Caterpillar compõe a Terraplanagem 4.0

Rodrigo Conceição Santos – 28.06.2019 – 

Em uma obra de terraplanagem, sensores distribuídos pelo chassi e lâmina da motoniveladora conversam entre si, criam um prisma em terceira dimensão e proporcionam o corte do terreno em ângulo milimetricamente perfeito. O trator de esteiras trabalha com tecnologia semelhante e movimenta a terra em pontos de maior sedimentação. O excesso de terra é recolhido e pesado em tempo real na concha da pá-carregadeira, para ser despejado em caminhão fora de estrada que parte para o bota-fora sem infringir a Lei da Balança. Ali perto a escavadeira abre valas para a passagem de tubulações de esgoto. Ela tem cerca eletrônica, que limita os movimentos do braço, e não corre risco de bater a concha nas laterais de vala, prejudicando pinos, buchas e outras partes do elemento estrutural. As cabines de todas essas máquinas estão vazias. Elas são operadas à distância, por controle remoto, para preservar os operadores em função do despenhadeiro ao lado do trecho. A cada minuto milhões de bytes são transmitidos de componentes dos motores, circuitos hidráulicos, transmissões e outros. Há links dedicados para garantir a comunicação. Tudo chega à central de controle, onde softwares destrincham as informações e geram relatórios gerenciais. Os líderes analisam e decidem os próximos passos. A meta é aumentar a produtividade em 40%. Esse cenário idealizado é totalmente factível com a terraplanagem 4.0 proposta pela Caterpillar.

A fabricante aposta na era da digitalização para seus equipamentos e apresenta cases mundiais demonstrando que a busca por conectividade foi superada, ficando agora a demanda por aplicações reais de internet das coisas no mercado de construção. “Cada vez mais a missão é manter não só o operador, mas o gestor conectado às máquinas”, diz Leandro Amaral, especialista de aplicação de produto para tratores de esteiras da Caterpillar. “A partir desse conceito, cada tipo de equipamento dispõe das tecnologias mais apropriadas para a aplicação desenhada”, salienta.

Lâminas high tech
As soluções digitais da Caterpillar estão organizadas sob o guarda-chuvas do Cat Connect. Nos tratores de esteiras e motoniveladoras, os principais avanços são para garantir o ângulo da lâmina por meio da solução Cat Grade Control, cujas variáveis vão desde análises em terceira dimensão (3D) até sistemas simplificados com apenas um indicador de inclinação da lâmina em relação ao solo.

Com mais ou menos artifícios, o Cat Grade visa manter padrões de angulação das lâminas para reduzir a dependência da habilidade do operador. Em testes da fabricante, a melhoria no planeamento de superfície com tratores de esteiras chegou a 39%, comparando com a operação totalmente manual por operador pouco experiente.

Segundo Leandro Amaral, todos os tratores de esteiras indicados para acabamentos e limpeza de terreno contam com uma combinação de tecnologia de série para controle de ângulo. No Brasil, são fabricados o D6K (13 toneladas) e D6N (17 toneladas), nos quais o processo é feito por dois sensores inerciais, posicionados na base da lâmina e no centro do chassi da máquina.

Esses chips estão sintonizados com a parte eletrônica do equipamento. Na Caterpillar, trata-se do ECM (Eletronic Control Model), que disponibiliza as informações de forma gráfica no display da cabine. Os sensores avaliam a posição da máquina em relação à lâmina e fazem as indicações para que o cilindro hidráulico mantenha o ângulo indicado à operação. “Não é necessário ter uma estação base ou laser para fazer o prisma, nem mesmo comprar hardware, software ou equipamentos adicionais. Também não tem nada para remover da máquina no fim do dia”, diz Leandro Amaral.

Nas motoniveladoras mais modernas (Série M) há diversos níveis de soluções para garantir angulação da lâmina e maior produtividade no nivelamento de terrenos. O Cat Grade com Cross Slope (inclinação transversal, na tradução literal) é o mais avançado. Trata-se de um sistema integrado que automatiza a inclinação da lâmina permitindo que os operadores atinjam o nivelamento mais rápido e com maior precisão.

Em teste comercial, a Caterpillar selecionou dois operadores experientes. Um trabalhou com a motoniveladora 140M2 AWD, equipada com o Grade Cross Slope, e outro sem. Os testes duraram oito meses e foram realizados na área rural de Dakota do Sul, nos Estados Unidos. Foram dois trechos de três quilômetros de estrada de cascalho cada. Os perfis de elevação também eram semelhantes. Os dados foram coletados e analisados por representantes técnicos do estado de Dakota do Sul.

A máquina equipada com automação da lâmina atingiu a meta especificada para a superfície da estrada (4,5%) de forma mais consistente. O seu desvio médio da meta foi de 0,10%, em comparação com 1,3% da máquina sem a tecnologia. Com a maior precisão veio mais eficiência e menores custos: a máquina de alta tecnologia queimou 1,4 mil dólares a menos de diesel. Em uma projeção de cinco anos de operação, a redução seria de 55 mil dólares.

Segundo Pablo Santos, especialista de aplicação de produtos para motoniveladoras da Caterpillar, esse teste comprova que o nivelamento automático reduz o consumo de combustível em pelo menos 40%. Para ele, esse é um ganho consequencial ao aumento de produtividade, mas que se traduz no principal benefício financeiro durante operações longas, já que o diesel representa o maior custo operacional em motoniveladoras e outros equipamentos da linha amarela de construção. “Junto com isso vem uma série de outros ganhos, como a redução de topografia, já que um projeto 3D na máquina pode agilizar toda a operação, tanto no que tange a profundidade quanto o deslocamento lateral da lâmina”, diz ele. “Os clientes que tiveram essa experiência, mesmo a de nivelamento automático 2D Cross Slope, não voltam mais para a operação manual, pois normalmente a tecnologia se paga em menos de um ano”, pontua.

Conchas Inteligentes
As soluções de digitalização e internet das coisas na Caterpillar também equipam rolos compactadores, caminhões fora de estrada, pás-carregadeiras e escavadeiras. Nessas últimas, há avanços no controle de carregamento das conchas, com a tecnologia Cat Payload, que pesa a carga útil das caçambas, evitando sobrepesos ou caçambadas vazias.

Segundo Henriette Briard Calleff, consultora de marketing da fabricante, a empresa dispõe de especialistas em sistemas de aplicação que indicam as melhores tecnologias para os clientes. Geralmente, segundo ela, esses são profissionais experientes, que conhecem as operações mediante visitas aos sites de produção. Eles avaliam, como exemplo, a eficiência de uma carregadeira no processo de carregamento de caminhões em uma expedição de materiais. E, como oportunidade de melhoria, podem sugerir uma das soluções da Caterpillar, como o Payload, que eliminará retrabalhos ao atingir o peso desejado das cargas dos caminhões, melhorando a eficiência de todo o processo de carga, transporte e pesagem na balança rodoviária.

Também ocorre a sugestão por troca do parque de equipamentos, o que não necessariamente incide na indicação por modelos maiores. “Às vezes pode ser sugerido um equipamento menor com mais tecnologia embarcada, a fim de reduzir o consumo de combustível. Afinal, motores menores consomem menos diesel”, diz. Ela explica que a solução pode não vir simplesmente com a troca de equipamentos ou mesmo adição de tecnologias. “Às vezes é preciso mudar a forma de trabalho, agregando, aí sim, algumas tecnologias existentes”, completa.

As variáveis são muitas, inclusive de segurança operacional. Nesse quesito, Henriette destaca a operação a distância de equipamentos em áreas de risco, como descomissionamentos de áreas e instalações. “Muitas empresas têm critérios de segurança que obrigam a operação de equipamentos por controle remoto em áreas de risco para a presença de humanos. Temos vários modelos, entre tratores, motoniveladoras e escavadeiras atuando dessa forma no Brasil”, diz.

O Remote Control, da Caterpillar, pode equipar vários modelos da marca e é solução para a rigidez cada vez mais acentuada da legislação em todo o mundo. “Há clientes que exigem câmeras de ré, sensores de presença, cabines com proteção anti-queda e anti-tombamento e até o controle remoto citado. Caminhamos, na nossa visão, para operações cada vez mais seguras e eficientes”, diz ela.

Assista ao vídeo da Escavadeira que atua com cerca eletrônica

Nesse mesmo contexto, a Caterpillar lançou recentemente – durante a M&T Expo 2018 – o sistema de cerca eletrônica, denominado E-Fense, para as novas escavadeiras de 20, 23 e 36 toneladas. Trata-se de um limitador dos raios de giro inferior, superior e laterais do equipamento. Com ele, estipula-se um raio de atuação que nem mesmo o operador poderá ultrapassar, sem antes reprogramar o sistema. “O E-Fense protege o operador de erros que podem ser fatais, como um choque do braço da escavadeira com uma fiação de alta tensão ou com veículos circulando na estrada ao lado. Aliás, essa é uma situação de risco bastante comum em ambientes urbanos”, diz Henriette.

Garantias em 360º para as operações
O conjunto dessas soluções assegura à Caterpillar garantir padrões mínimos de operação para seus equipamentos. A companhia atestou isso com um plano recém-lançado, chamado Cat 360º Advantage, que dá garantia sobre o consumo de combustível, um plano de proteção estendida para reparos mecânicos e conectividade gratuito para monitoramento remoto da máquina.

Cada modelo de equipamento tem alguns parâmetros específicos, mas a garantia do consumo de combustível é para os primeiros dois anos ou 4 mil horas de operação após a compra. Em campanha oficial, a fabricante garante que, “se no final de cada ano o consumo de combustível exceder a taxa garantida, o cliente receberá um crédito de 0,50 dólares por litro para usar na aquisição de peças extras, serviços ou ferramentas de trabalho”.

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