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Ampla tecnologia de sensores para cavalos de batalha compactos
Nos últimos anos, as máquinas compactas evoluíram de uma espinha dorsal silenciosa de operações menores para um importante componente estratégico de canteiros de obras.
Ampla tecnologia de sensores para cavalos de batalha compactos
A crescente urbanização e a falta de espaço associada estão a alterar significativamente os requisitos das máquinas de construção. Em ruas estreitas ou pátios, são necessárias máquinas que sejam manobráveis, fáceis de transportar e ao mesmo tempo multifuncionais. Os fabricantes estão respondendo a isso não pensando mais nas máquinas compactas como puras “mini” versões de grandes dispositivos, mas sim como famílias de produtos independentes com conceitos de fixação modulares e sistemas de assistência.
Por exemplo, a Volvo CE tem um modelo em seu portfólio, a “ECR25 Electric”, que é uma miniescavadeira movida a bateria que mostra como máquinas elétricas compactas podem ser usadas em áreas sensíveis a emissões. Existe uma ampla gama de abordagens para a eletrificação. A Komatsu, por exemplo, eletrificou sistematicamente sua classe mini e apresentou diversos modelos como o “PC 20E”, “PC 26E” e o “PC 33E-6” disponíveis na Kuhn Baumaschinen, que funcionam com baterias e são projetados para operação livre de emissões.
Assim, não surpreende que o mercado de máquinas compactas esteja em constante crescimento. De acordo com as previsões dos investigadores de mercado, um volume superior a 50 mil milhões de euros deverá ser alcançado até 2030. No entanto, por detrás deste crescimento existem também grandes desafios, como a escassez de trabalhadores qualificados, regulamentações ambientais mais rigorosas e requisitos de digitalização, que obrigam os fabricantes e utilizadores a fazer ajustes por vezes dispendiosos.
Canteiros de obras cada vez mais conectados em rede
A bateria utilizada em cada caso determina em grande parte as possibilidades das máquinas elétricas compactas. Atualmente, os fabricantes dependem principalmente da tecnologia de íons de lítio, mas esta tem uma vida útil limitada e há altos custos de substituição em caso de defeito. Modelos alternativos como o fosfato de ferro-lítio (LFP) oferecem maior vida útil, mas ao mesmo tempo possuem menor densidade de energia, o que reduz o tempo de operação.
Os sistemas de carregamento rápido, teoricamente, permitem carregar até 80% durante os intervalos para almoço, mas normalmente exigem infraestrutura cara que está faltando na maioria dos canteiros de obras. Os sistemas de carregamento indutivo prometem carregamento sem contato, mas são propensos à manutenção e são ineficientes. As máquinas compactas modernas são equipadas com sensores extensos, o que aumenta os custos de fabricação. Sensores de aceleração monitoram vibrações e choques, sensores de temperatura detectam condições operacionais críticas e sensores de pressão controlam sistemas hidráulicos. Os dados coletados requerem poderosas capacidades de processamento e armazenamento de dados.
Com a “L 507 E”, a Liebherr tem em sua linha uma carregadeira de rodas compacta elétrica a bateria que combina a cinemática e os processos de trabalho familiares com um trem de força elétrico. Tais modelos mostram que a transformação entre os fabricantes não se limita a nichos individuais, mas está a chegar às linhas de produtos centrais. Ao mesmo tempo, o desenvolvimento está a ser impulsionado. A Wacker Neuson, por exemplo, possui variantes elétricas em seu portfólio e possui miniescavadeiras elétricas em sua linha, anunciadas especificamente para operações no centro da cidade. A Yanmar está a expandir a sua oferta interna de compactos com, entre outras coisas, carregadoras de rastos e uma gama de dispositivos eletrificados para o mercado europeu. A Caterpillar também ampliou seu próprio portfólio e, entre outras coisas, equipou-o com funções de assistência.
Capture dados operacionais em tempo real
O facto de a electrificação ser tecnicamente possível não significa automaticamente que já faça parte da vida quotidiana. Na prática, os usuários enfrentam vários problemas. A capacidade da bateria é apenas um fator limitante entre muitos. Quanto maior for a bateria, maior será a sua vida útil, mas maior será o peso e potencialmente maiores os desafios de transporte. Os fabricantes estão tentando neutralizar esse conflito de objetivos por meio de sistemas de baterias modulares, conceitos hidráulicos e de acionamento eficientes e opções de carregamento rápido. Mas a infra-estrutura nos estaleiros de construção muitas vezes fica para trás; Não há pontos de carregamento suficientes em todos os lugares e nem todos os canteiros de obras permitem a conexão a conexões fortes de rede. Além disso, os custos de aquisição das variantes elétricas são normalmente significativamente mais elevados do que os dos modelos diesel comparáveis, o que torna o cálculo da viabilidade económica mais difícil para as empresas mais pequenas. Os programas de financiamento e as ofertas de leasing e aluguer desempenham aqui um papel importante na superação dos maiores obstáculos ao investimento.
Paralelamente à mudança impulsionadora, a importância dos sistemas digitais está a crescer. A telemática já não é um problema apenas para grandes parques de máquinas: máquinas compactas também estão cada vez mais ligadas em rede para ler tempos de funcionamento, estados de funcionamento, estado de carregamento e requisitos de manutenção em tempo real. A capacidade de capturar dados operacionais em tempo real abre novas oportunidades para gestão de frotas, manutenção preditiva e controle de custos. Isto permite que as empresas de construção avaliem melhor quais máquinas estão em plena capacidade, quando serão necessários trabalhos de manutenção ou onde há potencial para poupanças. Os dados obtidos ajudam os gestores de frota a otimizar a utilização, planear compromissos de manutenção com antecedência e calcular os custos totais ao longo dos ciclos de vida com mais precisão. Existem também sistemas de assistência que aumentam a precisão ou melhoram a segurança em canteiros de obras apertados.
Os sistemas de monitoramento de condições destinam-se a prever o desgaste e otimizar os intervalos de manutenção, mas exigem calibração e atualizações contínuas. A manutenção preditiva pode reduzir o tempo de inatividade não planejado, mas os algoritmos necessários são complexos e exigem muita manutenção. Os sistemas de aprendizado de máquina para detecção de anomalias exigem extensos dados de treinamento e ajustes regulares. A operação de máquinas compactas está em constante evolução; o controle de voz destina-se a facilitar a operação em condições de trabalho difíceis, mas é suscetível a interrupções no ruído do canteiro de obras. O controle por gestos teoricamente reduz o esforço físico, mas requer calibração precisa e está sujeito a erros.
O feedback tátil simula a textura da superfície mesmo em máquinas controladas remotamente, mas requer tecnologia complexa com vida útil limitada. O treinamento em realidade virtual permite um treinamento sem riscos, mas os altos custos de aquisição só são amortizados com o uso intensivo. Os sistemas de realidade aumentada para sobreposição de informações exigem muita manutenção e têm uso limitado em condições de pouca iluminação. Máquinas compactas também estão sendo gradualmente integradas em sistemas de canteiros de obras em rede, mas um problema é a proteção de dados e os riscos de segurança.
A segurança cibernética está se tornando cada vez mais um desafio porque máquinas compactas em rede representam alvos potenciais de ataque. Conseqüentemente, os fabricantes precisam expandir seu foco no desenvolvimento de arquiteturas de segurança sem comprometer a usabilidade. Isto torna os procedimentos de certificação mais complexos e dispendiosos, o que, por sua vez, coloca frequentemente os fabricantes mais pequenos em desvantagem. Além disso, a comunicação entre máquinas para evitar colisões só funciona de forma confiável se existirem padrões uniformes, que, no entanto, ainda não foram estabelecidos. Os gêmeos digitais – imagens das máquinas físicas – têm como objetivo permitir simulações e otimizações, mas exigem atualização contínua de dados e, principalmente, capacidade computacional.
Manutenção com previsão
Enquanto os planos de manutenção clássicos são realizados de acordo com horas de funcionamento fixas ou intervalos rígidos, a manutenção preditiva depende do estado real da máquina. Sensores monitoram parâmetros centrais como qualidade do óleo, pressão hidráulica, status da bateria ou curvas de temperatura em tempo real. Algoritmos avaliam esses dados e detectam sinais de desgaste ou mau funcionamento numa fase inicial.
Esta abordagem é particularmente valiosa para máquinas compactas: paradas não planejadas em canteiros de obras apertados e muitas vezes com prazos críticos levam a atrasos e custos desproporcionalmente altos em relação ao tamanho da máquina. A manutenção preditiva garante que os componentes sejam substituídos em tempo hábil, que os compromissos de manutenção possam ser planejados e que os tempos de inatividade sejam minimizados.
Para as empresas de construção, a manutenção preditiva não significa apenas um aumento na confiabilidade técnica, mas também uma maior confiabilidade nos cálculos. As máquinas não são reparadas “sob suspeita”, mas quando é realmente necessário – um passo em direção a uma maior eficiência, sustentabilidade e competitividade.
Fator de custo
Do ponto de vista do utilizador, três questões são centrais: A capacidade da bateria é suficiente para o dia de trabalho planeado? A rede de revendedores é forte o suficiente para garantir um serviço rápido? E o investimento pode ser apresentado economicamente? Fabricantes como a Volvo CE e a Komatsu fornecem dados específicos sobre capacidades e opções de carregamento para determinados modelos, mas o tempo de funcionamento útil permanece altamente dependente da temperatura, do perfil de carga e dos padrões de funcionamento. É justamente por isso que um planejamento preliminar detalhado é recomendado para construtoras: aluguéis de curto prazo para testes em operações reais, locação de modelos com pacotes de serviços ou integração em plataformas de compartilhamento podem reduzir o risco e proporcionar experiência antes que o capital seja imobilizado no longo prazo.
Outro aspecto muitas vezes subestimado é a formação do pessoal. As máquinas compactas elétricas e controladas digitalmente diferem dos veículos diesel clássicos em termos de operação e manutenção. A oferta de formação é correspondentemente ampla. Qualquer pessoa que utilize isso não só se beneficia de maior eficiência, mas também de menos tempo de inatividade devido a operação incorreta ou manutenção inadequada. A padronização de interfaces para acessórios e baterias é outra alavanca que poderia acelerar a aceitação de máquinas compactas eletrificadas. Acoplamentos uniformes, módulos de bateria rapidamente substituíveis e padrões telemáticos interoperáveis reduziriam o esforço logístico e facilitariam a reutilização de acessórios entre marcas. Até agora, os fabricantes individuais optaram por soluções proprietárias, o que limita a flexibilidade. O mercado terá de responder à regulamentação ou à cooperação a nível da indústria nos próximos anos para que os modelos de partilha e a interoperabilidade funcionem em maior escala.
