Como as grandes escavadeiras estão evoluindo?

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No setor de máquinas de construção, poucos "irmãos menores" recebem mais atenção do que as miniescavadeiras, mas, como relata Mitchell Keller , a inovação é abundante nos modelos médios e maiores.

As escavadeiras compactas estão superando em vendas suas equivalentes maiores (por uma grande margem), e isso acontece há anos; em 2023, 365.000 miniescavadeiras foram vendidas globalmente por um valor superior a US$ 12,5 bilhões, de acordo com a consultoria de construção Off-Highway Research (OHR).

A OHR estima que as vendas de mini escavadeiras hidráulicas na América do Norte cresceram 133% de 2014 a 2023, enquanto a faixa de 6 a 12 toneladas representou cerca de 33% da participação de mercado regional em 2023 (comparado a apenas 2,6% dez anos atrás). As taxas de crescimento de vendas são semelhantes em outros grandes mercados de equipamentos de construção, como China e Europa.

São dados impressionantes, mas por que os pequenos deveriam receber todo o amor? Embora máquinas médias e grandes possam não movimentar tantas unidades, escavadeiras de maior tonelagem ainda estão se modernizando com o resto da indústria. E � com o volume global de megaprojetos em ascensão � a demanda por elas não vai diminuir.

Quanto maior, melhor

Os Minis ganham a vida em ambientes urbanos e espaços confinados, o que os tornou populares nos últimos anos, à medida que grandes metrópoles investem quantias históricas em moradia e infraestrutura.

Escavadeira 370X da JCB A escavadeira 370X da JCB é sua maior escavadeira de esteiras da Série X (Imagem: JCB)

Mas as escavadeiras midi e maxi (10 toneladas ou mais) brilham nos ambientes mais adversos do mundo; aplicações ideais para escavadeiras de 10 toneladas ou mais incluem locais remotos, mineração, pedreiras e regiões onde o clima e as temperaturas atingem extremos.

Foi exatamente isso que a OEM JCB, sediada no Reino Unido, tinha em mente ao desenvolver sua escavadeira 370X, que foi lançada este ano. Talvez um dos fabricantes de escavadeiras mais reconhecidos no mercado europeu, a JCB disse que sua máquina mais nova é sua maior escavadeira de esteiras da Série X até agora � ela lançou a linha da Série X em 2018.

Ele pesa até 40 toneladas e é apoiado por um motor diesel Cummins L9 de 8,9 litros e seis cilindros que roda até 240 kW ou 322 cv a 1.700 rpm. Seu sistema hidráulico usa bombas Kawasaki e um bloco de válvulas KYB de nova geração.

A JCB observou que o clima foi um componente vital considerado no desenvolvimento da máquina. “O 370X foi projetado para trabalhar nos ambientes mais severos e foi rigorosamente testado para ter o melhor desempenho, não importa o clima�, diz a empresa.

Ele também conta com um contrapeso mais pesado para maior estabilidade, estruturas maiores para lidar com forças adicionais, diâmetros maiores de tubulação de serviço e pressões hidráulicas mais elevadas para mais potência na extremidade da escavação.

O tamanho também se traduz em aumento de produtividade: o 370X pode movimentar 4,5 toneladas a mais de material por litro de combustível e 86 toneladas por hora a mais de material do que os concorrentes, de acordo com os testes da JCB. O diâmetro da caçamba da unidade também foi aumentado para até 100 mm com um acessório, o que também pode ser benéfico em trabalhos maiores de demolição.

Aumentando a produtividade

Máquinas elétricas também estão se dimensionando e entrando em novos mercados. A Volvo Construction Equipment (Volco CE), sediada na Suécia, lançou sua escavadeira elétrica EC230 no Japão em maio, tendo-a lançado comercialmente primeiro na América do Norte e na Europa.

Escavadeira elétrica EC230 Estreando no Japão após lançamentos na América do Norte e Europa, a escavadeira elétrica EC230 atende à crescente demanda por soluções ecologicamente corretas na Ásia

A Volvo CE acredita que a EC230 é agora a 'maior escavadeira elétrica disponível no Japão'. O lançamento comercial no país foi estratégico, diz Shoji Isamu � chefe do mercado japonês na Volvo CE � observando os drivers de um mercado de escavadeiras midi elétricas.

“Há um interesse significativo dos clientes no Japão por máquinas de construção elétricas que produzem zero emissões�, ele diz, observando que revendedores e usuários finais estão precisando de “opções sustentáveis que atendam às necessidades do mercado japonês�.

Inicialmente, cinco EC230s foram entregues para o mercado de locação, com dois já programados para uso a partir do lançamento e um sexto a ser encomendado para um "grande contratante" trabalhando em vários projetos.

E entre as maiores escavadeiras de grande porte está a escavadeira hidráulica de mineração PC9000 da Komatsu para aplicações de superfície.

Desenvolvido pela Komatsu Germany Mining Division (KGM) e pela canadense SMS Equipment (uma subsidiária da japonesa Sumitomo Corporation), a Komatsu disse sobre o novo modelo: "O PC9000 foi projetado para aumentar a produtividade, o desempenho e a eficiência no local da mina. Ele é otimizado para se adequar aos tamanhos de caminhões de mineração 830E a 980E da Komatsu, melhorando os tempos de ciclo e reduzindo o custo geral por tonelada de material movido."

A primeira máquina foi entregue à mina de lama de areia betuminosa Fort Hills em Alberta, Canadá, uma operação da Suncor, junto com 23 dos 980 transportadores da Komatsu. A empresa de energia canadense Suncor disse que o local extrai 194.000 barris de material por dia e tem uma expectativa de vida útil até 2068.

O gigantesco PC9000 da Komatsu inclui uma caçamba maior e forças de escavação elevadas, instaladas para melhorar a eficiência e os tempos de ciclo.

Tecnologia de ajuste e potência

Recursos autônomos como assistência de nivelamento, nova tecnologia de detecção e câmera e telemática já se tornaram a norma para a maioria das máquinas novas no mercado.

Nos próximos anos, o ajuste fino dos sistemas de controle eletro-hidráulico, os recursos de automação e a introdução de mais oportunidades de operação remota serão os próximos avanços para escavadeiras de construção.

O sistema de operação remota Cat Command da Caterpillar é um exemplo de como a tecnologia pode permitir que os operadores saiam da cabine e continuem seu trabalho, o que pode ser particularmente benéfico ao escavar em torno de serviços públicos ou infraestrutura subterrânea.

A empresa demonstrou uma escavadeira remota nas instalações de treinamento e pesquisa da Caterpillar em Edwards, Illinois, EUA, durante os Dias Anuais de Tecnologia e DzԲٰçã da empresa.

Uma escavadeira Caterpillar 308 em operação por controle remoto Uma escavadeira Caterpillar 308 sob operação de controle remoto nas instalações do OEM em Illinois, EUA. A luz azul é um recurso de segurança que indica que a máquina está sendo operada remotamente (Foto: Mitchell Keller)

“� super simples�, diz o operador durante uma demonstração interna na Edwards, de pé com uma 'caixa de barriga' Cat Command em volta do pescoço. É o dispositivo que ele usa para controlar uma escavadeira Cat 308, que está a aproximadamente 10 m na frente dele.

“Quando eu mudar para o modo de escavação, será como se eu estivesse na cabine�, ele acrescenta. “A mão direita será meu balde e lança, e minha mão esquerda será meu balanço e meu bastão� muito familiar.�

A Caterpillar também lançou o Cat Grade com 3D para escavadeiras, que permite aos operadores nivelar projetos complexos em várias máquinas usando tecnologia GNSS e orientação de posicionamento RTK (cinemática em tempo real). É compatível com as principais empresas de topografia e digitalização, como Trimble, Topcon e Leica.

Energia alternativa

As inovações tecnológicas de combustível também estão impulsionando a indústria de escavadeiras e a Liebherr não está deixando pedra sobre pedra.

“As tecnologias de conversão de energia incluem um programa completo de motores e acionamentos altamente eficientes, alguns dos quais são desenvolvidos e produzidos pela própria Liebherr: motores de combustão convencionais, motores de combustão de hidrogênio, motores elétricos, células de combustível, baterias ou acionamentos híbridos�, disse Marc Wiedemann da Liebherr Kirchdorf à International Construction .

Cada tecnologia tem seus pontos fortes e fracos, e cada uma requer uma infraestrutura específica, ele explica. Isso significa que cada uma é adequada para diferentes tipos de aplicação.

“Não existe uma tecnologia de acionamento única para campos heterogêneos de aplicação, como máquinas de construção e guindastes, no futuro próximo�, acrescenta Wiedemann.

“Em vez disso, quanto mais precisamente a tecnologia de acionamento, a aplicação e a região de uso forem harmonizadas, maior será a contribuição para a criação de valor para o cliente e para a neutralidade climática.�

XCMG A XCMG é uma das maiores OEMs do mundo e produz uma ampla gama de escavadeiras (Imagem: XCMG)

Alguns avanços tecnológicos ajudam a ilustrar as necessidades da máquina � um componente vital ao gerenciar uma frota robusta com muitas peças de trabalho. Na OEM XCMG sediada na China, a escavadeira hidráulica XE690DK tem capacidades de monitoramento adicionais, que a empresa diz à International Construction que podem aumentar a segurança e a eficiência.

“A máquina é equipada com um sistema de controle de detecção de temperatura inteligente independente dividido, que otimiza o controle de temperatura do fluido, reduz o ruído e melhora a eficiência geral�, diz o OEM. “Além disso, o sistema de gerenciamento inteligente da máquina, que integra a tecnologia IoT e um aplicativo móvel conveniente, permite o monitoramento em tempo real do status da máquina, garantindo a segurança e a eficiência operacional.�

Cabines onde você pode viver

Talvez a maior mudança nas escavadeiras na última década seja o quão confortáveis elas são hoje.

Os componentes eletro-hidráulicos reduziram as demandas físicas do operador no joystick, enquanto alguns recursos antes luxuosos, como ar condicionado e assentos ergonômicos, estão se tornando padrão na maioria das grandes marcas.

Uma grande razão para isso é a escassez global de mão de obra, particularmente entre operadores de máquinas pesadas. À medida que uma grande parte da força de trabalho se aposenta, a indústria está encontrando menos membros de gerações mais jovens interessados na profissão.

Jason Hurdis, um profissional de mercado global da Caterpillar, disse à International Construction que o conforto da cabine é uma grande prioridade para a empresa. Em maio, em uma demonstração ao ar livre nas instalações da Caterpillar em Edwards durante o pico do calor do verão, Hurdis admite que estava suando durante sua narração da demonstração enquanto os operadores "estavam no ar condicionado" dentro das cabines da escavadeira "tirando sarro de mim no meu fone de ouvido".

Mas Hurdis está por dentro da brincadeira; são anos de trabalho desenvolvendo novas cabines dando frutos, e ele recebe com satisfação as provocações gentis dos operadores porque isso significa que eles estão gostando do trabalho.

Hurdis acrescenta que mudanças simples, como iluminação LED aprimorada e acesso ao controle de rádio (para que os operadores toquem suas próprias músicas), são pequenas no papel, mas enormes para os trabalhadores.

“Esse operador chega às 6 da manhã e pode não sair da cabine até as quatro ou cinco da tarde�, diz Hurdis. “Quanto mais confortável pudermos torná-lo � assentos reclináveis, ar condicionado, boa visibilidade � menos fadiga eles terão.�

O OEM chinês LiuGong disse à International Construction que eles também estão focados em melhorias de segurança e cabine. A cabine do 925FCR inclui sete novos recursos disponíveis de fábrica, incluindo um limpador paralelo (para cenários de muita poeira), um pod basculante para melhorar a facilidade de acesso e saída para operadores, um display de 10,1� que mostra visibilidade de 360 graus, portas de carregamento USB A e C, áudio e rádio atualizados, assentos aprimorados e ajustes hidráulicos.

“O sistema eletro-hidráulico garante uma comunicação rápida entre joysticks, bombas e válvulas, resultando em controle preciso em toda a faixa de potência�, diz LiuGong. “Além disso, a LiuGong agora adicionou a capacidade dos operadores de ajustar prioridades hidráulicas, resposta hidráulica e sensibilidades do joystick.�

Avançando cada detalhe

Embora a operação por controle remoto, a assistência de nível 3D e os sistemas eletro-hidráulicos possam parecer tecnologia de ponta (e são), as escavadeiras já existem há muito tempo, e muitos desses principais recursos tecnológicos também já existem.

Embora esses aspectos tenham melhorado para um nível impecável hoje, Justin Steger � gerente de marketing de produtos da divisão de escavadeiras da John Deere � diz que sua equipe está fazendo questão de não negligenciar alguns dos princípios básicos.

Referindo-se às escavadeiras modelo 210 a 380 da Deere em sua nova série P (comparada à série G anterior), Steger diz que o OEM ainda está descobrindo inovações de design e acesso que podem melhorar a produtividade sem um chip de computador ou tecnologia emergente.

John Deere série P 380 Um operador parece à vontade dentro da cabine de uma escavadeira John Deere série P 380 (Imagem: John Deere)

“Facilitamos a lubrificação de juntas em geral, mas especificamente daquela junta stick-to-bucket�, explica Steger. “Temos um canal de graxa que vem do centro para fora, e a ideia é que você pode enviar graxa do meio para fora, e ela vai levar a sujeira e os detritos para fora com ela e eliminar qualquer desgaste acelerado nas buchas daquela junta.�

Steger diz que a Deere também reforçou sua bucha de topo já resistente e o pino endurecido para a junta do braço à caçamba.

“Entre a bucha mais dura, o pino mais duro e a vedação melhor, estamos vendo uma vida útil duas a três vezes maior em comparação ao projeto anterior da série G dessa junta�, acrescenta Steger.

Componentes tão simples como ventiladores � para resfriamento do motor, sistemas hidráulicos e peças elétricas � foram reconsiderados pela Deere, e Steger diz que os resultados têm inspirado ajustes mais avançados.

“Nós passamos dos ventiladores hidráulicos da série G, agora com a série P temos nossos ventiladores eletrônicos de resfriamento sob demanda�, ele explica. “Na verdade, estamos vendo uma economia mínima de 7% � mais provavelmente 10% ou mais � de combustível, dependendo da aplicação.�

Steger diz que todos esses ajustes se resumem a um único desejo: criar valor para proprietários e usuários finais. “Sempre que podemos liberar alguma potência, reduzir a carga do motor, colhemos as recompensas, e nossos clientes colhem as recompensas em economia de combustível�, ele diz.

Pode levar alguns anos até que escavadeiras maiores dêem o salto gigante na tecnologia de combustível, mas até lá a indústria parece preparada para extrair eficiências das escavadeiras modernas.

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