Dimensionamento de cabos de aço para pontes rolantes sem tabelas — um método rápido de fórmula para engenheiros de campo

Quando você está em uma obra ou em uma reunião de projeto e alguém pergunta “qual o diâmetro do cabo de aço para ponte rolante que preciso para X toneladas?”, você pode não ter as normas GB/T 20118 ou ISO 2408 à mão. Este artigo apresenta uma fórmula rápida baseada em coeficientes para cabos de aço de ponte rolante das classes 6×19 e 6×36 — as duas famílias que abrangem mais de 901 toneladas de aplicações de içamento com guindastes. O método foi verificado em relação às tabelas da norma GB/T 20118-2017 com uma margem de erro de até 21 toneladas.

1. Determine o fator de segurança do cabo de aço da ponte rolante.

O fator de segurança é a relação entre a força mínima de ruptura da corda e a carga de trabalho total.

Para içamento geral com equipamentos motorizados, utilize o valor padrão de 5 ou 6. Quando a carga envolver acesso de pessoal ou estiver suspensa sobre infraestrutura crítica, utilize um valor maior.

2. Identifique a classe do cabo de aço da ponte rolante.

Classe A — Contato Linear (Preferencial para içamento por guindaste)

Cabos de içamento de classe 6×19 e 6×36. Os fios dentro de cada cabo são dispostos de forma que o contato ocorra ao longo das linhas, em vez de em pontos específicos, distribuindo a tensão de maneira mais uniforme e proporcionando maior vida útil à fadiga. Esses são os cabos padrão para mecanismos de içamento de guindastes.

Construções comuns: 6×19S-FC, 6×19S-IWRC, 6×36WS-FC, 6×36WS-IWRC, 6×17S, 6×21S, 6×21F, 6×26WS, 6×19W, 6×25F, 6×31WS, 6×29F, 6×37FS, 6×41WS, 6×46WS, 6×49SWS, 6×55SWS.

Classe B — Ponto de Contato (Aplicações Secundárias)

Classes 6×19M e 6×37M. Os fios se cruzam em pontos específicos, criando concentrações de tensão e reduzindo a resistência à fadiga. Utilizados principalmente em cabos de sustentação estáticos e aplicações secundárias.

Construções comuns: 6×19M-FC, 6×19M-IWRC, 6×37M-FC, 6×37M-IWRC.

3. Fórmula rápida para dimensionamento do diâmetro de cabos de aço para pontes rolantes

Para cabos de aço Classe A, com resistência à tração de 1770 MPa e núcleo de fibra — a configuração mais comum para pontes rolantes:

d ≥ √(T ÷ k)

• onde: k = 0,06
• T = carga de trabalho segura por cabo (toneladas)
• d = diâmetro nominal da corda (mm)

Em termos simples: d² × 0,06 = T. O quadrado do diâmetro da corda em milímetros multiplicado por 0,06 é igual à capacidade de trabalho segura em toneladas.

Exemplo: Um içamento de 10 toneladas em uma única peça requer d = √(10 ÷ 0,06) = √166,7 ≈ 12,9 mm → arredondando para cima 13 mm da série de diâmetros padrão.

A série de diâmetros padrão (mm) para a Classe A é a seguinte: 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 18, 20, 22, 24, 26, 28, 30, 32, 34, 36, 38, 40, 42, 44, 46, 48, 50, 52, 54, 56. (Existem diâmetros de 6 e 7 mm, mas são raros em içamentos com guindaste; os diâmetros de 58 e 60 mm dependem da construção específica.)

Ajustando para diferentes níveis de resistência à tração

O coeficiente base k = 0,06 aplica-se a 1770 MPa. Para cada degrau de aproximadamente 90–100 MPa, ajuste em ±0,003:

Subindo de nível: k_i = 0,06 + 0,003 × i

Descendo de nível: k_i = 0,06 – (0,003 × i + 0,001)

Onde i = 0 em 1770 MPa. A série de resistência à tração é: 1570 → 1670 → 1770 → 1870 → 1960 → 2160 MPa.

Caso especial para núcleo de fibra de 2160 MPa: O valor calculado é 0,072, mas o coeficiente verificado é 0,073 — adicione 0,001. Essa exceção se aplica somente à nota 2160.

Exemplo: Para um núcleo de fibra de 1870 MPa (i = 1), k = 0,06 + 0,003 = 0,063. A mesma carga de 10 toneladas: d = √(10 ÷ 0,063) = √158,7 ≈ 12,6 mm → arredondando para 13 mm.

4. Estimativa do Peso da Corda

Após selecionar o diâmetro, calcule o peso aproximado por 100 metros:

m_FC = 0,38 × d² (núcleo de fibra, Classe A)

m_IWRC = 0,418 × d² (núcleo de aço, Classe A)

Onde m é o peso (kg por 100 m) e d é o diâmetro (mm). Os coeficientes de peso são independentes da resistência à tração.

Exemplo: Corda com núcleo de fibra de 13 mm → m = 0,38 × 169 = 64 kg por 100 m. Uma queda de 30 metros pesa aproximadamente 19 kg.

5. Recálculo da capacidade a partir de uma corda existente

Ao encontrar uma corda no local sem identificação — sem certificado, etiqueta ou marcação — meça seu diâmetro real e estime sua carga de trabalho segura:

F = 0,06 × d² (toneladas, Classe A, 1770 MPa, núcleo de fibra)

Exemplo: Uma corda encontrada mede 16 mm. F = 0,06 × 256 = 15,4 toneladas de carga de trabalho segura (considerando 1770 MPa, Classe A, FC). Para núcleo de aço: multiplique por 1,08 → 16,6 toneladas.

Importante: Este cálculo reverso pressupõe uma corda nova em perfeitas condições de fabricação. Não leva em consideração desgaste, corrosão, fios rompidos ou danos por fadiga. Sempre realize uma inspeção visual completa e verifique se a corda atende aos critérios de descarte antes de utilizá-la para içamento.

6. Métodos de terminação de cabos de aço em pontes rolantes

Apêndice: Coeficientes da Classe B (Cordas de Contato Pontual)

Para cabos de contato pontual das classes 6×19M e 6×37M, que são significativamente menos utilizados em içamento por guindaste:

Exemplo para a Classe B, 1570 MPa: k = 0,053 – (0,003 × 2) = 0,047.

Normas de referência (Consulta sobre as normas chinesas para guindastes):

• GB/T 20118-2017 — Cabos de aço para uso geral (fonte autorizada para valores exatos de força mínima de ruptura)
• GB/T 5793-2006 — Soquetes de cunha para cabos de aço
• GB/T 5976-2006 — Grampos para cabos de aço

Precisão do método: Verificado em relação às tabelas da norma GB/T 20118-2017. O erro geralmente está dentro de 2% para as construções de corda abrangidas. Este é um método prático de campo — para especificações de engenharia finais, sempre verifique em relação à norma completa.

Se você quiser saber mais sobre a segurança dos cabos de aço de guindastes, pode ler este artigo: Substituição e instalação de cabo de aço em guindaste: principais considerações e dicas para durabilidade a longo prazo

Cristal

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