes mais próximo do da atualidade e no qual se baseia o princípio de funcionamento foi criado pela Companhia de Elevadores Otis que criou a primeira escada rolante que incorporava degraus e um mecanismo tipo pente para permitir a entrada e a saída de passageiros frontalmente. Este modelo foi construído em 1921 e baseava-se na junção dos princípios da escada de Reno, de Wheeler e de Seeberger. Em Portugal, foi em Lisboa que foram as instaladas as primeiras escadas rolantes. Situavam-se nos Armazéns Grandella, no Chiado e, sendo um local privado, nem toda a população tinha oportunidade de as experimentar. Os primeiros locais públicos a receberem escadas rolantes em Portugal foram a estação do Parque, do metro de Lisboa, em 1959 e o shopping Brasília, no Porto, nos anos 80. (Tecmundo, 2020) Atualmente, as escadas rolantes tomaram um papel muito importante por todo o mundo pois facilitam bastante a mobilidade urbana em locais onde existem uma grande concentração de pessoas. Encontram-se instaladas em praticamente todos os centros comerciais, estações de metro ou comboio subterrâneas, em aeroportos, ou seja, instalações interiores como é possível verificar na figura 3. Cada vez mais, existem instalações em locais exteriores sujeitos a todo o tipo de condições atmosféricas. Em Portugal já existem e ainda estão a ser ponderadas a criação de mais escadas rolantes exteriores. Em Albufeira, no Algarve, foram instaladas numa praia escadas rolantes para facilitar o acesso ao areal, figura 4. Apesar de ser bastante prático é também um ponto turístico pois não é muito recorrente existirem escadas rolantes exteriores numa praia. No Porto, à data de realização do presente relatório, estão a ser construídas em Miragaia e existem mais projetos para construção de escadas rolantes exteriores na cidade. ANTEPROJECTO 2019/2020 TEMA: ESCADAS ROLANTES 13 2.2 Princípio de funcionamento e mecanismo As escadas rolantes são no seu conjunto bastante complexas, mas possuem um mecanismo principal relativamente simples que sofreu poucas alterações ao longo do tempo. Este mecanismo é constituído por uma corrente que é puxada por uma máquina de tração composta por um conjunto de engrenagens que permitem a circulação dos degraus de baixo para cima e vice-versa. A máquina de tração é acionada por um motor elétrico que será referido no ponto 2.4 do presente relatório. O motor, colocado no topo da escada rolante, aciona uma roda dentada que está ligada através de uma corrente a outra de maiores dimensões que está solidária através de um veio com outra de igual tamanho colocada do lado oposto. Esta roda dentada é a responsável por puxar a corrente que se encontra unida com os degraus. É de salientar que na parte de baixo da escada rolante encontra-se outro par de rodas dentadas de igual dimensão das rodas dentadas que puxam a corrente para permitir o retorno dos degraus. (Arbache, 2020) O segundo mecanismo que, tal como o principal, possui uma grande importância para o correto funcionamento da escada rolante é a interface da estrutura com os degraus. A estrutura da escada rolante é responsável por suportar todo o peso da escada rolante e de todos os componentes. Tendo a forma de treliça nas suas laterais, a estrutura possui dois componentes importantes, a guia da corrente dos degraus e uma guia responsável pela posição e orientação dos degraus. Cada degrau possui dois pares de roletes, um par encontra-se acoplado com a corrente e circula na guia da corrente dos degraus e o outro par de rolete circula na guia responsável pela posição dos degraus. É esta guia que permite nivelar os degraus na horizontal de forma a dar uma boa base de apoio durante a subidae faz com que na descida os degraus estejam alinhados com a inclinação da escada facilitando o seu retorno. (Estranho, 2020) Figura 4 - Escada rolante exterior em Albufeira (JN, 2020) Figura 3 - Escada rolante interior (Aecweb, 2020) ANTEPROJECTO 2019/2020 TEMA: ESCADAS ROLANTES 14 Mais um componente importante é o corrimão que acompanha o movimento. Este corrimão é acionado pelo motor através de um par de rodas dentadas tal com os degraus de forma a possuir a mesma velocidade. Podemos concluir que este mecanismo para escadas rolantes é, atualmente, o mais eficiente e fiável pois os maiores fabricantes do mundo baseiam todos os seus modelos neste princípio. Os principais fabricantes a nível mundial de escalas rolantes e de elevadores são a Schindler, a Stannah, a Kone, a Otis, a Thyssenkrupp e a Mitsubishi Electric. Figura 5 - Mecanismo de uma escada rolante ANTEPROJECTO 2019/2020 TEMA: ESCADAS ROLANTES 15 2.3 Normas e regulamentos aplicáveis Sendo as escadas rolantes um dispositivo para transporte de pessoas necessita de vários regulamentos e normas de modo a apresentar as melhores características salvaguardando sempre a segurança. Com isto, fizemos um apanhado das principais e mais importantes normas e legislações portuguesas aplicáveis a escadas rolantes, à data da realização do presente relatório. As principais normas a ter em atenção num projeto de dimensionamento e construção de escadas rolantes são as seguintes: • ISO 9589:1994 – Esta norma, revista e confirmada em 2019, determina as dimensões do espaço necessário para a instalação de escadas rolantes com velocidade nominal máxima de 0,5 m/s, com uma inclinação entre 30° e 35° e com um desnível a vencer entre 2 e 6 metros. A presente norma não é aplicada a todos os designs de escadas rolantes como por exemplo escadas rolantes em espiral. • ISO/TS 25740-1:2011 – Esta norma, revista e confirmada em 2019, regulamenta os parâmetros de segurança mínimos (GESRs) que uma escada rolante tem de cumprir e determina um conjunto de método que devem ser tomados em conta durante a criação e a instalação de escadas rolantes de modo a minimizar os riscos durante o seu funcionamento. Apenas se aplica a escadas e a tapetes rolantes para o transporte de pessoas. Não especifica situações como soluções para o uso de pessoas com mobilidade reduzida, riscos de trabalhos de instalação e manutenção de e em escadas rolantes, situações de vandalismo e possíveis soluções para o procedimento a adotar na presença de um fogo. • ISO/TS 8103-6:2017 – Esta norma vai de encontro à apresentada no último parágrafo e tem como objetivo complementá-la. Regulamenta os parâmetros de segurança para escadas rolantes, os seus componentes e as suas funções. Aplica-se a todas as escadas rolantes instaladas em edifícios independentemente na carga máxima suportada e do desnível a vencer; a escadas rolantes que possam ser afetadas por fogo e pelo clima, ou seja, também se aplica a escadas rolantes exteriores; e a escadas rolantes que possam sofrer danos provocados pelo mau uso mas não totalmente vandalizadas. Ao contrário da anterior, refere-se que são necessários regulamentos de segurança necessário durante a instalação de escadas rolantes e trabalhos de manutenção, mas não os especifica. • ISO 14798:2009 – Esta norma, revista e confirmada em 2014, tem como objetivo a regulamentação da avaliação de riscos de instalação e manutenção de escadas e tapetes ANTEPROJECTO 2019/2020 TEMA: ESCADAS ROLANTES 16 rolantes e elevadores. Devido à existência desta norma, é que não é focado este tema nas duas normas apresentadas anteriormente. A avaliação de riscos presente nesta norma permite a criação de processos de modo a otimizar o design e dimensionamento de escadas rolante e de procedimentos que aumentam a segurança dos operadores durante a instalação e manutenção destes dispositivos. (Organization, 2020) • NP EN 115 – Esta norma determina todas as normas de segurança no fabrico e instalação de escadas rolantes. É a principal norma a ter atenção no dimensionamento de uma escada rolante e foi esta norma que o nosso anteprojeto teve como base. A norma faz a ligação de determinados fatores como por exemplo a capacidade máximo de transporte por hora tendo em conta a largura dos degraus, a velocidade nominal, a inclinação, o desnível a vencer, as dimensões necessárias para a instalação de escadas rolantes. Através da associação de todos estes fatores torna a escada rolante o mais segura possível. Algumas das tabelas da norma NP EN 115 serão abordadas mais a frente no tópico 3.2 do presente relatório. No que toca à legislação portuguesa referente a escadas rolantes, à data de realização do presente relatório, existem alguns decretos de lei e normativas sendo os principais documentos referenciados a seguir: • Lei n.º 65/2013 – Esta lei determina os requisitos que uma determinada empresa e todos os seus funcionários e técnicos necessitam de cumprir para poderem efetuar serviços de instalação de escadas rolantes em edifícios e operações de manutenção nas mesmas. Na região Autónoma dos Açores é complementada com o Decreto Legislativo Regional n.º 4/2012/A que determina o regime jurídico para o licenciamento, instalação e manutenção que uma empresa está sujeita e tem de cumprir ao efetuar os seus serviços. • Decreto-Lei n.º 103/2008 - Este decreto de lei determina um conjunto de regras e normas que são aplicadas aos projetos de escadas rolantes e respetivos componentes e acessórios para ser aprovada a sua comercialização e colocação no mercado de venda português e internacional. • Decreto-Lei n.º 320/2002 – Este decreto de lei determina os requisitos mínimos que uma empresa necessita de cumprir para se candidatar a operações de manutenção e inspeção em escadas rolantes assim como as regras e procedimentos de manutenção e inspeção a cumprir durante a sua atividade. (Eletrónico, 2020) ANTEPROJECTO 2019/2020 TEMA: ESCADAS ROLANTES 17 2.4 Dispositivos com finalidades semelhantes Apesar das escadas rolantes serem um meio de facilitar a mobilidade da população entre pisos de edifícios, estações de metro e outros locais bastante eficaz tal como já foi referido possuem algumas limitações em termos de espaço e os locais onde podem ser instaladas. Para fazer frente a estas limitações existem outras alternativas tal como os tapetes rolantes e os elevadores. Os tapetes rolantes (figura 6) possuem um princípio de funcionamento muito idêntico ao das escadas rolantes sendo a principal diferença a posição dos degraus pois numa escada rolante são horizontais tal como numa escada fixa enquanto que num tapete rolante formam, tal como nome indica, um “tapete” de degraus com a inclinação da instalação. Esta inclinação varia entre os 0° e os 12° enquanto que numa escada rolante varia entre os 30° e os 35°. A partir desta informação podemos tirar uma conclusão, os tapetes rolantes necessitam de uma maior distância horizontal que as escadas rolantes para fazer face a um determinado desnível vertical. A velocidade dos tapetes rolantes varia entre 0,5 m/s e o 0,75m/s. Uma instalação deste tipo é usualmente vista em acessos a parque de estacionamento subterrâneos de centros comerciais ou de supermercados devido ao facto de ser possível transportar carrinhos de compras e carrinhos de bebé ao contrário das escadas rolantes. Outra local onde é muito usual a instalação de tapetes rolantes é em terminais de aeroportos. Neste caso, os tapetes normalmente não possuem qualquer inclinação e têm como principal função permitir uma deslocação mais confortável aos passageiros e, principalmente, são utilizados por pessoas com dificuldade motora nas deslocações, visto que, atualmente, os terminais de alguns aeroportos possuem uma grande extensão.Figura 6 - Tapete Rolante (Aecweb, 2020) ANTEPROJECTO 2019/2020 TEMA: ESCADAS ROLANTES 18 Outro dos dispositivos mais utilizados em edifícios são os elevadores (figura 7). Os elevadores são dispositivos que permitem o transporte vertical de pessoas e cargas. Apesar de o mecanismo ser um pouco diferente das escadas e tapetes rolantes, o movimento do elevador é garantido por uma máquina de tração composta por um motor elétrico trifásico, um redutor e um freio elétrico. O redutor e o freio elétrico têm como objetivo permitir a desmultiplicação da rotação do motor elétrico de modo a permitir o abrandamento e a aceleração do elevador no seu funcionamento. Os elevadores podem ser instalados em diversos tipos de edifícios como por exemplo edifícios residenciais, de escritório, destinados a hotéis, hospitalares e centros comerciais. Os requisitos para a instalação de elevadores em edifícios serão abordados num tópico mais à frente. Tal como nas escadas e nos tapetes rolantes, uma das características mais importantes do elevador é a velocidade a que é operado. A velocidade de funcionamento de um elevador depende da distância que necessita de percorrer. Esta distância, denominada de percurso, é medida desde o patamar do piso principal até ao patamar do último piso. Este percurso não inclui o poço (situado na parte inferior) e o espaço livre superior. Mais um fator que influencia a velocidade do elevador é o tipo de edifício no qual é instalado, ou seja, se é instalado num edifício residencial ou num edifício não-residencial. (Moreira Guedes, 2017) Figura 7 – Elevador (Meu elevador, 2020) ANTEPROJECTO 2019/2020 TEMA: ESCADAS ROLANTES 19 Para edifícios residenciais: Tabela 1 - Velocidades de elevadores para edifícios residenciais (Moreira Guedes, 2017) Percurso (m) Velocidade (m/s) até 29 de 0,75 a 1,00 de 30 a 44 de 1,00 a 1,50 de 45 a 59 de 1,25 a 2,00 de 60 a 74 de 1,75 a 2,50 de 75 a 90 de 2,50 a 3,50 Para edifícios não-residenciais: Tabela 2 - Velocidades de elevadores para edifícios não-residenciais (Moreira Guedes, 2017) Percurso (m) Velocidade (m/s) até 17 de 0,50 a 1,00 de 18 a 29 de 1,00 a 1,75 de 30 a 44 de 1,75 a 2,50 de 45 a 59 de 2,50 a 3,50 de 60 a 74 de 3,50 a 4,00 de 75 a 89 de 4,00 a 5,00 de 90 a 150 de 5,00 a 6,00 acima de 150 de 6,00 a 8,00 ANTEPROJECTO 2019/2020 TEMA: ESCADAS ROLANTES 20 2.5 Funcionamento e controlo elétrico O movimento mecânico da escada é fornecido através de um motor elétrico (o modelo trifásico). Esse motor movimenta as engrenagens de tração na parte superior que consequentemente movimentam as correntes, bem como também cada corrimão que compõe o equipamento. O conjunto do motor e das correntes ficam no interior da estrutura em forma de treliça referida anteriormente no ponto 2.2 do presente relatório. A potência necessária no motor de tração de um sistema de escadas rolantes depende de diversos fatores, tais como: • o desnível da escada rolante ou comprimento do tapete rolante; • a eficiência do sistema de transmissão da escada ou do tapete rolante; • a eficiência da caixa de transmissão; • a velocidade de operação; • o ângulo de inclinação da escada rolante; • o número de passageiros em cada degrau (estimativa); • o desnível de cada degrau. Para uma instalação de escadas rolantes, a potência necessária de saída (P) em kW necessária para o motor é dada pela seguinte fórmula: 𝑃 = 𝑣 ∗ 𝑚 ∗ 𝑔 ∗ 𝑛 ∗ 𝑅𝑒 𝑅𝑠 ∗ sin(𝜃) η𝑠 ∗ η𝑔 ∗ 1000 (1) 𝑃 = 0,5 ∗ 75 ∗ 9,81 ∗ 2 ∗ 3,66 0,2 ∗ sin 35° 0,95 ∗ 0,95 ∗ 1000 = 8,56𝑘𝑊 Tabela 3 - Grandezas para o cálculo da potência do motor 𝑃 Potência nominal do motor (Kw) 𝑅e Desnível da instalação (m) 𝑣 Velocidade nominal (m/s) 𝑅s Desnível de cada degrau (m) 𝑚 Peso médio dos passageiros (kg) 𝜃 Inclinação da instalação (graus) 𝑔 Aceleração gravítica (9,81 m/s2) 𝜂s Rendimento do sistema de transmissão 𝑛 Nº médio de passageiros em cada degrau 𝜂g Rendimento/ eficiência da caixa de engrenagens ANTEPROJECTO 2019/2020 TEMA: ESCADAS ROLANTES 21 No que diz respeito à velocidade de utilização, esta situa-se entre os 0,5 e 0,65 m/s, no entanto escolhe-se, na maioria das vezes, os 0,5m/s pelo facto de proporcionar ao utilizador um maior conforto, segurança, um menor requisito de espaço e acima de tudo cumpre com a capacidade para o qual é destinado, neste caso em particular para a velocidade selecionada de 0,5m/s (utilizada no cálculo para a potência) irá permitir um transporte de 4500 a 9000 pessoas por hora, dependendo da largura dos degraus, sendo este valor mais que suficiente para a capacidade e circunstâncias subjacentes a este projeto. Relativamente à alimentação do mecanismo, a mesma provém na grande maioria das vezes por motores de indução. No entanto, devido ao aparecimento dos novos motores de ímanes permanentes, existem novas possibilidades de alimentação. Com vista a uma redução do consumo de energia numa instalação de escadas rolantes é imperativo ajustar o funcionamento da mesma ao padrão de tráfego da instalação e/ou otimizar a eficiência do motor fazendo com que trabalhe na janela ótima de funcionamento. Em seguida apresentamos algumas funcionalidades que existem para escadas rolantes, de modo a ir de encontro com a redução do consumo de energia referido anteriormente: • Ligação estrela-triângulo consiste em ligar o motor diretamente à rede, podendo alterar o tipo de ligação entre estrela ou triângulo consoante o tráfego da escada, de forma a reduzir o consumo. No entanto, este método não é recomendado por originar elevadas correntes de arranque. • Controladores de fator de potência que monitorizam constantemente o fator de potência do motor, otimizando a tensão aplicada de modo a reduzir as perdas. • Arrancadores suaves (Soft-Starters) que possuem eletrónica de potência capaz de otimizar a fase de arranque, reduzindo significativamente as correntes de arranque. O ajuste do funcionamento da instalação pode ser adequado ao padrão de tráfego através de um funcionamento intermitente ou um funcionamento em duas velocidades. Importa ainda referir que nos sistemas que promovem a variação de velocidade, é necessário instalar periféricos de deteção de passageiros, de forma a adequar o funcionamento mediante o tráfego. Estes periféricos podem ser sensores de infravermelhos ou de ultrassons. (Moreira Guedes, 2017) ANTEPROJECTO 2019/2020 TEMA: ESCADAS ROLANTES 22 2.6 Principais materiais e processos de fabrico Tabela 4 - Principais componentes e materiais no fabrico de escadas rolantes (Especificação Técnica para Instalação de Escadas Rolantes para o Edificio IBC para os Jogos Olímpicos do Rio 2016, 2014) Quantidade Designação Material 53 Degrau Liga de Alumínio de alta resistência 53 Veio do degrau Liga de Alumínio de alta resistência 2 Corrimão Elastômero 2 Balaustrada Acrílico 2 Guias do Corrimão Aço Inoxidável 4 Protetores de entrada de corrimão PVC 2 Pentes Liga de Alumínio 2 Placas de Pente Liga de Alumínio 2 Rodapés Aço Inoxidável 2 Proteção Lateral Aço Inoxidável 1 Estrutura em treliça Liga de Aço de alta resistência 2 Corrente de rolos dos degraus 2 Corrente de transmissão 2 Freios Liga de Aço de alta resistência 2 Guia Superior Liga de Aço resistente ao desgaste 2 Guia Inferior Liga de Aço resistente ao desgaste 4 Mancais 2 Roda dentada de acionamento da corrente de rolos Liga de Aço resistente ao desgaste 24 Polias de acionamento do corrimão Liga de Aço 2 Correntes duplas 4 Roda dentada da corrente dupla 1 Conjunto Motor e Redutor ANTEPROJECTO 2019/2020 TEMA: ESCADAS ROLANTES 23 3. Desenvolvimento do projeto Neste ponto do relatório,iremos aprofundar todo o processo desde a ideia inicial até à ideia final e todos os problemas e opções que tivemos de tomar. Iremos incluir imagens retiradas da nossa modelação em Solidworks e os desenhos de conjunto que permitem a análise do nosso anteprojeto. 3.1 Fases do projeto Como dito anteriormente, o local escolhido para a instalação de escadas rolantes no ISEP foi a entrada do Edifício E junto ao balcão de informações e à divisão académica (figura 8). Sendo um local de dimensões reduzidas no qual as escadas estáticas instaladas necessitam de um patamar sensivelmente a meio para conseguir facilitar a sua instalação respeitando todas as normas de construção revelou-se um pouco complicado de idealizarmos como deveríamos proceder ao dimensionamento da escada rolante. Com isto, iniciamos a primeira fase do nosso projeto que consistia em tirar medidas do desnível a vencer, a medida dos degraus da escada estática e, no geral, as medidas do espaço circundante para conseguirmos ter a noção do espaço disponível para as diferentes abordagens que poderíamos fazer ao problema. Figura 8 - Escadas estáticas do edifício E ANTEPROJECTO 2019/2020 TEMA: ESCADAS ROLANTES 24 De seguida, realizamos esboços com o objetivo de encontrar a solução final. A primeira abordagem que tivemos foi manter a configuração original das escadas estáticas e transportá- la para as escadas rolantes. Para isso seria necessário a instalação de dois conjuntos de escadas rolantes com a colocação de um patamar a meio do desnível sendo cada conjunto formado por uma escada rolante para subida e outra para descida. Em termos de dimensionamento seria a opção mais viável pois apenas necessitávamos de utilizar as medidas retiradas das escadas estáticas e aplicá-las nas escadas rolantes. Apesar desse ponto a favor achamos que não seria a melhor opção. Visto que o desnível a vencer é significativamente pequeno não faria qualquer sentido optar por uma solução que envolvesse a colocação um patamar intermédio daí abandonarmos imediatamente esta abordagem. A nossa decisão baseou-se em mais fatores como: o facto de ser uma solução que iria diminuir bastante o espaço disponível e a sala de espera e de convívio teria de ser eliminada devido à largura das escadas rolantes e do espaço necessário para o seu mecanismo; o facto de ser mais caro a colocação de quatro escadas rolantes e a sua manutenção com o decorrer do tempo. A segunda abordagem ao problema consistia numa instalação direta do piso inferior para o superior. A instalação teria como ponto de partida, numa situação de subida, a zona sensivelmente frontal ao balcão de informações e subiria em direção à parede que partilha a fachada do edifício E. Para conseguirmos concretizar esta ideia seria necessária a colocação de um patamar superior uma estrutura de suporte, onde estaria instalada a parte superior das escadas rolantes, pois o piso superior não comtempla toda a área da entrada do edifício. Esta solução, apesar de ser significativamente mais elaborada do que a primeira abordagem, foi a escolhida pois possui mais pontos a favor do que desfavoráveis. Esta abordagem permite a instalação de apenas um conjunto de escadas rolantes sendo mais viável financeiramente que a primeira opção, em termos de espaço torna possível a continuidade da sala de espera da divisão académica e coloca um menor entrave à sua utilização pois permite um acesso direto ao piso superior. O principal ponto desfavorável seria a colocação de um patamar superior para acesso às escadas rolantes, mas depois de alguma ponderação e pesquisa de informação, decidimos que seria possível solucionar e, ainda assim, ficaria uma solução que envolve menos custos que a instalação da primeira abordagem. ANTEPROJECTO 2019/2020 TEMA: ESCADAS ROLANTES 25 3.2 Descrição do projeto final Tal como abordado na parte final do ponto 3.1 do presente relatório, a nossa opção consistiu numa instalação que, do ponto de vista da subida, teria como início a zona do balcão de informações e subiria até à parede que partilha a fachada do edifício E. A nossa solução encontra-se modelada na figura 9. O projeto da escada rolante possui bastantes variáveis a ter em conta e é necessário a tomada de algumas decisões tendo em conta os requisitos da sua utilização e o espaço disponível no local onde seria instalada. Iremos abordar as características que consideramos mais importantes e explicar todas as nossas decisões. No que toca às inclinações, o padrão internacional é utilizar as inclinações de 30° ou 35°. Depois de alguns cálculos e ponderação determinamos que utilizaríamos a inclinação de 35°. Apesar da inclinação de 30° proporcionar maior segurança e conforto para o utilizador decidimos utilizar a inclinação de 35° devido à limitação de espaço. De acordo com a norma NP EN 115, a inclinação de 35° apenas é admissível para desníveis inferiores a 6 metros e, como o nosso desnível a vencer é de 3,66 metros encontra-se dentro desses parâmetros. Com isto, achamos que a inclinação de 35°, neste caso, é a solução mais eficiente e a que menos compromete o espaço disponível em redor das escadas rolantes. Figura 9 - Esboço 3D da abordagem escolhida ANTEPROJECTO 2019/2020 TEMA: ESCADAS ROLANTES 26 Tendo em conta a inclinação escolhida, tornou-se imperativo que o próximo passo fosse a escolha da velocidade nominal da escada rolante. Com isto, de acordo com a norma NP EN 115, para uma inclinação de 35° e um desnível a vencer inferior a 6 metros a velocidade nominal tem de ser igual ou inferior a 0,5 m/s. Optamos pela velocidade de 0,5 m/s pois é a mais utilizada em instalações para o transporte de pessoas e confere as condições necessárias de segurança e de eficiência no local onde necessitam de ser instaladas. O próximo passo foi a escolha da largura dos degraus. Essa escolha teve por base a seguinte tabela que, de acordo com a norma NP EN 115, determina a capacidade máxima de transporte para uma velocidade nominal de 0,5 m/s. Tabela 5 - Relação da inclinação das escadas rolantes com a largura dos degraus (Schindler) Largura dos degraus Capacidade teórica de transporte Capacidade efetiva de transporte Sem aglomeração Adequado Com aglomeração 600 mm 4500 pes./h 1800 pes./h 2700 pes./h 3600 pes./h 800 mm 6750 pes./h 2400 pes./h 3600 pes./h 4800 pes./h 1000 mm 9000 pes./h 3000 pes./h 4500 pes./h 6000 pes./h Analisando a informação contida na tabela escolhemos a largura de 600 mm para os degraus e esta escolha baseou-se em dois fatores. O primeiro aspeto que consideramos foi o facto de ser uma instalação com um número reduzido de utilizadores por hora. A maior concentração de pessoas a utilizar as escadas rolantes aconteceria quando houvesse palestras, seminários ou outra atividade que decorresse no auditório presente no 2º piso. Tendo em conta a capacidade do auditório e considerando aglomeração no seu acesso, para a largura de 600 mm temos um valor de 3600 pessoas por hora que, na nossa opinião, cumpre e supera os requisitos mínimos para a instalação. O segundo a ter em atenção foi a limitação de espaço pois, com degraus de 800 mm ou 1000 mm iriamos comprometer o espaço circundante e a atividade do balcão de informações e do acesso à divisão académica. De seguida, após termos definido a velocidade nominal, a inclinação da escada rolante e a largura do seus degraus, iniciamos o processo de dimensionamento. Todos os documentos que consideramos importantes encontram-se presentes no anexo B incluindo lista de peças, mecanismo e desenhos de conjunto. ANTEPROJECTO 2019/2020 TEMA: ESCADAS ROLANTES 27 As principais dificuldades que encontramos, até ao momento, prendem-se no facto de ser necessário uma plataforma de suporte (figura 10) para a extremidade superior da escadarolante permitindo o embarque e desembarque de passageiros assim como o acesso ao restante piso. A plataforma pode ser visualizada, através do esboço, na figura 9 localizada acima neste tópico e distingue-se pela sua cor preta. A plataforma seria fabricada em aço e teria como suporte pilares em I também eles em aço. Para conferir a integridade da estrutura utilizaríamos um ligação aparafusada entre a plataforma e os pilares. Para revestimento superior da plataforma seria utilizada uma chapa de alumínio unida à plataforma através de uma ligação rebitada ou uma ligação aparafusada com parafusos do tipo FHC. Figura 10 - Plataforma para suporte da escada rolante ANTEPROJECTO 2019/2020 TEMA: ESCADAS ROLANTES 28 O segundo problema que encontramos baseia-se no facto de ser necessário um corte no piso superior de modo a ser possível cumprir os regulamentos de altura mínima necessária entre os degraus da escada e o piso superior, a altura definida pode ser consultada no 2º desenho de Anexo D. Este problema aparece, pois, também é necessário o cumprimento do regulamento que impõe uma distância mínima de saída da escada rolante no piso superior. A nossa proposta para a resolução deste problema encontra-se na figura 11. Na zona representada sensivelmente a meio da imagem é possível verificar, em corte, uma zona do piso superior que sofreu uma alteração passando a possuir uma forma de rampa. Nesta zona, devido a sofrer alterações estruturais, propomos um novo cálculo estrutural e de seguida o seu reforço através da colocação de uma malha de ferro reforçada com betão respeitando todos os regulamentos para a instalação e reforço de pisos. Devido a esta alteração no piso superior torna-se necessário a colocação de uma proteção lateral. Neste caso, propomos a colocação de uma estrutura formada com perfis de aço inoxidável unidos por uma ligação soldada, tal como mostra a figura 10. Por uma questão de simplificação na compreensão dos desenhos de conjunto decidimos omitir as proteções laterais da escada rolante (figura 12). Com isto, decidimos apresentar uma pequena explanação sobre as mesmas. As proteções laterais são compostas por três componentes, as chapas exteriores de aço inoxidável, os rodapés interiores e as suas tampas, exteriores e interiores, todos com 4 mm de espessura. Todas as peças possuem uma dobra por todo o seu perímetro de forma a aumentar a sua resistência mecânica e oferecer maior proteção Figura 11 - Vista em corte do modelo 3D ANTEPROJECTO 2019/2020 TEMA: ESCADAS ROLANTES 29 a possíveis empenos. A fixação dos componentes é realizada da seguinte forma. As chapas são fixadas à estrutura da escada rolante recorrendo a parafusos de cabeça de embeber. As tampas exteriores são fixas às chapas e as tampas interiores aos rodapés através de parafusos de cabeça de embeber. A fixação na zona do corrimão é realizada através de um sistema de encaixe fabricado em polímero. As diferentes fixações podem ser visualizadas nas figuras 13 e 14. Figura 12 - Proteções laterais da escada rolante Figura 13 - Proteções laterais da escada rolante em corte Figura 14 - Sistemas de fixação das proteções laterais ANTEPROJECTO 2019/2020 TEMA: ESCADAS ROLANTES 30 3.3 Cálculo Estrutural Flexão Utilizou-se valores normalizados para encontrar o valor das reações nos apoios da estrutura, sendo que possui uma reação em B de aproximadamente 44 kN (desprezando deste modo a reação em A, uma vez que tal não será necessária para futuros cálculos). No entanto falta descobrir o efeito do peso das pessoas a utilizar a escada rolante nas reações, para posteriormente somar à reação fruto do peso da própria escada rolante, obtendo deste modo a reação total. Para o cálculo da influência do peso das pessoas realizaram-se os seguintes cálculos: Peso provocado por uma hipotética afluência em massa à escada rolante irá depender: Tabela 6 - Fatores que influenciam o peso na escada rolante Nº de pessoas por cada degrau Nº de degraus Peso médio da população(kg) Aceleração da gravidade(m/s2) 2 16 70 9,81 𝑃 = 2 ∗ 16 ∗ 70 ∗ 9,81 = 22𝑘𝑁 { ∑𝐹𝑦 = 0 ∑𝑀𝐴 = 0 ⇔ { 𝑅𝐴 + 𝑅𝐵 = 22 −22 ∗ 5 +𝑅𝐵 ∗ 10 = 0 ⇔ { 𝑅𝐴 = 11𝑘𝑁 𝑅𝐵 = 11𝑘𝑁 Posto isto, iremos agora descobrir a reação real no ponto B, que será: 𝑅𝐵 = 11 + 44 = 55𝑘𝑁 Figura 15 - Diagrama de corpo livre da escada rolante ANTEPROJECTO 2019/2020 TEMA: ESCADAS ROLANTES 31 O próximo passo consiste no cálculo da tensão de corte e do momento fletor ao longo da viga do patamar superior que sustenta as duas escadas rolantes, para posteriormente dimensionar a mesma. { ∑𝐹𝑦 = 0 ∑𝑀𝐴 = 0 ⇔ { 𝑅𝐴 + 𝑅𝐹 = 55 + 55 −55 ∗ (0,23 + ( 1,14 2 )) − 55 ∗ (0,23 + 1,14 + 0,06 + ( 1,14 2 )) + 2,8 ∗ 𝑅𝐹 = 0 ⇔ { 𝑅𝐴 = 55𝑘𝑁 𝑅𝐹 = 55𝑘𝑁 • Secção 1: 0 < x1 < 0,23m { 𝑉 = 55𝑘𝑁 𝑀𝑓 = 55 ∗ 𝑥1𝑘𝑁.𝑚 • Secção 2: 0 < x2 < 1,14m { 𝑉 = 55 − 48,25 ∗ 𝑥2𝑘𝑁 𝑀𝑓 = −24,13 ∗ 𝑥2 2 + 55 ∗ 𝑥2 + 12,65𝑘𝑁.𝑚 • Secção 3: 0 <x3 < 0,06m { 𝑉 = 0𝑘𝑁 𝑀𝑓 = 44𝑘𝑁.𝑚 • Secção 4: 0 < x4 < 1,14m { 𝑉 = 48,25 ∗ 𝑥4 − 55𝑘𝑁 𝑀𝑓 = −24,13 ∗ 𝑥4 2 + 55 ∗ 𝑥4 + 12,65𝑘𝑁.𝑚 Figura 16 – Diagrama de Corpo Livre da viga de suporte das escadas rolantes ANTEPROJECTO 2019/2020 TEMA: ESCADAS ROLANTES 32 • Secção 5: 0 < x5 < 0,23m { 𝑉 = −55𝑘𝑁 𝑀𝑓 = 55 ∗ 𝑥5𝑘𝑁.𝑚 De seguida apresentamos a representação dos diagramas de esforços: V(kN) x(m) MF(kN) x(m) -55 44 12,65 12,65 ANTEPROJECTO 2019/2020 TEMA: ESCADAS ROLANTES 33 Em seguida, para o dimensionameto das vigas optou-se, para material das mesmas, um aço carbono, EN 10025 S250JR, uma vez que a sua utilização é recorrente neste tipo de estruturas, possuindo deste modo boas características mecânicas cuja tensão de cedência se situa nos 255 MPa. Para entendermos qual seria o melhor tipo de viga procedemos aos seguintes cálculos: Tabela 7 - Fatores a utilizar no cálculo do módulo de resistência à flexão Coeficiente de segurança Mfmáx (situado entre C e D)(kN.m) Tensão de cedência (MPa) 1.5 44 255 𝑊𝑋 ≥ 𝑀𝑓𝑚á𝑥 𝜎𝑎𝑑𝑚 (2) 𝑊𝑥 ≥ 44 ∗ 106 255 1,5 ⇔ 𝑊𝑥 ≥ 258,82𝑐𝑚 3 Consultando o “Manual Técnico de Produtos Siderúrgicos” do CHAGAS (tabelas presentes no Anexo C), verificamos que o Wx seguinte será o que toma o valor de 291 cm3 , pelo que o perfil selecionado será o HEA180. Por fim, e para encerrar a parte da flexão, achamos meritório a descoberta da flecha máxima, pelo que realizamos os seguintes cálculos tendo por base o formulário de estruturas da siderurgia nacional. Tabela 8 - Fatores a utilizar no cálculo da flecha máxima Reação num dos apoios (P)(kN) Distância da carga equivalente ao apoio mais próximo (a)(m) Comprimento total da viga (L)(m) Módulo de elastecidade do aço (E)(Pa) Momento de Inércia segundo x, da viga selecionada (I)(m4) 55 0,8 2,8 210*109 2,51*10-5 𝑓𝑚á𝑥 = 𝑃 ∗ 𝑎 24 ∗ 𝐸 ∗ 𝐼 ∗ (3𝐿2 − 4𝑎2)(3) 𝑓𝑚á𝑥 = 55 ∗ 103 ∗ 0,8 24 ∗ 210 ∗ 109 ∗ 2,51 ∗ 10−5 ∗ (3 ∗ 2,82 − 4 ∗ 0,82) ⇔ 𝑓𝑚á𝑥 = 7,29𝑚𝑚 O valor da flecha máxima encontra-se situado entre o ponto C e D. ANTEPROJECTO 2019/2020 TEMA: ESCADAS ROLANTES 34 Encurvadura Tornou-se imperativo, visto ser necessário a colocação de uma plataforma de suporte, o cálculo de encurvadura das vigas que a sustentam. Por uma questão de simplificação e normalização, optou-se por se selecionar o mesmo aço anteriormente referido (EN 10025 S250JR), pelas razões já explanadas. Inicialmente considerou-se o mesmo tipo de vigas (HEA180), no entanto, após a realização de certos cálculos verificamos que a viga iria estar solicitada unicamente para 6% dasua capacidade total (o que transcenderia bastante qualquer tipo de questão de segurança), pelo que se optou por selecionar um tipo de viga de dimensões mais reduzidas cumprindo concomitantemente as questões de segurança a elas subjacentes, posto isto a viga selecionada foi uma HEA100, pelo que em seguida apresentamos os cálculos da carga máxima suportada pela mesma, utilizando o método dos coeficientes de encurvadura (MCE/REAE): Tabela 9 - Fatores a utilizar no cálculo do valor máximo da solicitação axial Raio de giração segundo y (ry)(mm) Área da face perpendicular à viga (A)(mm2) Tensão de cedência do material (MPa) Fator de comprimento efetivo (K)(-) Comprimento total da viga (L)(m) 25,1 2120 255 0,5 2,94 λ = 𝐿𝑒 𝑟𝑦 = 𝐾 ∗ 𝐿 𝑟𝑦 (4) λ = 0,5 ∗ 2,94 ∗ 103 25,1 = 58,6 Podemos concluir que o valor de 𝜆=58.6 cumpre a legislação em vigor, uma vez que é inferior a 180. Por sua vez, sendo 20< 𝜆< 105 vem: 𝜑 = 1,1328 − 0,00664 ∗ λ(5) 𝜑 = 1,1328 − 0,00664 ∗ 58,6 = 0,7439 Tendo determinado o coeficiente de encurvadura podemos determinar, aplicando as seguintes equações, o valor máximo da solicitação axial atuante na viga: 𝜎𝑆𝑑 = 𝑃𝑚á𝑥 𝐴 ∗ 𝜑 (6) 𝜎𝑆𝑑 ≤ 𝜎𝑐𝑒𝑑(7) ANTEPROJECTO 2019/2020 TEMA: ESCADAS ROLANTES 35 Substituindo (6) em (7) e resolvendo a inequação para Pmáx vem: 𝑃𝑚á𝑥 ≤ 𝜎𝑐𝑒𝑑 ∗ 𝐴 ∗ 𝜑(8) 𝑃𝑚á𝑥 ≤ 255 ∗ 2120 ∗ 0,7439 ⇔ 𝑃𝑚á𝑥 ≤ 402,2𝑘𝑁 Sabendo que cada viga vai suportar uma carga total de aproximadamente 59,88 kN, onde entram os 55kN (provocados pela reação da escada rolante) e 4,88kN (metade do peso da viga), podemos verificar que a viga estará solicitada para uma carga correspondente a aproximadamente 15% da sua carga máxima, cumprindo deste modo todas as questões de segurança, tal como referido anteriormente. Concluindo este tópico e por uma questão de curiosidade comparamos o material que teríamos gasto caso usássemos o mesmo material das vigas sujeitas a flexão nas vigas sujeitas à encurvadura com a quantidade de material que se gastaria se usássemos o tipo de viga utilizado nos cálculos, posto isto é possível pouparmos cerca de metade de material, tendo em conta a massa volúmica do aço, para uma HEA180 necessitaríamos de 85kg de material, no entanto com uma HEA100 apenas seriam necessários 40kg, por viga. ANTEPROJECTO 2019/2020 TEMA: ESCADAS ROLANTES 36 Dimensionamento dos parafusos que suportam a escada rolante Figura 17 - Perspetiva da viga de suporte Figura 18 - Representação do esforço de corte no suporte das escadas rolantes Este componente estrutural da escada rolante está sujeito a um enorme esforço de corte e, por conseguinte, torna-se imperativo um dimensionamento dos parafusos que a ligam ao resto da estrutura. Optou-se por utilizar 4 parafusos CHC de material caracterizado por 8.8 (possuindo desta forma uma tensão de cedência de aproximadamente 320 MPa). Em seguida apresentamos os cálculos do dimensionamento dos parafusos: Tabela 10 - Fatores a considerar no cálculo do dimensionamento dos parafusos Coeficiente de segurança (n)(-) Área da secção resistente do parafuso (A)(mm2) Numero de parafusos (q) Força aplicada (F)(kN) 1,5 𝜋 ∗ 𝑑2 4 4 55 𝜎𝑎𝑑𝑚 = 𝜎𝑐𝑒𝑑 𝑛 (9) 𝜎𝑎𝑑𝑚 = 320 1,5 ⇔ 𝜎𝑎𝑑𝑚 = 213,33𝑀𝑃𝑎 𝜎𝑖𝑛𝑠𝑡 = 𝐹 𝑞 ∗ 𝐴 (10) 𝜎𝑖𝑛𝑠𝑡 ≤ 𝜎𝑎𝑑𝑚(11) 55kN ANTEPROJECTO 2019/2020 TEMA: ESCADAS ROLANTES 37 Substituindo (10) em (11) e resolvendo em ordem ao diâmetro (d) vem: 𝑑 = √ 4 ∗ 𝐹 𝑞 ∗ 𝜋 ∗ 𝜎𝑎𝑑𝑚 𝑑 = √ 4 ∗ 55 ∗ 103 4 ∗ 𝜋 ∗ 213,33 ⇔ 𝑑 = 9,1𝑚𝑚 Após a consulta das tabelas do livro Simões Morais, verificamos que o diâmetro resistente seguinte apresenta o valor de 9,376mm, e consequentemente um M12. Todavia, uma vez que a utilização de parafusos de maior diâmetro não implica um custo muito superior optou- se por utilizar um M16, cumprindo de forma lapidar qualquer eventual questão de segurança. NOTA: É de salientar que para todos os cálculos/diagramas apresentados não se considerou a dilatação do material por uma questão de simplificação e também porque na realidade não se irá verificar este fenómeno de uma forma tão severa tendo em conta as condições no meio envolvente, podendo ser desprezado esse efeito. ANTEPROJECTO 2019/2020 TEMA: ESCADAS ROLANTES 38 3.4 Resultado Recorrendo ao Solidworks Visualize podemos apresentar o resultado da nossa modelação num contexto mais realística. O objetivo das seguintes imagens é a demonstração do aspeto final das escadas rolantes instaladas no edifício E, uma vez que o fundo foi modelado de forma a ser o mais próximo da realidade estética do local. Figura 21 - Perspetiva do patamar superior Figura 23 - Perspetiva da sala de espera Figura 24 - Perspetiva inferior das escadas Figura 22 - Perspetiva do topo das escadas Figura 19 - Perspetiva foto realista do esboço 3D Figura 20 - Perspetiva lateral superior ANTEPROJECTO 2019/2020 TEMA: ESCADAS ROLANTES 39 4. Fabricação Aditiva Devido ao facto de não ser possível a realização da impressão 3D do modelo, decidimos abordar este tema de forma a ser possível complementar essa situação. Com isto, decidimos realizar duas preparações distintas para a impressão 3D do nosso esboço, podendo este ser visualizado na figura 9. Uma abordagem que consiste na separação dos seus constituintes e uma impressão total, ou seja, realizada apenas com uma impressão. Para esta simulação utilizamos o software CURA Ultimaker. Todas as seguintes simulações vão de acordo com a impressora presente no DEM do ISEP. Iremos referir em ambos os aspetos e parâmetros que consideramos mais importantes, sendo estes a espessura do fio do material a depositar, a escala da impressão, o tempo necessário e a quantidade de material depositado, relacionando assim com os custos associados. Uma consideração importante é o facto do material escolhido ser um PLA. Inicialmente realizou-se a preparação do modelo em diferentes partes. Com isto, dividimos o esboço em 6 partes distintas representadas nas seguintes imagens. Figura 25 - Pré-visualização da base do esboço Figura 26 - Pré-visualização do piso intermédio do esboço Figura 27 - Pré-visualização do piso superior do esboço ANTEPROJECTO 2019/2020 TEMA: ESCADAS ROLANTES 40 A preparação em diferentes partes permite a escolha de diferentes parâmetros dependendo das características e das necessidades para uma perfeita modelação e impressão. Nesta abordagem foi permitido utilizar diferentes espessuras de fio pois algumas das partes possuem secção mais espessas e com menos necessidade de um fio de menor espessura. Com isto, nos componentes das figuras 25, 26 e 27 foi utilizado um fio com espessura de 0,2 mm e Figura 28 - Pré-visualização da lateral do esboço Figura 29 - Pré-visualização da plataforma de suporte das escadas rolantes Figura 30 - Pré-visualização das escadas rolantes ANTEPROJECTO 2019/2020 TEMA: ESCADAS ROLANTES 41 nos restantes utilizou-se um fio de 0,3 mm (figuras 28, 29 e 30). Para a escala considerada de 1:80 podemos obter informações importantes no que diz respeito ao tempo de impressão e de material consumido. O total de tempo necessário para a impressão das seis peças seria de 19 horas e 50 minutos, consumindo um total de 297 gramas e 99,35 metros de PLA. A segunda abordagem realizada foi a impressão em bruto do esboço como mostram as seguintes figuras. Para a preparaçãodo protótipo do esboço completo foi escolhida uma espessura de fio de 0,2 mm. Esta espessura permite a impressão das zonas de menor secção sem existirem problemas ou deformações. Analisando ambas as figuras, sendo esta a posição mais eficiente para a impressão 3D, verificamos a necessidade da colocação de suportes identificados pela cor vermelha na figura 31 estando depois visíveis na figura 32 entre os pisos. Considerando uma escala de 1:80, tal como na primeira abordagem, obtivemos um tempo total de impressão de 1 dia, 10 horas e 22 minutos, consumindo um total de 315 gramas e 105,57 metros de PLA. Comparando ambos os processos deparamo-nos com uma grande discrepância no tempo total de impressão uma vez que o segundo processo demora cerca de 11 horas a mais que o primeiro. Tal pode ser explicado devido à diferença de complexidade entre ambos. Apesar de o produto final ser o mesmo, o facto de ser dividido em diferentes peças permite uma menor complexidade de cada uma em comparação com o esboço total, contribuindo bastante para a diminuição do tempo total. Em termos de material consumido e custos não existem grande Figura 31 - Pré-visualização do esboço em bruto sem suportes Figura 32 - Pré-visualização do esboço em bruto com suportes ANTEPROJECTO 2019/2020 TEMA: ESCADAS ROLANTES 42 diferenças. Apesar do segundo processo consumir mais PLA devido aos grande suportes referidos anteriormente, apenas consome mais 18 gramas e 6 metros de material. Em termos de custos, uma bobina de PLA com 1 kg tem um custo de cerca de 20€. Com isto, podemos concluir que o custo do primeiro processo é de aproximadamente 6€ e o custo da segunda abordagem é de 6,30€. Não sendo uma diferença significativa no que toca ao preço e, apesar da primeira solução ter a necessidade de realizar a colagem das diferentes partes, concluímos que seria mais apropriada devido ao tempo reduzido em comparação com o segundo caso. Tabela 11 - Resumo dos parâmetros das impressões 3D Parâmetros Impressão em partes Impressão em bruto Escala 1:80 1:80 Espessura do filamento 0,2 e 0,3 mm 0,2 mm Peso do protótipo 297 g 315 g Metros consumidos 99,35 m 105,57 m Tempo total 19 horas e 50 minutos 1 dia, 10 horas e 22 minutos Custo 6,00€ 6,30€ ANTEPROJECTO 2019/2020 TEMA: ESCADAS ROLANTES 43 5. Outros trabalhos desenvolvidos/ visitas a empresas/ palestras 5.1 Seminário de fabricação aditiva O fabrico aditivo é um processo que sofreu uma grande evolução nos últimos anos e na atualidade é utilizado, em conjunto, com outros processos tradicionais. Um exemplo dessa combinação de processos é a BMW que fabricou o chassi da Moto BMW S1000RR através de impressão 3D, tendo trazido várias vantagens, sendo o mais notório e importante ao nível do peso, já que é um veículo de competição. Existem diversos tipos de impressão 3D, mas o foco desta síntese será no FDM (Fused Deposition Modelling) que é uma opção barata para fabricar rapidamente e com um custo baixo um protótipo. Antes da impressão de uma peça temos de preparar o modelo através de um software adequado e tomar conhecimento de limitações e problemas que possam causar a impressão da peça defeituosa. Na realização de “pontes” é necessário o uso de suportes para evitar a flacidez do fluído. A não utilização de suportes podem resultar na deformação da ponte por causa de o filamento não ter nenhum apoio. Na realização de “saliências” encontramos o mesmo problema e é necessário o uso de suportes pela mesma razão. Quanto maior o comprimento da saliência, mais notória é a sua deformação. Por vezes não é possível modelar cantos perfeitos, pelo razão da cabeça de impressão ser circular. Na impressão de pinos temos de ter atenção ao seu diâmetro, pois em diâmetros grandes (>5mm) a rigidez é elevada, porém, em diâmetros pequenos (<5mm) a rigidez é baixa e pode acontecer a deformação do pino devido a esta mesma razão. É possível que na realização de furos verticais o diâmetro seja inferior ao desejado e este defeito acontece maioritariamente em furos de pequenos diâmetros. Deve-se ao facto de a sobreposição de camadas resultar na compressão das camadas inferiores. Na verificação do modelo no CAD é necessário analisar as dimensões da peça selecionando uma escala para que seja possível imprimir a peça nos limites impostos pela impressora. É necessário construir suportes para evitar defeitos que a peça possa ter, como foi falado no parágrafo anterior. Por fim definir a espessura das camadas. Uma espessura de camada menor resultará num protótipo final de maior qualidade, porém o tempo de impressão é bastante superior em relação à realização de uma peça com o dobro da espessura de camada, por exemplo. Muitas vezes decompõem-se o modelo em várias partes para otimizar a impressão. A utilização desta técnica resulta numa menor utilização de camadas e elimina a necessidade de suportes em algumas situações, o que irá reduzir o gasto de material. No final é necessário colar as diversas partes. ANTEPROJECTO 2019/2020 TEMA: ESCADAS ROLANTES 44 Após esta verificação exporta-se o modelo do CAD em STL onde é necessário definir uma resolução de exportação que afeta a geometria da peça. De seguida prepara-se o modelo num software de fatiamento onde podemos pré-visualizar a impressão , permite posicionar e escalar a peça e visualizar as alturas de corte em 3D e em 2D. Com este software podemos analisar a peça com mais detalhe o que diminui gastos porque pode evitar a impressão de uma peça que iria ter problemas, tornando possível a correção do modelo de modo a serem evitados. (Pinho, 2020) ANTEPROJECTO 2019/2020 TEMA: ESCADAS ROLANTES 45 5.2 Patentes Invenção e os seus requisitos Uma invenção é uma solução com o intuito de resolver um problema técnico já existente, podendo ser aplicada em diversas áreas. Apesar de grande parte dos objetos manuseados no dia-a-dia e matérias abordadas em diversos planos de estudos poderem ser consideradas invenções existem regras para o registo de patentes. Com isto, não são consideradas invenções: (INPI, 2012/2013) • Descobertas históricas, teorias científicas e estudos matemáticos; • Todas os materiais e substâncias presentes na natureza no seu estado puro; • Criações estéticas; • Softwares e programas de computador; • Projeto e métodos de estudo em aplicações do cariz económico; • Métodos de diagnóstico, de tratamento cirúrgico ou terapêutico que possam ser aplicados no corpo humano ou animal. Patente De acordo com o INPI, uma patente é um direito particular que se obtém sobre invenções e novas criações. Podemos afirmar que uma patente consiste num contrato entre o estado e a empresa ou pessoas que pretende registá-la. Depois da formalização deste contrato, o titular da patente possui exclusividade na produção e comercialização do seu produto, com a condição de este ser divulgado publicamente. (INPI, Justiça Gov, 2020) Restrições no registo de patentes Apesar de algumas invenções verificarem os aspetos referidos acima, existem mais a considerar no que toca ao regime legal do registo de patentes. Com isto, não podem ser registadas em patente: • Invenções que violem as normas de saúde pública e de ordem pública; • Variedades vegetais ou raças animais que possam ser obtidas através de processos químicos e biológicos; • Invenções que não apresentem avanços quer tecnológicos quer práticos em comparação com outra idêntica já registada; • Criações que não possuam utilidade para aplicação industrial. ANTEPROJECTO 2019/2020 TEMA: ESCADAS ROLANTES 46 Formas de proteger uma invenção Existem quatro formas de proteger uma invenção: a patente de invenção; o modelo de utilidade; o pedido provisório de patente e o certificado complementar de proteção. Apesarde existirem quatro alternativas na proteção de uma invenção, as mais utilizadas são a patente de invenção e o modelo de utilidade. Com isto, iremos apresentar as condições e requisitos para ambas. A patente de invenção é a que garante uma proteção mais extensa pois protege contra o fabrico, a oferta, o armazenamento, a introdução no comércio e utilizações inadequadas de um determinado produto. Para se conseguir esta forma de proteção, as invenções têm de cumprir três requisitos: não podem ser do conhecimento público; necessitam de possuir algum desenvolvimento tecnológico e têm de ser versáteis, ou seja, a invenção poder ser aplicada a qualquer tipo de indústria. Apesar da patente de invenção garantir uma proteção máxima de 20 anos, alguns destes requisitos são difíceis de cumprir e por isso, na maioria das ocasiões, opta- se por recorrer ao modelo de utilidade. O modelo de utilidade garante a proteção de uma invenção através de um procedimento administrativo mais simplificado e, por conseguinte, mais rápido que o das patentes. Existem duas formas de requerer um modelo de utilidade: o pedido com exame e o pedido sem exame. De forma explanada, o modelo de utilidade, em relação às restantes formas de proteção de invenções, tem a grande vantagem de o requerente conseguir pagar a taxa de pedido para obter um modelo de utilidade e retardar o pagamento da taxa de exame. Em suma, o requerente pode obter proteção para a sua invenção sem a submeter a um exame rigoroso de aprovação da mesma. Por esta razão, é a forma mais acessível e menos dispendiosa de obter uma proteção. Esta simplificação de processos possui algumas desvantagens em relação à patente de invenção, por exemplo, o modelo de utilidade não visa invenções sobre processos e substâncias químicas ou farmacêuticas, assim como de matéria biológica. O outro ponto negativo é o facto de o modelo de utilidade não examinado poder ser examinado a qualquer altura, sendo que este exame pode ser requerido pelo titular do modelo, pela entidade reguladora ou qualquer outra pessoa interessada na sua verificação. O modelo de utilidade possui uma validade máxima de 10 anos. (INPI, Justiça Gov, 2020) Uma informação de salientar é o facto de no mesmo requerimento para pedido de proteção não ser possível pedir um conjunto de proteções como, por exemplo, agregar uma patente de invenção e um modelo de utilidade para uma mesma invenção. Importa também referir que um conjunto de invenções ligadas entre si são consideradas apenas uma única criação. ANTEPROJECTO 2019/2020 TEMA: ESCADAS ROLANTES 47 Para o pedido de uma patente ou modelo de utilidade é necessário um conjunto de documentos e requisitos. Com isto, é imprescindível os seguintes elementos: (Tecminho, 2020) • Formulário de pedido para patente ou modelo de utilidade; • Explicitação do que é considerado novo e uma caracterização da criação; • Exposição com detalhe do objeto de invenção; • Todos os desenhos e imagens necessárias para uma perfeita compreensão; • Resumo da invenção; • Figura principal para inserção no boletim de propriedade industrial; • Título para a invenção; • Dados do inventor e do requerente (caso sejam pessoas diferentes são necessárias informações de ambas); • Pagamento das taxas de pedido. Como era de esperar, obter uma patente implica custos. Os custos a considerar são os custos do pedido de registo de patente e os custos associadas à sua manutenção. No que toca aos custos do pedido variam em função de diversas variáveis e do tipo de patente requerida. Os tipos de pedido podem ser: • Patentes de invenção nacional; • Modelos de utilidade; • Pedidos provisórios de patente; • Certificados complementares de proteção; • Topografias de produtos semicondutores. Os custos para estes 5 tipos de pedido variam dependendo da complexidade do processo de aprovação e de outras variantes. Os custos de manutenção são mais simples e são iguais para todas as formas de proteção. Nos 4 primeiros anos da proteção não é necessário nenhum pagamento de manutenção pois estão incluídos na taxa de pedido. A partir do 5º ano, inclusive, é necessário um pagamento anual para manutenção da proteção. (INPI, Justiça Gov, 2020) ANTEPROJECTO 2019/2020 TEMA: ESCADAS ROLANTES 48 Pedido de proteção no estrangeiro As proteções de invenção atribuída pelo INPI apenas são válidas em Portugal. Para conseguir uma proteção no estrangeiro é necessário realizar um dos três passos seguintes: (INPI, Justiça Gov, 2020) • Realizar um pedido de patente de invenção ou modelo de utilidade no país onde pretender proteção; • Realizar um pedido de patente europeia, efetuado diretamente no EPO; • Realizar um pedido de patente internacional, efetuado diretamente no WIPO. European Patent Office O European Patent Office é a instituição reguladora de patentes a nível europeu. A sua atividade profissional foca-se no estudo e verificação de requerimentos de patentes a nível europeu. Possui uma base de dados com todas as patentes de invenções registadas desde 1782, podendo esta ser consultada a qualquer altura por quem assim o pretender. Sendo uma entidade reguladora necessita de uma certificação que lhe conceda e garanta a qualidade do seu serviço. Com isto, a EPO está certificada pela norma internacional da qualidade, a ISO 9001. A sua qualidade europeia e inclusive internacional permite possuir uma academia de formação de matérias relacionadas com patentes. Esta formação pode ser frequentada por qualquer pessoa que esteja interessa, tal como advogados, juízes, examinadores de patentes, engenheiros, entre outros. Neste curso formativo são lecionados todos os aspetos importantes que permitam, futuramente, uma análise correta de todas as questões relacionadas com criação, aprovação e manutenção de patentes. (EPO, 2020) Apesar de ser a principal agência europeia, apenas pode focar as suas operações a nível europeu. Com isto, existem instituições dispersas por todo o mundo sendo que a principal é a WIPO. World Intellectual Property Organization A World Intellectual Property Organization é a instituição responsável a nível mundial por prestar todos os serviços jurídicos, políticos, informativos relacionados com registo de patentes, assim como cooperar com todas as agências existentes como a EPO. Esta cooperação é garantida em 193 estados membros espalhados por todo o mundo, sendo que a WIPO é uma agência fundada pela Organização das Nações Unidas. ANTEPROJECTO 2019/2020 TEMA: ESCADAS ROLANTES 49 A WIPO possui diversos programas focados na regulação de patentes sendo que o principal é o Patent Cooperation Treaty. O PCT garante o auxílio a todos os requerentes que pretendam uma proteção internacional da sua invenção, a todas as entidades reguladoras na tomada de decisões de aprovação de patentes e facilita o acesso a todos os interessados à sua base de dados, fornecendo assim todas as informações relativas a uma determinada patente. Apesar de ser um programa bastante completo, a principal vantagem para os requerentes de patenteação é o facto de, caso a submeta através do PCT, poder requerer proteção em determinados países à sua escolha. (WIPO, 2020) Tal como a EPO, a WIPO possui uma academia de formação, tendo esta maior reconhecimento internacional. A academia foi fundada em 1998 devido à grande necessidade de conhecimentos e habilitação em todas as matérias relacionadas com a Propriedade Intelectual. A academia possui uma diversidade de cursos dependendo do público-alvo. Com isto podemos subdividir o público-alvo e os conhecimentos que necessitam de adquirir. • Estudantes de áreas como engenharia, direito, entre outros, podem obter os conhecimentos necessários para uma melhor compreensão do sistema de propriedade intelectual; • Políticos e todos os cargos governamentais podem adquirir competências
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