Visão geral da norma ASTM F2291 - Prática padrão para projeto de brinquedos e dispositivos de diversão

Segurança e confiabilidade são os pilares do projeto de brinquedos para parques de diversões. A norma ASTM F2291 , Prática Padrão para Projeto de Brinquedos e Dispositivos para Parques de Diversões, é publicada pela ASTM International . Ela fornece orientações abrangentes sobre projeto, construção e operação de brinquedos. A ASTM F2291 é aplicada principalmente nos Estados Unidos e em regiões que adotam as normas ASTM, e também é referenciada internacionalmente para projeto de brinquedos e gestão de segurança. Esta prática se aplica a brinquedos de grande porte com acionamento mecânico, como montanhas-russas e rodas-gigantes. Ela não se aplica a equipamentos sem motor , atrações de parques aquáticos , estruturas infláveis ou brinquedos controlados pelo visitante, como carrinhos de bate-bate e paredes de escalada. O texto a seguir apresenta brevemente o conteúdo da ASTM F2291, dividido em quatro partes.

Requisitos de projeto e desempenho

2.1 Critérios Gerais de Projeto

Esta seção aborda principalmente a análise, o cálculo, a documentação e os requisitos regulamentares que devem ser seguidos durante a fase de projeto de equipamentos de diversão.

2.1.1 Análise da Condução

Os fabricantes devem realizar uma análise de projeto abrangente do equipamento, levando em consideração a adequação para passageiros de diferentes idades e tipos físicos, além de avaliar e mitigar os principais riscos de segurança, documentando essas conclusões por escrito.

Análise de contenção e restrição de frequentadoresGarantir que os passageiros estejam devidamente contidos e protegidos durante o deslocamento.
Análise do Envelope de Compensação do ClienteGarantir que os passageiros não colidam com as estruturas da atração ou com outras pessoas ao longo de seu trajeto.
Analises falhasRealizar Análise de Modos de Falha e Efeitos (FMEA) ou Análise de Árvore de Falhas (FTA) em sistemas relacionados à segurança para identificar riscos potenciais.

2.1.2 Projeto e Cálculos

Os projetistas/engenheiros devem comprovar, por meio de cálculos de engenharia, que seus projetos atendem aos padrões de segurança. Os cálculos devem ser realizados utilizando eixos de coordenadas e trajetórias de carga conforme definidos pela Prática F 2137 ou equivalente da EN, incluindo:

Adequação dos componentes estruturais, mecânicos e elétricos.
Aceleração significativa e previsível gerada pelo veículo ou dispositivo.
Desempenho e características funcionais dos sistemas de controle.

2.1.3 Desenhos e Registros

Os fabricantes/projetistas devem conservar a documentação completa do projeto, incluindo desenhos estruturais, planilhas de cálculo e software de controle, por pelo menos 20 anos. A documentação deve incluir:

Diagramas de disposição geral e espaço livre para passageiros;
Desenhos de montagem e desenhos de subcomponentes, indicando fixadores, lubrificantes, métodos de ajuste, etc.;
Desenhos detalhados de componentes fabricados sob encomenda.

2.2 Normas de Restrição e Espaço

2.2.1 Contenção de Frequentadores

Os brinquedos de parques de diversões devem suportar e proteger os passageiros durante o funcionamento, e os métodos de proteção devem ser compatíveis com as características de movimento do equipamento.
Os componentes com os quais os passageiros possam entrar em contato devem ser lisos, isentos de arestas vivas, parafusos salientes e rebarbas, e almofadas de proteção devem ser instaladas, se necessário.
Caso a instalação possua portas, deve-se garantir que estas não se abram acidentalmente durante o funcionamento ou em situações de emergência.
As portas automáticas devem evitar riscos de esmagamento e o empuxo máximo da borda durante a abertura e o fechamento não deve exceder 133 N (30 libras).

2.2.2 Restrições ao Cliente

A decisão de instalar ou não um sistema de retenção é tomada pelo engenheiro responsável pelo projeto.
O projeto deve levar em consideração as diferenças no tamanho corporal dos passageiros.
Determine se são necessárias funções de travamento ou outras, e considere como evacuar os passageiros com segurança em caso de paradas anormais ou emergências.
Deve ser claramente especificado se o sistema de retenção está travado ou destravado em caso de queda de energia ou desligamento de emergência.

2.2.3 Critérios de segurança e ergonomia

Os sistemas de retenção devem minimizar as chances de beliscões, aprisionamento ou contato acidental do corpo com partes móveis.
Qualquer mecanismo de retenção motorizado não deve exercer mais de 0.08 kN (18 lb) de força nas superfícies ativas em contato com os usuários.
As cargas induzidas pelos usuários também devem ser consideradas na avaliação da resistência estrutural.

2.2.4 Mecanismos de Liberação Manual

Um dispositivo manual de liberação de contenção deve estar disponível para uso por pessoal autorizado em situações de emergência.
O mecanismo de liberação manual deve ser de fácil acesso, sem exigir que os funcionários se esgueirem por cima dos usuários ou entrem em contato com eles.
A utilização de fontes de energia armazenada para liberação manual é proibida, a menos que seja justificada pela análise do percurso.

Exemplo de ilustração de envelope de compensação para clientes - Vista lateral - Configuração

2.3 Limites de Aceleração

2.3.1 Princípios de Projeto de Aceleração

Diferentes tipos e estruturas de brinquedos de parques de diversões apresentam características de aceleração significativamente diferentes. Os seguintes aspectos devem ser considerados durante o projeto:

Postura e orientação do ciclista;
Se o sistema de retenção permite que os passageiros mantenham uma postura segura sob estresse;
A análise dos sistemas de retenção deve ser baseada nas possíveis posições e estados dos passageiros dentro dos dispositivos de retenção.

2.3.2 Requisitos de Medição

Equipamentos recém-desenvolvidos ou grandes projetos de renovação devem ser validados por meio de medições de aceleração antes de entrarem em operação.
A validação do projeto pode ser realizada por meio de cálculos manuais, análise gráfica ou simulação computacional.

Requisitos de sistemas de energia e controle

3.1 Sistemas e componentes hidráulicos

3.1.1 Segurança em relação à temperatura e pressão

Os componentes expostos a altas temperaturas devem ser especificamente projetados e protegidos para evitar danos aos passageiros.
Os pontos de teste de pressão do sistema e as portas de amostragem de óleo devem ser acessíveis com segurança para diagnósticos e verificações de contaminação.

3.1.2 Segurança de Controle e Operação

Os ajustes de controle devem ser posicionados longe das partes móveis para evitar ferimentos ao operador.
Os sistemas devem incorporar funções de emergência e segurança confiáveis para evitar movimentos involuntários durante paradas ou quedas de energia.

3.1.3 Integridade e Manutenção do Sistema

Os filtros devem ser projetados para pelo menos 800 horas de operação em condições normais.
Os atuadores lineares devem possuir limitadores de posição eficazes para evitar o sobrecurso mecânico.
Os componentes do sistema devem permitir acesso seguro para manutenção sem comprometer a segurança operacional.

3.2 Sistemas e componentes pneumáticos

3.2.1 Projeto e Identificação

Os circuitos pneumáticos são geralmente limitados a uma pressão máxima de 8 bar (116 psig), a menos que sejam projetados especificamente para pressões mais elevadas.
Cada componente pneumático deve exibir claramente a identificação do fabricante (número da peça ou do modelo), conforme exigido pela norma.

3.2.2 Controles de Acesso e Ajuste

Os componentes com funcionalidades ajustáveis devem incluir mecanismos de bloqueio para impedir o acesso não autorizado ou a adulteração.
Os sistemas devem fornecer espaço interno adequado (condutores de fio com pelo menos 6 cm de comprimento) para conexões elétricas seguras e aterramento.

3.2.3 Operações de Emergência e Segurança

Os componentes identificados como críticos por meio de análise de falhas devem possuir controles de parada ou retorno de emergência, em conformidade com os requisitos do sistema de controle de segurança.
As operações de emergência não devem introduzir riscos secundários, como a liberação inesperada de pinos, travas ou dispositivos de fixação.

3.3 Requisitos elétricos

Esta seção fornece diretrizes para os componentes elétricos, sua instalação e os procedimentos utilizados em brinquedos ou equipamentos de parques de diversões.

3.3.1 Requisitos gerais para instalações elétricas

Fiação e proteção: Cada veículo deve ter pelo menos um circuito derivado de 20 amperes entre fase e neutro para uso de serviço público.
Desconexões: Todos os dispositivos de desconexão devem estar devidamente identificados, e os brinquedos com fontes de tensão adicionais exigem um dispositivo de desconexão com capacidade de bloqueio/etiquetagem próximo ou claramente indicado no dispositivo de desconexão principal.

3.3.2 Equipamentos para uso geral

Iluminação: Luzes próximas aos ciclistas ou em partes móveis precisam de coberturas e suportes de fixação seguros.
Cabos e motores: Os cabos portáteis devem corresponder à capacidade nominal; os motores devem ser dimensionados para partidas frequentes e ambientes de passeio específicos.
Anéis e escovas de colecionador: Deve suportar 125% da carga nominal e incluir anéis de aterramento com capacidade adequada.

3.3.3 Sistemas de áudio/comunicação

A fiação de áudio/comunicação deve ser protegida para as condições operacionais específicas dos brinquedos de parques de diversões.
A fiação exposta para alto-falantes externos deve utilizar cabos portáteis extra-resistentes e com proteção UV, com um condutor de aterramento conectado em ambas as extremidades.

Requisitos de componentes estruturais e mecânicos

Cadeia 4.1

As correntes devem ser selecionadas e projetadas para cargas, velocidade, corrosão, condições de operação, desgaste e fadiga específicos.
Os fabricantes devem incluir nas instruções de manutenção métodos para medir o desgaste da corrente e a variação máxima permitida do passo.
Os procedimentos de limpeza e lubrificação devem estar incluídos nas instruções de manutenção.

4.2 cabo de aço

Cabos de aço e acessórios devem ser projetados para cargas, ciclos, corrosão, dinâmica, ambiente, desgaste, fadiga e condições de serviço específicos.
Os cabos de aço do caminho de carga primário devem ter um fator de segurança mínimo de 6; os sistemas de cabos de aço devem ser configurados para minimizar dobras, nós e tensões locais excessivas.

4.3 Dispositivos Anti-Rollback

Se o mecanismo de acionamento principal do elevador não for antirretrocesso, são necessários pelo menos dois dispositivos; ambos no veículo/trem, ambos nos trilhos ou um em cada, com pelo menos um acionado em todos os momentos.
Os sistemas de elevação (passeios em toras, corredeiras) podem ter dispositivos antirretorno no veículo/barco, na lateral dos trilhos ou no dispositivo de transporte.

4.4 Dispositivos de elevação ou auxílio para levantar ou auxiliar passageiros

Talhas: Certifique-se de que os freios estejam funcionando corretamente e firmemente presos durante a operação.
Parafusadores de potência: Não ultrapasse os limites de deslocamento; siga as medidas de proteção nos limites de percurso.
Acionamentos de cremalheira e pinhão:Certifique-se de que o pinhão esteja devidamente engatado na cremalheira, que os roletes de apoio estejam funcionando corretamente e que os batentes de fim de curso estejam sendo observados.

4.5 Soldagem

A soldagem deve seguir a EPS (Especificação de Procedimento de Soldagem), que define as variáveis essenciais (processo, junta, materiais, proteção, pré-aquecimento, posição, parte elétrica, técnica, velocidade, etc.).
Somente soldadores, operadores e soldadores de fixação qualificados podem realizar soldagem.
Os desenhos de soldagem devem mostrar claramente a localização, o tipo, o tamanho, o comprimento efetivo e as condições especiais da solda.

4.6 fixadores

Os elementos de fixação devem atender às normas ANSI, SAE, ASTM, ISO, EN ou equivalentes.
A fixação com parafusos passantes é preferencial; alternativas podem ser usadas caso a fixação com parafusos passantes seja impraticável.
Evite fixadores sujeitos a cisalhamento; se necessário, projete para cisalhamento duplo.
Os furos devem ser perpendiculares às superfícies de apoio; arruelas chanfradas ou usinagem podem ser usadas, se necessário.

Requisitos para barreiras de segurança e controle de acesso

5.1 Guarda-corpos

A defensa metálica deve ser segura e estável, capaz de suportar cargas uniformes e pontuais, e garantir a segurança de pedestres e turistas.

A parte superior dos guarda-corpos deve resistir a uma carga uniforme de 50 plf (0.73 kN/m) em qualquer direção.
O trilho superior deve suportar uma única carga concentrada de pelo menos 200 libras (890 N) aplicada em qualquer direção e em qualquer ponto.

5.2 corrimãos

Capacidade de carga: O corrimão superior deve suportar pelo menos 200 libras (890 N) em qualquer direção, em qualquer ponto.
Altura de instalação: A parte superior dos corrimãos e extensões deve estar a 865–965 mm (34–38 pol.) acima dos patamares e das bordas dos degraus.
Requisitos de extensão: Estenda-se horizontalmente por pelo menos 305 mm (12 polegadas) e retorne à parede, guarda-corpo ou patamar, ou continue até o corrimão adjacente.
Liberação:O espaço livre mínimo entre o corrimão e a parede ou guarda-corpo é de 38 mm (1½ pol.).

5.3 Gates

Os portões devem abrir para longe da atração ou estar equipados com uma trava positiva capaz de suportar pelo menos 200 libras (890 N) aplicadas na direção de abertura.
A parte superior do portão deve resistir a uma carga uniforme de 50 plf (0.73 kN/m) em qualquer direção.
Os portões devem ser projetados de forma que, se abertos durante o funcionamento da atração, não entrem em contato com a mesma nem representem um risco para os visitantes.

5.4 Cercas

As cercas devem minimizar a possibilidade de lesões por contato entre: espectador e frequentador, espectador e brinquedo ou equipamento, frequentador e a própria cerca.
A parte superior da cerca deve resistir a uma carga uniforme de 50 plf (0.73 kN/m) em qualquer direção.
A parte superior da cerca deve suportar uma única carga concentrada de pelo menos 200 libras (890 N) em qualquer direção e em qualquer ponto.

Configuração de barreiras de segurança e controles de acesso

ASTM F2291: Valor de referência para investidores na indústria de diversões

Segurança e Confiabilidade em Engenharia

A norma ASTM F2291 fornece requisitos sistemáticos de segurança e projeto para brinquedos de parques de diversões. Ela ajuda os investidores a garantir que os projetos sejam concebidos para atender aos padrões internacionais de segurança.

Define os princípios de segurança estrutural, mecânica e elétrica.
Reduz o risco de falhas de projeto ou falhas operacionais.
Melhora a confiabilidade geral e o desempenho a longo prazo do equipamento.

Reconhecimento Global

A norma é reconhecida internacionalmente e faz parte de muitas estruturas regionais de segurança. A conformidade demonstra que um projeto atende a padrões de referência globalmente confiáveis.

Facilita a certificação e a aprovação do seguro.
Aumenta o acesso e a cooperação no mercado internacional.
Aumenta o valor do investimento do ativo a longo prazo.

Custos previsíveis de manutenção e ciclo de vida

A norma incentiva práticas consistentes de inspeção, teste e manutenção. Isso garante que o equipamento permaneça seguro e confiável durante toda a sua vida útil.

Auxilia no planejamento e controle dos orçamentos de manutenção.
Reduz o tempo de inatividade não planejado e as perdas operacionais.
Garante retornos de investimento estáveis e sustentáveis.

Melhorando a atmosfera do parque

A conformidade com a norma ASTM F2291 demonstra um compromisso com a segurança e a qualidade.
Isso melhora a imagem pública e a competitividade dos projetos de entretenimento.

Fortalece a reputação da marca e a confiança do cliente.
Constrói credibilidade junto a parceiros e autoridades.
Promove o crescimento a longo prazo através de uma reputação de segurança e responsabilidade.

Conclusão

A norma ASTM F2291 desempenha um papel fundamental na definição das expectativas de segurança e projeto para brinquedos de parques de diversões em todo o mundo. Embora tenha se originado nos Estados Unidos, seus princípios são cada vez mais adotados em mercados globais como referência para as melhores práticas. Ao alinhar os processos de projeto e operação com a ASTM F2291, os profissionais do setor podem aprimorar o desempenho em segurança, construir a confiança do público e apoiar o crescimento sustentável do setor de parques de diversões.